JPH0210368B2 - - Google Patents
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- JPH0210368B2 JPH0210368B2 JP54074818A JP7481879A JPH0210368B2 JP H0210368 B2 JPH0210368 B2 JP H0210368B2 JP 54074818 A JP54074818 A JP 54074818A JP 7481879 A JP7481879 A JP 7481879A JP H0210368 B2 JPH0210368 B2 JP H0210368B2
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 5
- 241001442234 Cosa Species 0.000 claims 4
- 244000089409 Erythrina poeppigiana Species 0.000 claims 3
- 235000009776 Rathbunia alamosensis Nutrition 0.000 claims 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
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- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining imbalance
- G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
- G01M1/20—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and applying external forces compensating forces due to imbalance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining imbalance
- G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
- G01M1/22—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables
- G01M1/225—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables for vehicle wheels
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転機器の回転体の動不つりあい（動
不つりあい量と動不つりあい角度で表わす）を測
定するデイジタル式動つりあい測定装置に関す
る。
不つりあい量と動不つりあい角度で表わす）を測
定するデイジタル式動つりあい測定装置に関す
る。
回転体に許容限度以上の不つりあいがあると、
運転時に振動、騒音が発生し、その回転機器の効
率、寿命を著しく低下させるので、回転体の動不
つりあいを測定し、不つりあい部分を修正する必
要がある。最近の回転機器は高速化、高性能化で
かつ低コストのものが強く要求されるので、動つ
りあい測定とその後の不つりあい修正工程の自動
化および精度の向上が課題となつてきている。
運転時に振動、騒音が発生し、その回転機器の効
率、寿命を著しく低下させるので、回転体の動不
つりあいを測定し、不つりあい部分を修正する必
要がある。最近の回転機器は高速化、高性能化で
かつ低コストのものが強く要求されるので、動つ
りあい測定とその後の不つりあい修正工程の自動
化および精度の向上が課題となつてきている。
ところで、従来の動つりあい試験機の測定器の
回路部における演算、記憶及び表示はすべてアナ
ログ式であつた。
回路部における演算、記憶及び表示はすべてアナ
ログ式であつた。
一方、動不つりあいの修正機は、近年発展の著
しいマイクロコンピユータや数値制御装置を使用
して比較的容易に低コストで高性能なものが製作
できるようになつてきたが、マイクロコンピユー
タ、数値制御装置にはデイジタル信号が使われて
おり、修正機への不つりあいデータとしてはデイ
ジタル値が必要である。そのため、従来の測定器
をこの修正機と組合せて使用する場合は測定器の
アナログ出力をデイジタル値に変換するＡ―Ｄ変
換器を必要とし、高価なものとなる欠点を有して
いた。
しいマイクロコンピユータや数値制御装置を使用
して比較的容易に低コストで高性能なものが製作
できるようになつてきたが、マイクロコンピユー
タ、数値制御装置にはデイジタル信号が使われて
おり、修正機への不つりあいデータとしてはデイ
ジタル値が必要である。そのため、従来の測定器
をこの修正機と組合せて使用する場合は測定器の
アナログ出力をデイジタル値に変換するＡ―Ｄ変
換器を必要とし、高価なものとなる欠点を有して
いた。
さらに加えて従来の動つりあい試験機の測定器
では不つりあい計算のための振動系の定数を設定
し、記憶するのは第１図のように、不つりあい量
と角度の指示計１，２と、ポテンシヨメータ３〜
８、切換スイツチ９などの操作によつて行なう。
この操作は予備駆動と称しており、非常にめんど
うで、精度をよくするためには注意深くやらねば
ならない、また人が不つりあいを指示計で読み取
る場合にも、読取の個人差による誤差や指示計の
大きさの限度に由来する最小目盛の大きさによる
読取限度があるなどの問題があつた。
では不つりあい計算のための振動系の定数を設定
し、記憶するのは第１図のように、不つりあい量
と角度の指示計１，２と、ポテンシヨメータ３〜
８、切換スイツチ９などの操作によつて行なう。
この操作は予備駆動と称しており、非常にめんど
うで、精度をよくするためには注意深くやらねば
ならない、また人が不つりあいを指示計で読み取
る場合にも、読取の個人差による誤差や指示計の
大きさの限度に由来する最小目盛の大きさによる
読取限度があるなどの問題があつた。
このように、従来のアナログ式の測定器におい
ては、不つりあいの自動修正、予備駆動時の調
整、測定精度などに問題があり、本発明はこれら
の問題点をデイジタル式の測定器とすることによ
り解消するものである。
ては、不つりあいの自動修正、予備駆動時の調
整、測定精度などに問題があり、本発明はこれら
の問題点をデイジタル式の測定器とすることによ
り解消するものである。
以下、一実施例として、縦形動つりあい試験機
の測定器の場合を第２図〜第７図に基づいて説明
する。第２図は測定器のパネル図で、１０は小数
点を含めて不つりあい量を表示する数表示器、１
１は不つりあい角度の表示器で従来のアナログ式
指示計における読取個人差はなくなつている。１
２は切換スイツチで、通常測定時はQ2にしてお
き、予備駆動時はQ1の位置にし、押釦スイツチ
１３，１４，１５と重さ設定デイジタルスイツチ
１６と角度設定デイジタルスイツチ１７を使用す
る。第３図は一般的な縦形動つりあい試験機本体
部の簡略図を示し、駆動モータ１８が回転すると
プーリ１９，２１とベルト２０により回転主軸２
２が回転する。回転主軸２２は軸受２３、振動枠
２４とバネ材２５により機械本体に支えられ、さ
らに回転主軸２２には、試験体２６を取付けるた
めのアダプタ２７や角度目盛板２８、角度基準信
号板２９が付属している。駆動モータ１８が回転
すると、試験体２６の不つりあいおよび回転主軸
２２とその付属物にも存在する不つりあいにより
軸受２３は振動を起すので、振動検出器３０によ
り検出する。振動検出器３０の出力は第４図Sv
に示すように、試験体２６と回転主軸とその付属
物のすべてを含んだ動不つりあいと所定の関係を
有する回転主軸２２の回転と同期する正弦波とな
る。実際には、この出力Svに雑音成分が重畳し
た波形となる場合が多く、不つりあいの信号分で
ある回転主軸２２と同期する信号のみを取出すフ
イルタ回路（後述する帯域フイルタ３２と同期整
流回路３３）が必要となる。以上の構成において
今、第５図のように、試験体２６の不つりあいを
Ｕ→Wとし、回転主軸２２とその付属物による不つ
りあいＵ→Aとしてベクトル表示すれば、その合成
ベクトルＵ→Oの大きさは振動検出器３０の出力Sv
の振幅Xmに比例し、その方向（不つりあい角度
と表現する）は、Svの位相角によつて表わさ
れる。
の測定器の場合を第２図〜第７図に基づいて説明
する。第２図は測定器のパネル図で、１０は小数
点を含めて不つりあい量を表示する数表示器、１
１は不つりあい角度の表示器で従来のアナログ式
指示計における読取個人差はなくなつている。１
２は切換スイツチで、通常測定時はQ2にしてお
き、予備駆動時はQ1の位置にし、押釦スイツチ
１３，１４，１５と重さ設定デイジタルスイツチ
１６と角度設定デイジタルスイツチ１７を使用す
る。第３図は一般的な縦形動つりあい試験機本体
部の簡略図を示し、駆動モータ１８が回転すると
プーリ１９，２１とベルト２０により回転主軸２
２が回転する。回転主軸２２は軸受２３、振動枠
２４とバネ材２５により機械本体に支えられ、さ
らに回転主軸２２には、試験体２６を取付けるた
めのアダプタ２７や角度目盛板２８、角度基準信
号板２９が付属している。駆動モータ１８が回転
すると、試験体２６の不つりあいおよび回転主軸
２２とその付属物にも存在する不つりあいにより
軸受２３は振動を起すので、振動検出器３０によ
り検出する。振動検出器３０の出力は第４図Sv
に示すように、試験体２６と回転主軸とその付属
物のすべてを含んだ動不つりあいと所定の関係を
有する回転主軸２２の回転と同期する正弦波とな
る。実際には、この出力Svに雑音成分が重畳し
た波形となる場合が多く、不つりあいの信号分で
ある回転主軸２２と同期する信号のみを取出すフ
イルタ回路（後述する帯域フイルタ３２と同期整
流回路３３）が必要となる。以上の構成において
今、第５図のように、試験体２６の不つりあいを
Ｕ→Wとし、回転主軸２２とその付属物による不つ
りあいＵ→Aとしてベクトル表示すれば、その合成
ベクトルＵ→Oの大きさは振動検出器３０の出力Sv
の振幅Xmに比例し、その方向（不つりあい角度
と表現する）は、Svの位相角によつて表わさ
れる。
一方、第３図の回転主軸２２に取つけられた角
度基準信号板２９と位相検出器２９ａにより回転
主軸２２の１回転ごとに１パルスの基準位相信号
SPを発生させ、前記位相角の基準とする。
度基準信号板２９と位相検出器２９ａにより回転
主軸２２の１回転ごとに１パルスの基準位相信号
SPを発生させ、前記位相角の基準とする。
第６図は、測定器のブロツク図であり、図にお
いて前記振動検出器３０の出力Svは増幅器３１
により増幅され、帯域フイルタ３２を通つて同期
整流回路３３へ入力され、基準位相信号SPは増幅
器３８で増幅され基準信号発生回路３９に入力さ
れ、その出力Ｘ，Ｙ信号により同期整流回路３３
を制御して、振動検出器の出力Svを２つの直交す
る成分に分解したVX，VYなる直流電圧を発生さ
せる。なお同期整流回路３３の出力には交流分を
含んでいるので、平滑回路３４，３５により完全
な直流にしている。このVXとVYの合成電圧ベク
トルVOは位相検出器２９ａの取付位置と試験体
の位相基準点の違いや帯域フイルタ３２による位
相のズレにより一定角度δ分だけ、前記第５図に
示した合成ベクトルＵ→Oより遅れるが、その大き
さは振動検出器の出力Svの振幅と比例し、よつて
Ｕ→Oの大きさとも比例する。
いて前記振動検出器３０の出力Svは増幅器３１
により増幅され、帯域フイルタ３２を通つて同期
整流回路３３へ入力され、基準位相信号SPは増幅
器３８で増幅され基準信号発生回路３９に入力さ
れ、その出力Ｘ，Ｙ信号により同期整流回路３３
を制御して、振動検出器の出力Svを２つの直交す
る成分に分解したVX，VYなる直流電圧を発生さ
せる。なお同期整流回路３３の出力には交流分を
含んでいるので、平滑回路３４，３５により完全
な直流にしている。このVXとVYの合成電圧ベク
トルVOは位相検出器２９ａの取付位置と試験体
の位相基準点の違いや帯域フイルタ３２による位
相のズレにより一定角度δ分だけ、前記第５図に
示した合成ベクトルＵ→Oより遅れるが、その大き
さは振動検出器の出力Svの振幅と比例し、よつて
Ｕ→Oの大きさとも比例する。
したがつて、ｋを正実数とすれば、
Ｕ→O＝ｋＶ→O∠δ゜
＝ｋ∠δ゜（VX＋jVY -） ……(1)
の関係式が成立する。（ただし、j2＝−１）
第６図において、４１はマイクロプロセツサと
記憶回路およびその周辺回路で構成される小規模
コンピユータで、記憶回路に格納したプログラム
の内容を変えてその動作としての演算や制御の内
容をさまざまな場合に対応できるものである。４
０は入力インターフエイス回路であり、小規模コ
ンピユータ４１は、この回路を介して、前記第２
図および第６図に示すスイツチ１２〜１７の状態
を知り、不つりあい量および角度をデイジタル値
で数表示器１０，１１に表示する。また直流電圧
VX，VYYはＡ―Ｄ変換器３６，３７により、デイ
ジタル値に変換され、インターフエイス回路４０
を介して小規模コンピユータに知らされる。さら
に不つりあいの自動修正用として、EX.OUTな
る不つりあい量と角度のデイジタル出力信号がイ
ンターフエイス回路４０より出力される。
記憶回路およびその周辺回路で構成される小規模
コンピユータで、記憶回路に格納したプログラム
の内容を変えてその動作としての演算や制御の内
容をさまざまな場合に対応できるものである。４
０は入力インターフエイス回路であり、小規模コ
ンピユータ４１は、この回路を介して、前記第２
図および第６図に示すスイツチ１２〜１７の状態
を知り、不つりあい量および角度をデイジタル値
で数表示器１０，１１に表示する。また直流電圧
VX，VYYはＡ―Ｄ変換器３６，３７により、デイ
ジタル値に変換され、インターフエイス回路４０
を介して小規模コンピユータに知らされる。さら
に不つりあいの自動修正用として、EX.OUTな
る不つりあい量と角度のデイジタル出力信号がイ
ンターフエイス回路４０より出力される。
なおSTAは試験機本体からの測定開始信号で
ある。
ある。
さて第７図に基づき、測定器の小規模コンピユ
ータ４１のプログラムの内容を操作手順とともに
以下説明する。
ータ４１のプログラムの内容を操作手順とともに
以下説明する。
前記の(1)式において、ｋとδは定数であるが、
その値は未知であり、また第５図より明らかに、 Ｕ→O＝Ｕ→W＋Ｕ→A ……(2) の関係があるが、Ｕ→Aの値も未知であるので、試
験体の不つりあいＵ→Wを求めるためには、これら
の未知の定数を測定する必要があり、前述した予
備駆動と称する作業がこれに相当する。
その値は未知であり、また第５図より明らかに、 Ｕ→O＝Ｕ→W＋Ｕ→A ……(2) の関係があるが、Ｕ→Aの値も未知であるので、試
験体の不つりあいＵ→Wを求めるためには、これら
の未知の定数を測定する必要があり、前述した予
備駆動と称する作業がこれに相当する。
今 Ｕ→A＝ｋ∠δ゜（ａ＋jb） ……(3)
と表わせば
(2)式に(1)、(3)式を代入して、
Ｕ→W＝Ｕ→O−Ｕ→A
＝ｋ∠δ゜｛（VX−ａ）＋ｊ（VY−ｂ）｝
……(4) となる。
……(4) となる。
さて、予備駆動は、任意の試験体を使用して行
なうもので、その操作手順を説明すると、 １ 切換スイツチ１２をQ1の位置にし、小規模
コンピユータ４１（以後マイコンと略す）に予
備駆動を知らせる。
なうもので、その操作手順を説明すると、 １ 切換スイツチ１２をQ1の位置にし、小規模
コンピユータ４１（以後マイコンと略す）に予
備駆動を知らせる。
２ 試験体をアダプタ２６に取付けた後、駆動モ
ータを回転させる。振動状態が安定して機械本
体からの測定開始信号STAが出るとマイコン
は直流電圧の値VX1，VY1を取込み記憶する。
ータを回転させる。振動状態が安定して機械本
体からの測定開始信号STAが出るとマイコン
は直流電圧の値VX1，VY1を取込み記憶する。
第７図ａはこの時のベクトル図で試験体の不
つりあいベクトルＵW1→とし、電圧の合成ベクト
ルをV1→とすると、 Ｕ１→＝ＵW1→＋ＵA→ ＝ｋ∠δ゜Ｖ１→ ＝ｋ∠δ゜（Vx1＋jVy1） ……(5) の関係になる。
つりあいベクトルＵW1→とし、電圧の合成ベクト
ルをV1→とすると、 Ｕ１→＝ＵW1→＋ＵA→ ＝ｋ∠δ゜Ｖ１→ ＝ｋ∠δ゜（Vx1＋jVy1） ……(5) の関係になる。
マイコンはVX，VYの値を取込み記憶すると
ランプ４２を点灯し、これを作業者に知らせる
ので作業者は、このランプ４２を確認後、押釦
スイツチ１３を押して、第７図ａの状態である
ことをマイコンに教えると、ランプ４２が消灯
する。
ランプ４２を点灯し、これを作業者に知らせる
ので作業者は、このランプ４２を確認後、押釦
スイツチ１３を押して、第７図ａの状態である
ことをマイコンに教えると、ランプ４２が消灯
する。
３ 駆動モータを止め、アダプタに対し試験体２
８を前の位置からＯ以外の任意の角度ａ度回転
させて取付け、再び駆動モータを回転させる。
この時の直流電圧の値をVX2，VY2とすると、 第７図ｂのベクトル図となり、合成電圧ベク
トルをＶ２→で表わすと、 Ｕ２→＝ＵW1→∠α゜＋ＵA→ ＝ｋ∠δ゜Ｖ２→ ＝ｋ∠δ゜（Vx2＋jVy2） ……(6) となる。
８を前の位置からＯ以外の任意の角度ａ度回転
させて取付け、再び駆動モータを回転させる。
この時の直流電圧の値をVX2，VY2とすると、 第７図ｂのベクトル図となり、合成電圧ベク
トルをＶ２→で表わすと、 Ｕ２→＝ＵW1→∠α゜＋ＵA→ ＝ｋ∠δ゜Ｖ２→ ＝ｋ∠δ゜（Vx2＋jVy2） ……(6) となる。
ここでα゜＝０とする。なぜならa゜＝０とする
と式(5)と式(6)が同一の式になり、以後の解が求
められなくなるためである。
と式(5)と式(6)が同一の式になり、以後の解が求
められなくなるためである。
作業者はランプ４２の点灯を確認し、角度ａ
を「デイジタルスイツチ１７に設定後、スイツ
チ１４を押し、マイコンに第７図ｂの状態であ
ることを教える。
を「デイジタルスイツチ１７に設定後、スイツ
チ１４を押し、マイコンに第７図ｂの状態であ
ることを教える。
４ 駆動モータを止め、試験体２６を角度ａ分回
転して取付けたまま、ためし重りを試験体の任
意の角度γ度に取付けて再び駆動モータを回転
させる。この時の直流電圧の値をVX3，VY3と
すると、第７図ｃのベクトル図となり、合成電
圧ベクトルをＶ３→で表わすと Ｕ３→＝ＵW1→∠α゜＋ＵA→＋Ｗ１→ ＝ｋ∠δ゜Ｖ３→ ＝ｋ∠δ゜（Vx3＋jVy3） ……(7) が成立する。Ｗ→はためし重りによる不つりあい
ベクトルでその重量値をｗグラムとすると Ｗ→＝ｗ∠γ゜ ……(8) の関係がある。
転して取付けたまま、ためし重りを試験体の任
意の角度γ度に取付けて再び駆動モータを回転
させる。この時の直流電圧の値をVX3，VY3と
すると、第７図ｃのベクトル図となり、合成電
圧ベクトルをＶ３→で表わすと Ｕ３→＝ＵW1→∠α゜＋ＵA→＋Ｗ１→ ＝ｋ∠δ゜Ｖ３→ ＝ｋ∠δ゜（Vx3＋jVy3） ……(7) が成立する。Ｗ→はためし重りによる不つりあい
ベクトルでその重量値をｗグラムとすると Ｗ→＝ｗ∠γ゜ ……(8) の関係がある。
作業者は同様にランプ４２の点灯を確認して、
デイジタルスイツチ１６と１７にｗの値とγ度を
設定して押釦スイツチ１５を押し、第７図ｃの状
態であることをマイコンに知らせる。するとマイ
コンは、デイジタルスイツチの数値を読込むとと
もに記憶したVX1〜VX3，VY1〜VY3を用いて、式
(7)〜(6)を行なうと Ｕ３→―Ｕ２→＝Ｗ→ ＝ｋ∠δ゜（Vx3＋jVy3）―ｋ∠δ゜（Vx2＋jVy2） ＝ｋ∠δ゜｛（Vx3―Vx2）＋ｊ（Vy3―Vy2）｝ ＝ｋ∠δ゜｛√（x3―x2）2＋（y3―y2）2 ∠（tan-1Vy3−Vy2／Vx3−Vx2）｝ 式(8)式よりＷ→＝Wγ゜であるから上式は となる。
デイジタルスイツチ１６と１７にｗの値とγ度を
設定して押釦スイツチ１５を押し、第７図ｃの状
態であることをマイコンに知らせる。するとマイ
コンは、デイジタルスイツチの数値を読込むとと
もに記憶したVX1〜VX3，VY1〜VY3を用いて、式
(7)〜(6)を行なうと Ｕ３→―Ｕ２→＝Ｗ→ ＝ｋ∠δ゜（Vx3＋jVy3）―ｋ∠δ゜（Vx2＋jVy2） ＝ｋ∠δ゜｛（Vx3―Vx2）＋ｊ（Vy3―Vy2）｝ ＝ｋ∠δ゜｛√（x3―x2）2＋（y3―y2）2 ∠（tan-1Vy3−Vy2／Vx3−Vx2）｝ 式(8)式よりＷ→＝Wγ゜であるから上式は となる。
よつて
δ゜＝γ゜―tan-1Vy3―Vy2／Vx3―Vx2……(10
) 式(5)の両辺に∠α゜（＝cosα゜＋jsinα゜）を乗算
す
る Ｕ１→∠α゜＝ＵW1→∠α゜＋ＵA→∠α゜ ＝ｋ／δ°＋α°（Vx1＋jVy1）
……（5′） 式（5′）〜(6)を行なうと Ｕ１→∠α゜―Ｕ２→ ＝ＵA→∠α゜―UA＝ｋ∠δ゜∠α゜（Vx1＋jVy1） ―ｋ∠δ゜（Vx2＋jVy2） ＵA→（∠α゜―１）＝ｋ∠δ゜｛∠α°（Vx1＋jVy1
） ―（Vx2＋jVy2）｝ 式(3)より ＵA→＝ｋ∠δ゜（ａ＋jb） であるから上式に代入すると ｋ∠δ゜（ａ＋jb）（∠α゜―１）＝ｋ∠δ゜
｛∠α゜（Vx1＋jVy1）―（Vx2＋jVy2）｝ よつて ａ＋jb＝∠α゜（Vx1＋jVy1）―（Vx2＋jVy2）
／∠α゜―１……（5″） 式（5″） ∠α゜＝cosα゜＋jsinα゜を代入すると ａ＋jb＝（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（
Vx2＋jVy2）／cosα゜＋jsinα°―１ ＝｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（Vx2
＋jVy2）｝｛（cosα゜―１）―jsinα゜｝／（cosα゜
―１）2＋sin2α゜ ｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（Vx2＋j
Vy2）｝｛（cosα゜―１））―jsinα゜｝／１―2cosα
゜＋cos2α゜＋sin2α゜ ＝｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（x2＋
jVy2）｝｛（cosα゜―１）―jsinα゜｝／２（１―cos
α゜） ＝１／２｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―
（Vx2＋jVy2）｝（―１―ｊsinα゜／１―cosα゜） cotα゜／２＝sinα゜／１―cosα゜ であるから上式は ａ＋jb＝１／２｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jV
y1）―（Vx2＋jVy2）｝（―１―jcotα゜／２） ＝１／２｛Vx1cosα゜―Vy1sinα゜―Vx2＋jVx1sin
α゜＋jVy1cosα゜―jVy2｝・（―１）・（１＋jcotα
゜／２） ＝１／２｛―Vx1cosα゜＋Vy1sinα゜＋Vx2＋（Vx1sin
α゜ ＋Vy1cosα゜―Vy2）cotα゜／２｝＋ｊ／２｛―Vx1cos
α゜ ＋Vy1sinα゜＋Vx2＋（―Vx1cosα°＋Vy1sinα°＋Vx2
）cotα゜／２｝ よつて ａ＝１／２｛―Vx1cosα゜＋Vy1sinα゜＋Vx2＋（Vx1
sinα゜＋Vy1cosα゜―Vy2）cotα゜／２｝……(11) ｂ＝１／２｛―Vy1cosα゜―Vx1sinα゜＋Vy2＋（―V
x1cosα゜＋Vy1sinα゜＋Vx2）cotα゜／２｝……(12) を求めることができるのでこれらの各定数を計算
後、ランプ４２を消灯させる。
) 式(5)の両辺に∠α゜（＝cosα゜＋jsinα゜）を乗算
す
る Ｕ１→∠α゜＝ＵW1→∠α゜＋ＵA→∠α゜ ＝ｋ／δ°＋α°（Vx1＋jVy1）
……（5′） 式（5′）〜(6)を行なうと Ｕ１→∠α゜―Ｕ２→ ＝ＵA→∠α゜―UA＝ｋ∠δ゜∠α゜（Vx1＋jVy1） ―ｋ∠δ゜（Vx2＋jVy2） ＵA→（∠α゜―１）＝ｋ∠δ゜｛∠α°（Vx1＋jVy1
） ―（Vx2＋jVy2）｝ 式(3)より ＵA→＝ｋ∠δ゜（ａ＋jb） であるから上式に代入すると ｋ∠δ゜（ａ＋jb）（∠α゜―１）＝ｋ∠δ゜
｛∠α゜（Vx1＋jVy1）―（Vx2＋jVy2）｝ よつて ａ＋jb＝∠α゜（Vx1＋jVy1）―（Vx2＋jVy2）
／∠α゜―１……（5″） 式（5″） ∠α゜＝cosα゜＋jsinα゜を代入すると ａ＋jb＝（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（
Vx2＋jVy2）／cosα゜＋jsinα°―１ ＝｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（Vx2
＋jVy2）｝｛（cosα゜―１）―jsinα゜｝／（cosα゜
―１）2＋sin2α゜ ｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（Vx2＋j
Vy2）｝｛（cosα゜―１））―jsinα゜｝／１―2cosα
゜＋cos2α゜＋sin2α゜ ＝｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―（x2＋
jVy2）｝｛（cosα゜―１）―jsinα゜｝／２（１―cos
α゜） ＝１／２｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jVy1）―
（Vx2＋jVy2）｝（―１―ｊsinα゜／１―cosα゜） cotα゜／２＝sinα゜／１―cosα゜ であるから上式は ａ＋jb＝１／２｛（cosα゜＋jsinα゜）（Vx1＋jV
y1）―（Vx2＋jVy2）｝（―１―jcotα゜／２） ＝１／２｛Vx1cosα゜―Vy1sinα゜―Vx2＋jVx1sin
α゜＋jVy1cosα゜―jVy2｝・（―１）・（１＋jcotα
゜／２） ＝１／２｛―Vx1cosα゜＋Vy1sinα゜＋Vx2＋（Vx1sin
α゜ ＋Vy1cosα゜―Vy2）cotα゜／２｝＋ｊ／２｛―Vx1cos
α゜ ＋Vy1sinα゜＋Vx2＋（―Vx1cosα°＋Vy1sinα°＋Vx2
）cotα゜／２｝ よつて ａ＝１／２｛―Vx1cosα゜＋Vy1sinα゜＋Vx2＋（Vx1
sinα゜＋Vy1cosα゜―Vy2）cotα゜／２｝……(11) ｂ＝１／２｛―Vy1cosα゜―Vx1sinα゜＋Vy2＋（―V
x1cosα゜＋Vy1sinα゜＋Vx2）cotα゜／２｝……(12) を求めることができるのでこれらの各定数を計算
後、ランプ４２を消灯させる。
以上の３回の測定で予備駆動が終了し、任意の
試験体の不つりあいを測定できるようになる。測
定を行なうには、作業者が切換スイツチ１２を
Q2に切換えて、測定であることをマイコンに知
らせ、マイコンはこれをインターフエイス回路４
０を介して感知し、試験機本体部からの測定開始
信号STAを受けるとその時のVX，VYの値を取込
み記憶し、試験体の不つりあいを算出する。即
ち、試験体の不つりあい量をUW、不つりあい角
度をWとすれば、 Ｕ→W＝UW∠W ……（13） であるから式(4)より UW＝ｋ√（X−）2＋（Y−）2 ……（14） A＝δ゜＋tan-1VY−ｂ／VX−ａ ……（15） となり、このVW，Wの値を、数表示器１０，１
１により表示する。
試験体の不つりあいを測定できるようになる。測
定を行なうには、作業者が切換スイツチ１２を
Q2に切換えて、測定であることをマイコンに知
らせ、マイコンはこれをインターフエイス回路４
０を介して感知し、試験機本体部からの測定開始
信号STAを受けるとその時のVX，VYの値を取込
み記憶し、試験体の不つりあいを算出する。即
ち、試験体の不つりあい量をUW、不つりあい角
度をWとすれば、 Ｕ→W＝UW∠W ……（13） であるから式(4)より UW＝ｋ√（X−）2＋（Y−）2 ……（14） A＝δ゜＋tan-1VY−ｂ／VX−ａ ……（15） となり、このVW，Wの値を、数表示器１０，１
１により表示する。
以上の計算や入出力の制御はすべて、マイコン
４１の記憶回路に格納されたプログラムに従つて
行なわれる。
４１の記憶回路に格納されたプログラムに従つて
行なわれる。
なお、直流電圧VX，VYは、試験機本体の寄生
振動などのため安定状態に入つてもわずかに変動
するので、マイコンの機能をより有効に活用する
ため、測定開始信号STAを受けてから、たとえ
ば、0.1秒ごとにVX，VYの値を取込み、それぞれ
一定回数（たとえば20回）のデータを記憶して、
これらの平均値を前述の(9)〜(12)および（14）、
（15）式に入れ計算させるプログラムを記憶回路
に格納して、計算値の精度をあげることができ
る。
振動などのため安定状態に入つてもわずかに変動
するので、マイコンの機能をより有効に活用する
ため、測定開始信号STAを受けてから、たとえ
ば、0.1秒ごとにVX，VYの値を取込み、それぞれ
一定回数（たとえば20回）のデータを記憶して、
これらの平均値を前述の(9)〜(12)および（14）、
（15）式に入れ計算させるプログラムを記憶回路
に格納して、計算値の精度をあげることができ
る。
本実施例においては、前述の角度α，γをデイ
ジタルスイツチ１７を用いて可変設定できるよう
にしているが、一般的には、α，γの値は固定に
してもさしつかえない場合も多く、その時は、マ
イコン４１のプログラムの中に定数として登録し
ておき、デイジタルスイツチ１７をなくすことが
できる。デイジタルスイツチ１６についても同様
である。
ジタルスイツチ１７を用いて可変設定できるよう
にしているが、一般的には、α，γの値は固定に
してもさしつかえない場合も多く、その時は、マ
イコン４１のプログラムの中に定数として登録し
ておき、デイジタルスイツチ１７をなくすことが
できる。デイジタルスイツチ１６についても同様
である。
一方、試験機本体の寄生振動などによる振動検
出器３０への影響が少なければ、同期整流回路３
２はフイルタ機能を持つているので、第６図の帯
域フイルタ３２は不要である。また実施例では、
Ａ―Ｄ変換器を２つ（３６と３７）用いている
が、ひとつのＡ―Ｄ変換器を使用し、マイコンが
制御するスイツチでVXとVYを交互に切換えて読
取るような構成とすることも可能である。
出器３０への影響が少なければ、同期整流回路３
２はフイルタ機能を持つているので、第６図の帯
域フイルタ３２は不要である。また実施例では、
Ａ―Ｄ変換器を２つ（３６と３７）用いている
が、ひとつのＡ―Ｄ変換器を使用し、マイコンが
制御するスイツチでVXとVYを交互に切換えて読
取るような構成とすることも可能である。
本実施例に用いたＡ―Ｄ変換器は、１ボルトを
１／1000の精度で分解できるものであり、パネル
メータ等に用いられるLSIで、安価に入手でき
る。VXやVYの値が１ボルトを越えた場合には、
VX，VYを切換えスイツチにより分圧してＡ―Ｄ
変換器に入力するような構成とし、この分圧切換
スイツチを制御するプログラムを付加すれば広範
囲な不つりあい量の自動測定を行なう測定器も可
能である。
１／1000の精度で分解できるものであり、パネル
メータ等に用いられるLSIで、安価に入手でき
る。VXやVYの値が１ボルトを越えた場合には、
VX，VYを切換えスイツチにより分圧してＡ―Ｄ
変換器に入力するような構成とし、この分圧切換
スイツチを制御するプログラムを付加すれば広範
囲な不つりあい量の自動測定を行なう測定器も可
能である。
なお、これまでの説明では、縦形動つりあい試
験機の場合について説明したが、他の実施例とし
て同様な構成で横形動つりあい試験機の測定器も
つくることができる。
験機の場合について説明したが、他の実施例とし
て同様な構成で横形動つりあい試験機の測定器も
つくることができる。
このように本発明では、不つりあい量と角度の
データをデイジタル表示し、かつ外部へも出力す
るので、アナログ式の欠点である指示計の読取個
人差がなくなり、不つりあいの自動修正機との結
合も容易に、かつ安価にできる。またアナログ式
計測器の場合に必要なポテンシヨメータの調整は
なく、デイジタルスイツチの設定と、押釦スイツ
チの操作だけとなり簡単である。そして作業者が
行なうポテンシヨメータの調整誤差もない。
データをデイジタル表示し、かつ外部へも出力す
るので、アナログ式の欠点である指示計の読取個
人差がなくなり、不つりあいの自動修正機との結
合も容易に、かつ安価にできる。またアナログ式
計測器の場合に必要なポテンシヨメータの調整は
なく、デイジタルスイツチの設定と、押釦スイツ
チの操作だけとなり簡単である。そして作業者が
行なうポテンシヨメータの調整誤差もない。
一方、計算、記憶、制御のすべてを小規模コン
ピユータが行なうため、測定器のハードウエアの
構成が簡単になり全体としてのコストが低下する
効果を奏する。そして測定器の誤差要因は上記の
ごとく減り、その結果測定精度が向上などの顕著
な利点を有する。
ピユータが行なうため、測定器のハードウエアの
構成が簡単になり全体としてのコストが低下する
効果を奏する。そして測定器の誤差要因は上記の
ごとく減り、その結果測定精度が向上などの顕著
な利点を有する。
第１図は従来例の動つりあい試験機の測定器の
パネル図、第２図は本発明の一実施例の測定器の
パネル図、第３図は縦形動つりあい試験機本体部
の簡略図、第４図は前記本体部の振動センサの出
力および基準位相信号の波形図、第５図は試験体
の不つりあいUW、本体部の回転主軸とその付属
部による不つりあいUA、本発明回路における合
成電圧ベクトルVOとの関係図、第６図は、本発
明の実施例のブロツク図、第７図ａ〜ｃは予備駆
動時の３つの状態を示すベクトル図である。 １０……不つりあい量の数表示器、１１……不
つりあい角度の数表示器、１２……切換スイツ
チ、１３〜１５……押釦スイツチ、１６，１７…
…デイジタルスイツチ、３１……増幅器、３２…
…帯域フイルタ、３３……同期整流回路、３４，
３５……平滑回路、３６，３７……Ａ−Ｄ変換
器、３８……増幅器、３９……基準信号発生回
路、４０……入出力インターフエイス回路、４１
……小規模コンピユータ、４２……確認ランプ、
EX，OUT……外部デイジタル出力信号。
パネル図、第２図は本発明の一実施例の測定器の
パネル図、第３図は縦形動つりあい試験機本体部
の簡略図、第４図は前記本体部の振動センサの出
力および基準位相信号の波形図、第５図は試験体
の不つりあいUW、本体部の回転主軸とその付属
部による不つりあいUA、本発明回路における合
成電圧ベクトルVOとの関係図、第６図は、本発
明の実施例のブロツク図、第７図ａ〜ｃは予備駆
動時の３つの状態を示すベクトル図である。 １０……不つりあい量の数表示器、１１……不
つりあい角度の数表示器、１２……切換スイツ
チ、１３〜１５……押釦スイツチ、１６，１７…
…デイジタルスイツチ、３１……増幅器、３２…
…帯域フイルタ、３３……同期整流回路、３４，
３５……平滑回路、３６，３７……Ａ−Ｄ変換
器、３８……増幅器、３９……基準信号発生回
路、４０……入出力インターフエイス回路、４１
……小規模コンピユータ、４２……確認ランプ、
EX，OUT……外部デイジタル出力信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 試験体に回転力を与え、試験体が回転した
時、前記試験体のもつ不つりあいにより発生する
振動を妨げないようにした機構部と、前記振動を
検知し、電気信号に変換する振動検出器と、試験
体の回転と同期したパルス信号を発生する基準位
相検出器と、前記振動検出器の信号から基準位相
検出器の信号と同期する信号成分のみを選択し、
90度の位相差をもつ２つのベクトル成分に分解す
る同期整流回路と、前記２つのベクトル成分を直
流信号に変換する平滑回路と、前記直流信号をデ
イジタル値VXとVYに変換するＡ―Ｄ変換器と、
前記試験体の不つりあい量UWと不つりあい角度
φWを式 UW＝ｋ√（X−）2＋（Y−）2 及びφW＝δ゜＋tan-1VY−ｂ／VX−ａ （ただしａ，ｂ，ｋ，δは定数） により、デイジタル値として算出する計算手段
と、第１ステツプとして前記試験体を前記機構部
の基準位置に取付けた場合の前記平滑回路の信号
VX1，VY1をデイジタル値で記憶し、第２ステツ
プとして試験体を前記基準位置に対しａ度回転さ
せた第２の位置に取付けた状態の前記平滑回路の
信号VX2，VY2をデイジタル値で記憶し、第３ス
テツプとして前記試験体の位置を変えずに試験体
上に既知の重量Ｗのためし重りを角度γ度の位置
に取付けた状態の前記平滑回路の信号VX3，VY3
をデイジタル値として記憶する記憶手段と、上記
各ステツプの記憶タイミングを合図する入力手段
と、前記定数ａ，ｂ，ｋ，δの値を次の計算式 δ°＝γ°−tan-1VY3−VY2／VX3−VX2 ａ＝１／２｛−VX1cosa°＋VY1sina°＋VX2＋ （VY1cosa°＋VX1sina°−VY2）cota°／２｝ ｂ＝１／２｛−VY1cosa゜−VX1sina゜＋VY2＋ （−VX1cosa゜＋VX1sina゜＋VX2）cota゜／２｝ （ただしａ≠Ｏ）によりデイジタル値として算出
する第２の計算手段と、前記UW，Wの出力手段
を備えたことを特徴とするデイジタル式動つりあ
い測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7481879A JPS55166022A (en) | 1979-06-13 | 1979-06-13 | Digital type dynamic balance measurement device |
| US06/158,821 US4345472A (en) | 1979-06-13 | 1980-06-12 | Method and apparatus for digitally analyzing dynamic unbalance of a rotating body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7481879A JPS55166022A (en) | 1979-06-13 | 1979-06-13 | Digital type dynamic balance measurement device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55166022A JPS55166022A (en) | 1980-12-24 |
| JPH0210368B2 true JPH0210368B2 (ja) | 1990-03-07 |
Family
ID=13558267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7481879A Granted JPS55166022A (en) | 1979-06-13 | 1979-06-13 | Digital type dynamic balance measurement device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4345472A (ja) |
| JP (1) | JPS55166022A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4894787A (en) * | 1988-04-28 | 1990-01-16 | Kaman Aerospace Corporation | Automatic load monitoring system with remote sensing |
| DE3930299A1 (de) * | 1989-09-11 | 1991-03-14 | Hofmann Gmbh & Co Kg Maschinen | Verfahren und vorrichtung zum unwuchtausgleich an einer schleifscheibe |
| US5172325A (en) * | 1990-08-02 | 1992-12-15 | The Boeing Company | Method for balancing rotating machinery |
| US5661672A (en) * | 1993-06-07 | 1997-08-26 | Schenck Rotec Gmbh | Process for mask irrelevant measured values in an unbalance measuring signal |
| US5537861A (en) * | 1995-03-20 | 1996-07-23 | United Technologies Corporation | Method of balancing a bladed rotor |
| US7069173B2 (en) * | 2004-11-01 | 2006-06-27 | General Electric Company | System and method for determining an angular position of a rotor and a radial position of the rotor |
| JP2011109222A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Sinfonia Technology Co Ltd | Ａ／ｄ変換装置、制振装置及びこれらを搭載した車両 |
| CN103776587B (zh) | 2014-01-28 | 2016-03-16 | 郭卫建 | 确定转子的不平衡量的方法 |
| CN105738033B (zh) * | 2016-03-22 | 2019-02-01 | 郭卫建 | 转子的不平衡量的获取方法 |
| CN108195514A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-22 | 广州市艾派克智能激光科技有限公司 | 立式动平衡检测后自动查找不平衡点位置的装置和方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3336809A (en) * | 1967-08-22 | Method and apparatus for- balancing rotating bodies | ||
| US4109312A (en) * | 1974-02-07 | 1978-08-22 | Firma Carl Schenk Ag | Method and apparatus for measuring and indicating the unbalance of a rotor |
-
1979
- 1979-06-13 JP JP7481879A patent/JPS55166022A/ja active Granted
-
1980
- 1980-06-12 US US06/158,821 patent/US4345472A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55166022A (en) | 1980-12-24 |
| US4345472A (en) | 1982-08-24 |
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