JPH0341767B2 - - Google Patents
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- JPH0341767B2 JPH0341767B2 JP1419582A JP1419582A JPH0341767B2 JP H0341767 B2 JPH0341767 B2 JP H0341767B2 JP 1419582 A JP1419582 A JP 1419582A JP 1419582 A JP1419582 A JP 1419582A JP H0341767 B2 JPH0341767 B2 JP H0341767B2
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/42—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using fluid means
- G01D5/44—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using fluid means using jets of fluid
- G01D5/46—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using fluid means using jets of fluid by deflecting or throttling the flow
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Feedback Control In General (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はノズルフラツパとして電歪素子を用
いた電・空変換器に関する。
いた電・空変換器に関する。
これまでに、電歪素子でノズルフラツパを構成
し、この電歪素子に入力電圧（直流電圧）を印加
しその印加した電圧に応じた歪を電歪素子に生起
させ、この歪によるフラツパの変化によりノズル
口を開閉し入力電圧に応じた背圧を得るようにし
た電・空変換器が提案されている。しかしながら
上記のすでに提案されている電・空変換器は電歪
素子に印加される電圧が直流電圧であるためにノ
ズルフラツパの変位が小さいという欠点があつ
た。
し、この電歪素子に入力電圧（直流電圧）を印加
しその印加した電圧に応じた歪を電歪素子に生起
させ、この歪によるフラツパの変化によりノズル
口を開閉し入力電圧に応じた背圧を得るようにし
た電・空変換器が提案されている。しかしながら
上記のすでに提案されている電・空変換器は電歪
素子に印加される電圧が直流電圧であるためにノ
ズルフラツパの変位が小さいという欠点があつ
た。
この発明の目的は上記したすでに提案された
電・空変換器の欠点を解消しノズルフラツパの変
位が大きくとれノズルフラツパを安定した位置で
駆動し得る電・空変換器を提供するにある。
電・空変換器の欠点を解消しノズルフラツパの変
位が大きくとれノズルフラツパを安定した位置で
駆動し得る電・空変換器を提供するにある。
以上の目的を達成するためにこの発明の電・空
変換器は入力電圧に応じて周波数が変化し、かつ
瞬時値が三角波・鋸歯状波・正弦波等のように時
間的に変化する交流電圧を発生する回路を設け、
この交流電圧発生回路の信号周波数の変化範囲が
電歪素子の機械的共振周波数の近傍でこの共振周
波数よりも低域側もしくは高域側の一方となるよ
うに設定し、入力電圧の変化による周波数の変化
に対応してノズルフラツパの変位振幅値が変化す
ることによりノズルの全閉時間の比率を変えて入
力電圧に応じた背圧を得るようにしている。
変換器は入力電圧に応じて周波数が変化し、かつ
瞬時値が三角波・鋸歯状波・正弦波等のように時
間的に変化する交流電圧を発生する回路を設け、
この交流電圧発生回路の信号周波数の変化範囲が
電歪素子の機械的共振周波数の近傍でこの共振周
波数よりも低域側もしくは高域側の一方となるよ
うに設定し、入力電圧の変化による周波数の変化
に対応してノズルフラツパの変位振幅値が変化す
ることによりノズルの全閉時間の比率を変えて入
力電圧に応じた背圧を得るようにしている。
以下図面に示す実施例によりこの発明を詳細に
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す電・空変換
器のブロツク図である。図において入力端子１
ａ，１ｂは入力電圧Viが加えられるようになつ
ている。２はPI調節器であつてコンデンサＣ１，
Ｃ２、抵抗Ｒ及び演算増幅器３で構成されている
がこの回路自体はすでによく知られた回路であ
る。PI調節器２の出力は電圧／周波数変換器４
に加えられるようになつている。この電圧／周波
数変換器４は、入力側に加えられる電圧値に対応
した周波数の交流信号を出力するようになつてい
る（第２図参照）。この実施例では電圧／周波数
変換器４より出力される交流信号は三角波となつ
ている。電圧／周波数変換器４より出力された三
角波信号はノズルフラツパ５に印加されるように
なつている。ノズルフラツパ５は電歪素子６ａ，
６ｂが金属薄板７をサンドイツチ状にはさむ形で
構成されている。電歪素子６ａ，６ｂには上記電
圧／周波数変換器４よりの三角波信号が加えら
れ、金属薄板７はアース接続されている。さらに
ノズルフラツパ５は一方端で支持部８に片持して
おり他方端の金属薄板７の突出部７ａが加えられ
る交流電圧に応じて振動するようになつている。
器のブロツク図である。図において入力端子１
ａ，１ｂは入力電圧Viが加えられるようになつ
ている。２はPI調節器であつてコンデンサＣ１，
Ｃ２、抵抗Ｒ及び演算増幅器３で構成されている
がこの回路自体はすでによく知られた回路であ
る。PI調節器２の出力は電圧／周波数変換器４
に加えられるようになつている。この電圧／周波
数変換器４は、入力側に加えられる電圧値に対応
した周波数の交流信号を出力するようになつてい
る（第２図参照）。この実施例では電圧／周波数
変換器４より出力される交流信号は三角波となつ
ている。電圧／周波数変換器４より出力された三
角波信号はノズルフラツパ５に印加されるように
なつている。ノズルフラツパ５は電歪素子６ａ，
６ｂが金属薄板７をサンドイツチ状にはさむ形で
構成されている。電歪素子６ａ，６ｂには上記電
圧／周波数変換器４よりの三角波信号が加えら
れ、金属薄板７はアース接続されている。さらに
ノズルフラツパ５は一方端で支持部８に片持して
おり他方端の金属薄板７の突出部７ａが加えられ
る交流電圧に応じて振動するようになつている。
一方給気口９より加えられる給気圧はパイロツ
ト弁１０に加えられるとともに絞り１１を介して
ノズル１２に供給されるようになつている。ノズ
ル１２は噴気口がフラツパ５で開閉されるように
突出部７ａに対設されている。ノズル１２よりの
背圧はパイロツト弁１０で出力圧に変換され出力
口１３より導出されるとともに圧力センサ１４に
加えられるようになつている。圧力センサ１４は
加えられた出力圧に応じた電気信号を出力し、こ
れを演算増幅器３の入力に帰還するようにしてい
る。
ト弁１０に加えられるとともに絞り１１を介して
ノズル１２に供給されるようになつている。ノズ
ル１２は噴気口がフラツパ５で開閉されるように
突出部７ａに対設されている。ノズル１２よりの
背圧はパイロツト弁１０で出力圧に変換され出力
口１３より導出されるとともに圧力センサ１４に
加えられるようになつている。圧力センサ１４は
加えられた出力圧に応じた電気信号を出力し、こ
れを演算増幅器３の入力に帰還するようにしてい
る。
電歪素子の機械的共振周波数をfmrとすると第
３図に示すように周波数fmrの信号を電歪素子６
ａ，６ｂに印加するとノズルフラツパ５の先端部
は最も大きく変位する。この実施例では電圧／周
波数変換器４より出力される信号周波数の最高値
fmax最低値fminがいずれも機械的共振周波数
fmrの低域側に入るように構成している。このよ
うに構成することによりノズルフラツパ５に加印
される信号電圧の周波数すなわち入力電圧に比例
したフラツパの変位を得ることができる。またノ
ズルフラツパ５の先端部７ａのフリー時（交流電
圧の無印加時）における先端部７ａとノズル１２
との空隙ｄは信号周波数fmin時の変位よりも、
さらに小さくなるようにしている。
３図に示すように周波数fmrの信号を電歪素子６
ａ，６ｂに印加するとノズルフラツパ５の先端部
は最も大きく変位する。この実施例では電圧／周
波数変換器４より出力される信号周波数の最高値
fmax最低値fminがいずれも機械的共振周波数
fmrの低域側に入るように構成している。このよ
うに構成することによりノズルフラツパ５に加印
される信号電圧の周波数すなわち入力電圧に比例
したフラツパの変位を得ることができる。またノ
ズルフラツパ５の先端部７ａのフリー時（交流電
圧の無印加時）における先端部７ａとノズル１２
との空隙ｄは信号周波数fmin時の変位よりも、
さらに小さくなるようにしている。
次に以上のように構成される実施例の電−空変
換器の動作について説明する。
換器の動作について説明する。
今、入力端子１ａ，１ｂ、PI調節器２を経て
電圧／周波数変換器４に制御可能な最低電圧
Vminが加えられるとすると出力される三角波の
信号周波数はfmin（第２図参照）となる。この時
の信号電圧波形を図示すると第４図のａとなる。
この場合の信号周波数fminは共振周波数fmrより
離れているので、ノズルフラツパ５の変位は小さ
く、ノズル１２が設けられていない場合には、そ
の変位がノズルフラツパ５のフリー位電とノズル
１２位置間の距離ｄより大となる期間はt1とな
る。しかしノズル１２が設けられているので、こ
の期間t1中は第５図Ａに示すようにノズルフラツ
パ５はノズル１２の位置にとどまることになる。
すなわち三角波の周期T1に対して期間t1だけノ
ズルフラツパ５によつてノズル１２が全閉され
る。
電圧／周波数変換器４に制御可能な最低電圧
Vminが加えられるとすると出力される三角波の
信号周波数はfmin（第２図参照）となる。この時
の信号電圧波形を図示すると第４図のａとなる。
この場合の信号周波数fminは共振周波数fmrより
離れているので、ノズルフラツパ５の変位は小さ
く、ノズル１２が設けられていない場合には、そ
の変位がノズルフラツパ５のフリー位電とノズル
１２位置間の距離ｄより大となる期間はt1とな
る。しかしノズル１２が設けられているので、こ
の期間t1中は第５図Ａに示すようにノズルフラツ
パ５はノズル１２の位置にとどまることになる。
すなわち三角波の周期T1に対して期間t1だけノ
ズルフラツパ５によつてノズル１２が全閉され
る。
一方電圧／周波数変換器４に制御可能な最高電
圧Vmaxが加えられると三角波の信号周波数は入
力電圧に比例してfmax（第２図参照）となる。こ
の場合の信号電圧波形は第４図に示すｂとなる。
信号周波数fmaxは共振周波数fmrに近接してい
るのでこの周波数fmaxの三角波がノズルフラツ
パ５に印加されるともしノズル１２がなければ大
なる振幅で振動することになる。ノズル１２が設
けられているのでノズルフラツパ５はノズル１２
の位置以上に変位しないが、第５図Ｂに示すよう
に三角波の周期T2に対してノズル１２が全閉さ
れる期間はt2となる。周期Ｔに対するノズル１２
が全閉される期間ｔの比率を比べると周波数
fminと周波数fmaxでは t1／T1＜t2／T2 となる。すなわち全閉時間比率は周波数fmaxの
信号が印加された方が大となる。電圧／周波数変
換器４に加えられる電圧VnがVmin＜Vn＜
Vmaxの場合には、ノズルの全閉時間比率もt1／
T1＜tn／Tn＜t1／T2となる。
圧Vmaxが加えられると三角波の信号周波数は入
力電圧に比例してfmax（第２図参照）となる。こ
の場合の信号電圧波形は第４図に示すｂとなる。
信号周波数fmaxは共振周波数fmrに近接してい
るのでこの周波数fmaxの三角波がノズルフラツ
パ５に印加されるともしノズル１２がなければ大
なる振幅で振動することになる。ノズル１２が設
けられているのでノズルフラツパ５はノズル１２
の位置以上に変位しないが、第５図Ｂに示すよう
に三角波の周期T2に対してノズル１２が全閉さ
れる期間はt2となる。周期Ｔに対するノズル１２
が全閉される期間ｔの比率を比べると周波数
fminと周波数fmaxでは t1／T1＜t2／T2 となる。すなわち全閉時間比率は周波数fmaxの
信号が印加された方が大となる。電圧／周波数変
換器４に加えられる電圧VnがVmin＜Vn＜
Vmaxの場合には、ノズルの全閉時間比率もt1／
T1＜tn／Tn＜t1／T2となる。
以上のように入力電圧が大となるほど信号周波
数が大となり周波数が大となるほどノズル１２の
全閉時間比率が上昇する。ノズル１２の全閉時間
比率が上昇すると積分的にノズル背圧も上がりそ
れに応じてパイロツト弁１０の出力空気圧も上昇
する。パイロツト弁１０の出力空気圧は出力圧と
して出力口１３より導出されるが、圧力センサ１
４にも加えられ出力圧に応じた電気信号に変換さ
れPI調節器２の演算増幅器３に帰還され入力電
圧帰還された出力圧に対応する電圧の平衡がとら
れる。
数が大となり周波数が大となるほどノズル１２の
全閉時間比率が上昇する。ノズル１２の全閉時間
比率が上昇すると積分的にノズル背圧も上がりそ
れに応じてパイロツト弁１０の出力空気圧も上昇
する。パイロツト弁１０の出力空気圧は出力圧と
して出力口１３より導出されるが、圧力センサ１
４にも加えられ出力圧に応じた電気信号に変換さ
れPI調節器２の演算増幅器３に帰還され入力電
圧帰還された出力圧に対応する電圧の平衡がとら
れる。
なおノズル１２の背圧はノズルフラツパ５の電
歪素子６ａ，６ｂが交流信号で駆動されるため脈
動するが、パイロツト弁１０の容量大、及び絞り
１０が設けられているため出力圧まで脈動が及ぶ
心配はない。
歪素子６ａ，６ｂが交流信号で駆動されるため脈
動するが、パイロツト弁１０の容量大、及び絞り
１０が設けられているため出力圧まで脈動が及ぶ
心配はない。
また上記実施例において交流信号として三角波
を例にあげ説明したが、この交流信号は時間的に
瞬時値が変化するものであればよくたとえば鋸歯
状波、正弦波等であつてもよい、 さらにまた上記実施例において電歪素子を含む
ノズルフラツパは片持ハリのものを使用している
が、両持ハリや円周固定のものを用いてもよい。
を例にあげ説明したが、この交流信号は時間的に
瞬時値が変化するものであればよくたとえば鋸歯
状波、正弦波等であつてもよい、 さらにまた上記実施例において電歪素子を含む
ノズルフラツパは片持ハリのものを使用している
が、両持ハリや円周固定のものを用いてもよい。
さらにまた上記実施例において入力電圧の変化
に対する交流信号の周波数変化範囲を電歪素子の
機械的共振周波数近傍の低域側となるようにして
いるが、これは逆に高域側に入るようにしてもよ
い。
に対する交流信号の周波数変化範囲を電歪素子の
機械的共振周波数近傍の低域側となるようにして
いるが、これは逆に高域側に入るようにしてもよ
い。
以上のようにこの発明の電・空変換器によれ
ば、ノズルフラツパを構成する電歪素子の駆動を
入力電圧に応じて周波数の変化するしかもその周
波数が電歪素子の機械的共振周波数の近傍となる
交流信号で行なうものであるから、小さい入力電
圧でノズルフラツパに大きな変位を得ることがで
き、ノズルの全閉される時間比率で背圧が決まる
ものであるから、これまでの直流駆動による電・
空変換器で変位が小さいために問題となつた温度
変化給気圧の変動、フラツパの自重による傾き等
が影響してループ全体の安定性が害されるという
心配は解消され、安定度の高い電・空変換器を得
ることができる。
ば、ノズルフラツパを構成する電歪素子の駆動を
入力電圧に応じて周波数の変化するしかもその周
波数が電歪素子の機械的共振周波数の近傍となる
交流信号で行なうものであるから、小さい入力電
圧でノズルフラツパに大きな変位を得ることがで
き、ノズルの全閉される時間比率で背圧が決まる
ものであるから、これまでの直流駆動による電・
空変換器で変位が小さいために問題となつた温度
変化給気圧の変動、フラツパの自重による傾き等
が影響してループ全体の安定性が害されるという
心配は解消され、安定度の高い電・空変換器を得
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す電・空変換
器のブロツク図、第２図は第１図実施例の電・空
変換器に使用される電圧／周波数変換器の入力電
圧・周波数特性を示す図、第３図は電歪素子を用
いたノズルフラツパの周波数・変位特性を示す
図、第４図は第１図実施例の電・空変換器の電歪
素子に印加される三角波信号の波形例を示す図、
第５図は第４図に示す三角波信号が印加された場
合のノズルフラツパの変位を示す図であつて第５
図Ａは第４図に示す信号ａが印加された場合、第
５図Ｂは第４図に示す信号ｂが印加された場合を
示す図である。 １ａ，１ｂ：入力端子、２：PI調節器、３：
演算増幅器、４：電圧／周波数変換器、５：ノズ
ルフラツパ、６ａ，６ｂ：電歪素子、７：金属薄
板、７ａ：金属薄板の突出部、８：支持部、９：
給気口、１０：パイロツト弁、１１：絞り、１
２：ノズル、１３：出力口、１４：圧力センサ。
器のブロツク図、第２図は第１図実施例の電・空
変換器に使用される電圧／周波数変換器の入力電
圧・周波数特性を示す図、第３図は電歪素子を用
いたノズルフラツパの周波数・変位特性を示す
図、第４図は第１図実施例の電・空変換器の電歪
素子に印加される三角波信号の波形例を示す図、
第５図は第４図に示す三角波信号が印加された場
合のノズルフラツパの変位を示す図であつて第５
図Ａは第４図に示す信号ａが印加された場合、第
５図Ｂは第４図に示す信号ｂが印加された場合を
示す図である。 １ａ，１ｂ：入力端子、２：PI調節器、３：
演算増幅器、４：電圧／周波数変換器、５：ノズ
ルフラツパ、６ａ，６ｂ：電歪素子、７：金属薄
板、７ａ：金属薄板の突出部、８：支持部、９：
給気口、１０：パイロツト弁、１１：絞り、１
２：ノズル、１３：出力口、１４：圧力センサ。
Claims (1)
- １ 入力電圧と帰還電圧を受け、両電圧の差に応
じた電圧を出力するPI調節器と、このPI調節器
の出力電圧を受け、その電圧に応じた周波数で瞬
時値が時間的に変化する交流電圧を発生する交流
電圧発生回路と、電歪素子を含んで構成されこの
電歪素子に前記交流電圧が印加されるノズルフラ
ツパと、このノズルフラツパの振動部に対設され
給気圧を受け背圧を導出するノズルと、この背圧
を出力圧に変換するパイロツト弁と、前記出力圧
を受け電圧信号に変換して、帰還電圧として前記
PI調節器に加える圧電変換回路とを備え、前記
交流電圧発生回路の信号周波数の変化範囲が前記
電歪素子の機械的共振周波数の近傍でこの共振周
波数よりも低域側もしくは高域側の一方となるよ
うに設定し、入力電圧の変化による周波数の変化
に対応して前記ノズルフラツパの変位振幅値が変
化することにより前記ノズルの全閉時間の比率を
変えて入力電圧に応じた背圧を得るようにしたこ
とを特徴とする電・空変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1419582A JPS58129322A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 電・空変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1419582A JPS58129322A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 電・空変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129322A JPS58129322A (ja) | 1983-08-02 |
| JPH0341767B2 true JPH0341767B2 (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=11854335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1419582A Granted JPS58129322A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 電・空変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129322A (ja) |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP1419582A patent/JPS58129322A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58129322A (ja) | 1983-08-02 |
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