JPH0138482Y2

JPH0138482Y2 -

Info

Publication number: JPH0138482Y2
Application number: JP3818483U
Authority: JP
Priority date: 1983-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1989-11-17
Also published as: JPS59144507U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、角変位を光学的に測定する装置に関
する。

例えば、伝達軸トルクは軸にねじれ角変位を生
じさせる。したがつて、このねじれ角変位を測定
すれば、伝達トルクが求められる。

本出願人は、先に、光電的に軸のねじれ角変位
を測定する装置として特公昭41−6519号「回転力
測定装置」を提案している。

これは、トルクの伝達を行わせる回転軸に間隔
をおいて固着された各スリツト円板を挟んで各１
対の光源と受光素子の対を配置し、トルクによる
軸のねじれ角を、両スリツト円板の間の相対的な
円周方向のずれにかえるようにしたものである。
こうすると、回転するスリツト円板により光源か
ら受光素子に達する光量が断続的に変化させら
れ、受光素子には周期的に変化する電圧信号が発
生し、両スリツト円板の相対ずれに対応して二つ
の周期的電圧信号の位相差が変化することにな
る。したがつて、この位相差を測定することによ
り角変位が求められることになる。

さて、この種の光学的な測定装置においては、
外部光変化等に伴うノイズ成分の影響を軽減する
必要上、光源の発光量をできる限り大にし、結局
Ｓ／Ｎ比を大にしなければならない。しかし、そ
れには光源の大きさと容量との関係および寿命と
の兼ね合いがあり、あまり発光量を大にすること
はできない。尚、これは直流点灯の場合であつ
て、光源をパルス点灯光源とした場合には、点滅
が交互に繰返されるので、その点灯時ごとの発光
量は比較的大にすることが可能である。ただし、
パルス点灯光源とした場合は、それとスリツト円
板を介して対向する受光素子に発生する電圧もパ
ルス状となつてしまう。すなわち、第１図イに示
すように、光源と受光素子がスリツトと対向する
透光時のみパルス出力が発生し、他の遮光時は無
出力となるパルス群の列が受光素子から取出さ
れ、位相差０の同相の際には、他の受光素子の出
力も前記イと全く同じロのようになり、角変位に
よつて位相差が生じた場合には、例えばイを基準
にとると、ロはハのようにパルス群の発生位置が
遅れることになる。この両パルス群の列イ，ハの
位相差を求めるには、再び、このパルス群の一つ
を新らたなパルスに整形後、その整形パルス間の
位相差を求めることが考えられるが、整形過程で
の信号劣化は避けられない。

ところで、このパルス群の列イとハを検討する
のに、位相差は、イのパルス群に対して遅れて発
生したハのパルス群と対応したものとなる。とす
れば、位相差を求めるには、結局、イのパルス群
の発生中にはハのパルス群の通過を遮断し、イの
パルス群の存在しない間はハのパルス群を通過さ
せればよいことになる。

本考案は、上記考えに基づき、角変位を二つの
パルス群の列の位相差に変換し、それから位相差
に対応したパルスを取出せる角変位測定装置を提
供することを目的としたものであり、回転軸に固
着された２枚のスリツト円板を挟んで各１対の光
源と受光素子の対を配設し、２枚のスリツト円板
の間に生じさせた角変位を２個の受光素子の出力
の位相差に変換する角変位測定装置において、回
転軸に固着された２枚のスリツト円板を挟んで各
１対の光源と受光素子の対を配設し、２枚のスリ
ツト円板の間に生じさせた角変位を２個の受光素
子の出力の位相差に変換する角変位測定装置にお
いて、各光源はパルス信号発生器と結線してその
点灯制御信号の周期が同じで、かつ点灯制御幅は
互に異なるパルス点灯光源とし、その各受光素子
は論理回路と結線して点灯幅が大の光源と対向し
た受光素子の出力の反転出力と他方の受光素子の
出力との論理積出力を形成し、その論理回路はカ
ウンタと結線して論理積出力の計数を行なわせる
ようにし、これにより基準としたパルス群の列の
パルス群の存在中は、論理積回路が遮断状態にさ
れ、パルス群の存在しない間は論理積回路が導通
状態にされて他方の受光素子からのパルス群が通
過させられるようにし、その結果、直接二つのパ
ルス群の列から位相差に対応したパルスが得られ
るようにしたものである。

以下、本考案を実施例に基づき詳細に説明す
る。

第２図において、トルクを伝達する回転軸３上
には間隔をおいて第１、第２のスリツト円板１，
２が固着され、その円板１，２に対し、そのスリ
ツト挟んで対向する状態にそれぞれの光源と受光
素子の対１０と１１、２０と２１が配設されてい
る。その光源１０，２０の点灯制御信号入力端
は、パルス信号発生器３０の異なる出力端と結線
されている。そのパルス信号発生器３０は、クロ
ツクパルス発生部３１とそのクロツクパルスを導
入し、第３図ａ，ｂのような同じ周期を有し、か
つ幅が互に異なる（ａ＞ｂ）二つの制御信号を形
成する波形処理部32とからなり、それぞれ光源１
０，２０に送出する。４０はインヒビツトアンド
ゲートよりなる論理回路であり、前記のパルス幅
の大きな制御信号ａが導入される光源１０と対向
する受光素子１１の出力端がその反転入力端と結
線され、他方の入力端には受光素子２１の出力端
が結線され、その出力端はカウンタ５０の入力端
と結線されている。

以上のものにおいて、回転軸３が回転し、それ
と一体のスリツト円板１，２が回転すると、光源
１０，２０から放射されている前記制御信号ａ，
ｂに対応して変化する光量は、スリツトと対向す
る際には透光し、他の場合は遮光されることにな
る。この結果、受光素子１１，２１には、秀光時
にはそれぞれ制御信号ａ，ｂに対応したパルス状
出力が発生し、前者は論理回路４０の反転入力端
に加えられて第３図c₀のように反転され、後者は
そのまま他方の入力端に加えられてd₀のようにな
る。したがつて、c₀とd₀のアンド出力は送出され
ず、カウンタ５０の計数値は０である。

次に、回転軸３がトルクを伝達すると、そのト
ルクに比例して軸３がねじられ、円板１と２には
その間の軸のねじれ角に比例した相対角変位が生
じる。したがつて、前記受光素子１１の反転出力
c₀を基準にとると、他方の受光素子２１の出力d₀
は、その発生位置が角変位に対応してずれ、ｄの
ように遅れを生じる。この結果、論理回路４０の
出力は、その遅れ時間の間だけアンドがとれ、そ
の間ｄを通過させたｅのようになり、これがカウ
ンタ５０により計数される。以上により、角変位
が計数値に変換される。

しかして、光線１０と２０の点灯制御信号は、
周期が同じで、その点灯幅を異にしてあるので、
その点灯タイミング、光電変換タイミングのわず
かなずれに伴う両信号c₀とｄの波形歪は、アンド
出力の形成に際し、影響しない。

以上のとおりであり、本考案は、光源を同じ周
期で、かつ異なる幅でパルス点灯させ、それによ
り発生させた二つのパルス群の列の位相差を直接
パルスとして取出せるようにしたものであり、
Ｓ／Ｎ比が高くでき、その結果、測定精度が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パルス点灯光源を用いた角変位測定
装置の出力波形図、第２図は本考案の実施例の機
構部と回路を示すブロツク線図、第３図は第２図
の各部の出力波形図である。１０，２０：光源、３０：パルス信号発生器、
４０：論理回路、５０：カウンタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

回転軸に固着された２枚のスリツト円板を挟ん
で各１対の光源と受光素子の対を配設し、２枚の
スリツト円板の間に生じさせた角変位を２個の受
光素子の出力の位相差に変換する角変位測定装置
において、各光源はパルス信号発生器と結線して
その点灯制御信号の周期が同じで、かつ点灯制御
幅は互に異なるパルス点灯光源とし、その各受光
素子は論理回路と結線して点灯幅が大の光源と対
向した受光素子の出力の反転出力と他方の受光素
子の出力との論理積出力を形成し、その論理回路
はカウンタと結線して論理積出力の計数を行なわ
せるところの角変位測定装置。