JPH0358471B2 - - Google Patents
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- JPH0358471B2 JPH0358471B2 JP11892683A JP11892683A JPH0358471B2 JP H0358471 B2 JPH0358471 B2 JP H0358471B2 JP 11892683 A JP11892683 A JP 11892683A JP 11892683 A JP11892683 A JP 11892683A JP H0358471 B2 JPH0358471 B2 JP H0358471B2
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- rotation
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
この発明はセンサたゞ１個を用いて回転方向の
判別を可能にした回転方向判別方法に関するもの
である。 従来、デイジタル回転速度計で回転方向を検出
できるものはあるが、これらはいずれも２個以上
のマークセンサを必要とし（(1)拍倉ほか：“光セ
ンサによる寸法計測”，センサ技術，1982年６月
号（情報調査会）、(2)福沢寛；“回転方向判別機能
をもつ２センサ形デイジタル回転速度計”（特願
昭57−051616号）参照），１センサ形のデイジタ
ル回転速度計で回転方向を検出できるものは全く
ない。 3.1 最も簡単なシステム 図１において、１は回転体の回転軸上に中心
をもち回転軸に直交する円，Ｏはこの円の中心
でかつ回転中心である。M1，M2，M3は１の
円周に沿つて時計方向にこの順に設けられてい
る被検出体すなわちマークで∠M1OM2＝θ12，
∠M2OM3＝θ23，∠M3OM1＝θ31，２は上述の
被検出体を検出するセンサとしてのマークセン
サ、３は電子装置である。 回転軸が均一な速度cm2回するものとし、マー
クセンサ２でマークを順々に検出し、マーク間
の通過時間間隔を電子装置３の内蔵カウンタで
計数する。回転軸が回転するとき、角θ12，
θ23，θ31に対応する計数値をそれぞれC12，C23，
C31とする。回転数はこれらの計数値の総和Ｃ
を用いて Ｎ〔rps〕≒ｆ／Ｃ ｆは電子装置３の内蔵カウンタの時間間隔計
測用標準クロツクの周波数である。 このシステムにおいて回転方向が時計方向で
あるか反時計方向であるか、またある時点で検
出されるマークがどのマークであるかは予測で
きない。表１に起り得るすべての場合を示し、
これらにモード１から６までの名称を与えてあ
る。
判別を可能にした回転方向判別方法に関するもの
である。 従来、デイジタル回転速度計で回転方向を検出
できるものはあるが、これらはいずれも２個以上
のマークセンサを必要とし（(1)拍倉ほか：“光セ
ンサによる寸法計測”，センサ技術，1982年６月
号（情報調査会）、(2)福沢寛；“回転方向判別機能
をもつ２センサ形デイジタル回転速度計”（特願
昭57−051616号）参照），１センサ形のデイジタ
ル回転速度計で回転方向を検出できるものは全く
ない。 3.1 最も簡単なシステム 図１において、１は回転体の回転軸上に中心
をもち回転軸に直交する円，Ｏはこの円の中心
でかつ回転中心である。M1，M2，M3は１の
円周に沿つて時計方向にこの順に設けられてい
る被検出体すなわちマークで∠M1OM2＝θ12，
∠M2OM3＝θ23，∠M3OM1＝θ31，２は上述の
被検出体を検出するセンサとしてのマークセン
サ、３は電子装置である。 回転軸が均一な速度cm2回するものとし、マー
クセンサ２でマークを順々に検出し、マーク間
の通過時間間隔を電子装置３の内蔵カウンタで
計数する。回転軸が回転するとき、角θ12，
θ23，θ31に対応する計数値をそれぞれC12，C23，
C31とする。回転数はこれらの計数値の総和Ｃ
を用いて Ｎ〔rps〕≒ｆ／Ｃ ｆは電子装置３の内蔵カウンタの時間間隔計
測用標準クロツクの周波数である。 このシステムにおいて回転方向が時計方向で
あるか反時計方向であるか、またある時点で検
出されるマークがどのマークであるかは予測で
きない。表１に起り得るすべての場合を示し、
これらにモード１から６までの名称を与えてあ
る。
【表】
【表】
電子装置３では１組の計数値C12，C23，C31
を計数し終るごとに、１回目と２回目の計数
値、２回目と３回目の計数値、３回目と１回目
の計数値の３組のそれぞれについて大小の比較
を行い、大なり（＞）の回数と小なり（＜）の
回数を調べる。これらの回数も表１に示してあ
る。時計方向回転の場合は（＞の回数）＞（＜の
回数）で、反時計回転の場合は逆に（＞の回
数）＜（＜の回数）となることが表１からわか
る。つまり、得られた計数値について表１に示
してあるような比較を行い、さらに（＞の回
数）と（＜の回数）を行えば、回転方向を判別
することができるわけである。 電子装置３はデイジタルIC等あるいはシン
グルチツプマイクロコンピユータを用いて構成
することができる。シングルチツプマイクロコ
ンピユータ内蔵のカウンタとクロツク信号発生
器を用いて、この実施例の場合のようにマーク
検出信号出力（パルス列）の時間間隔を計数し
たのち、その演算機能を用いて回転速度の算
出、計数値の比較による回転方向の判別を行う
ことは容易である。 3.2 より応答の速いシステム 前述の最も簡単なシステムにおいて回転速度
の算出および回転方向の判別ができる、すなわ
ち「応答がある」のは１組のC12，C23，C31の
計数の終了つまり１回転してからである。この
応答を速くするには前述の円１をいくつかの扇
形に等分すればよい。たとえば1/4回転後に応
答があるようにするには次のようにする。図２
のように円１を４個の扇形に等分し、各扇形の
円周上にマークM11，M12，M13；M21，M22，
M23，；M31，M32，M33；M41，M42，M43をこ
の順に並べて位置させ、 ∠M11OM12＝∠M21OM22＝∠M31OM32 ＝M41OM42＝θ12， ∠M12OM13＝∠M22OM23＝∠M32OM33 ＝∠M42OM43＝θ23， ∠M13OM11＝∠M23OM21＝∠M33OM31 ＝∠M43OM41＝θ31 となるようにする。 回転体が回転するとき、前述と同様にマーク
センサ２でマークを順々に検出し、マーク間の
通過時間間隔を電子装置３内蔵のカウンタで計
数し、角θ12，θ23，θ31に対応する計数値をそれ
ぞれC12，C23，C31とする。回転速度はC12＋
C23＋C31＝Ｃを用いて Ｎ〔rps〕≒ｆ／4C ここで、ｆはカウンタのクロツク周波数であ
る。分母は円１を４個の扇形に区分したことに
よる係数である。円１を等分して得た扇形がｎ
個の場合は係数はｎである。 回転体の回転速度を一定とすると、円１の区
分数を多くすればするほど応答は速くなるが、
回転速度の誤差は多くなる。これはカウンタの
計数値に含まれるいわゆる±１カウント誤差に
起因する。 3.3 システムの一般化のためのコメント 特許請求の範囲には扇形および被検出体の個
数を特定せず一般的に記してあるので、ここに
コメントをつけておく。 円は扇形の特別な場合とみなし、区分数をｎ
≧１とすれば、図１はｎ＝１，図２はｎ＝４の
場合に相当する。 各扇形の円周上のマークの個数は３個とは限
らず、ｐ（≧３）個設けることができる。図１
の場合はθ12＜θ23＜θ31＞θ12で、（＜の個数）−
（＞の個数）＝１であるから、C12とC23，C23と
C31，C31とC12のすべてについて比較しなけれ
ばならない。図３のように、４個のマークを設
け、θ12＜θ23＜θ34＜θ41＞θ12となるようにして
ある場合は、（＜の個数）−（＞の個数）＝２であ
るから、C12とC23，C23とC34，C34とC41，C41
とC12の４組のうちの３組について比較を行え
ば十分である。 図４のように、４個のマークを設けてあつて
も、θ12＜θ23＞θ34＜θ41＞θ12のように、（＜の個
数）−（＞の個数）＝０となつている場合は回転
方向を判別することができない。しかし、たと
えば図５のようにマークが５個設けてあつて、
θ12＜θ23＞θ34＜θ45＜θ51＞θ12のようになつてい
る場合は、（＜の個数）−（＞の個数）＝１となつ
てはいるが、C12とC23、C23とC34，C34とC45，
C45とC51，C51とC12の５組すべてについて比較
を行わなければ回転方向を判別することはでき
ない。 なお、上記各実施例では、マーク間の通過時
間間隔をカウンタで計数して得た計数値を用い
るようにしたが、この発明はこれに限定される
ものではなく、例えばその大きさが上記時間間
隔に対応した電圧等の計測値を得るようにして
もよく、かかる場合でもその計測値を用いて単
一センサにより回転方向の判別を行うことが可
能であるという効果は上記各実施例と同様であ
る。 3.4 この発明の効果 この発明の特長はたヾ１個のセンサを用いて
回転体の回転方向を判別できるようにした点で
ある。マーク，マークセンサ，シングルチツプ
マイクロコンピユータ等を用いて、回転速度だ
けを計測できる１センサ形デイジタル回転速度
計を構成することができるが、これにプログラ
ム（部品の追加は必ずしも必要ではない）とマ
ークを追加するだけで回転方向を判別できるよ
うになる。電動機の正逆回転速度制御を行う場
合等これは簡便かつ有効である。
を計数し終るごとに、１回目と２回目の計数
値、２回目と３回目の計数値、３回目と１回目
の計数値の３組のそれぞれについて大小の比較
を行い、大なり（＞）の回数と小なり（＜）の
回数を調べる。これらの回数も表１に示してあ
る。時計方向回転の場合は（＞の回数）＞（＜の
回数）で、反時計回転の場合は逆に（＞の回
数）＜（＜の回数）となることが表１からわか
る。つまり、得られた計数値について表１に示
してあるような比較を行い、さらに（＞の回
数）と（＜の回数）を行えば、回転方向を判別
することができるわけである。 電子装置３はデイジタルIC等あるいはシン
グルチツプマイクロコンピユータを用いて構成
することができる。シングルチツプマイクロコ
ンピユータ内蔵のカウンタとクロツク信号発生
器を用いて、この実施例の場合のようにマーク
検出信号出力（パルス列）の時間間隔を計数し
たのち、その演算機能を用いて回転速度の算
出、計数値の比較による回転方向の判別を行う
ことは容易である。 3.2 より応答の速いシステム 前述の最も簡単なシステムにおいて回転速度
の算出および回転方向の判別ができる、すなわ
ち「応答がある」のは１組のC12，C23，C31の
計数の終了つまり１回転してからである。この
応答を速くするには前述の円１をいくつかの扇
形に等分すればよい。たとえば1/4回転後に応
答があるようにするには次のようにする。図２
のように円１を４個の扇形に等分し、各扇形の
円周上にマークM11，M12，M13；M21，M22，
M23，；M31，M32，M33；M41，M42，M43をこ
の順に並べて位置させ、 ∠M11OM12＝∠M21OM22＝∠M31OM32 ＝M41OM42＝θ12， ∠M12OM13＝∠M22OM23＝∠M32OM33 ＝∠M42OM43＝θ23， ∠M13OM11＝∠M23OM21＝∠M33OM31 ＝∠M43OM41＝θ31 となるようにする。 回転体が回転するとき、前述と同様にマーク
センサ２でマークを順々に検出し、マーク間の
通過時間間隔を電子装置３内蔵のカウンタで計
数し、角θ12，θ23，θ31に対応する計数値をそれ
ぞれC12，C23，C31とする。回転速度はC12＋
C23＋C31＝Ｃを用いて Ｎ〔rps〕≒ｆ／4C ここで、ｆはカウンタのクロツク周波数であ
る。分母は円１を４個の扇形に区分したことに
よる係数である。円１を等分して得た扇形がｎ
個の場合は係数はｎである。 回転体の回転速度を一定とすると、円１の区
分数を多くすればするほど応答は速くなるが、
回転速度の誤差は多くなる。これはカウンタの
計数値に含まれるいわゆる±１カウント誤差に
起因する。 3.3 システムの一般化のためのコメント 特許請求の範囲には扇形および被検出体の個
数を特定せず一般的に記してあるので、ここに
コメントをつけておく。 円は扇形の特別な場合とみなし、区分数をｎ
≧１とすれば、図１はｎ＝１，図２はｎ＝４の
場合に相当する。 各扇形の円周上のマークの個数は３個とは限
らず、ｐ（≧３）個設けることができる。図１
の場合はθ12＜θ23＜θ31＞θ12で、（＜の個数）−
（＞の個数）＝１であるから、C12とC23，C23と
C31，C31とC12のすべてについて比較しなけれ
ばならない。図３のように、４個のマークを設
け、θ12＜θ23＜θ34＜θ41＞θ12となるようにして
ある場合は、（＜の個数）−（＞の個数）＝２であ
るから、C12とC23，C23とC34，C34とC41，C41
とC12の４組のうちの３組について比較を行え
ば十分である。 図４のように、４個のマークを設けてあつて
も、θ12＜θ23＞θ34＜θ41＞θ12のように、（＜の個
数）−（＞の個数）＝０となつている場合は回転
方向を判別することができない。しかし、たと
えば図５のようにマークが５個設けてあつて、
θ12＜θ23＞θ34＜θ45＜θ51＞θ12のようになつてい
る場合は、（＜の個数）−（＞の個数）＝１となつ
てはいるが、C12とC23、C23とC34，C34とC45，
C45とC51，C51とC12の５組すべてについて比較
を行わなければ回転方向を判別することはでき
ない。 なお、上記各実施例では、マーク間の通過時
間間隔をカウンタで計数して得た計数値を用い
るようにしたが、この発明はこれに限定される
ものではなく、例えばその大きさが上記時間間
隔に対応した電圧等の計測値を得るようにして
もよく、かかる場合でもその計測値を用いて単
一センサにより回転方向の判別を行うことが可
能であるという効果は上記各実施例と同様であ
る。 3.4 この発明の効果 この発明の特長はたヾ１個のセンサを用いて
回転体の回転方向を判別できるようにした点で
ある。マーク，マークセンサ，シングルチツプ
マイクロコンピユータ等を用いて、回転速度だ
けを計測できる１センサ形デイジタル回転速度
計を構成することができるが、これにプログラ
ム（部品の追加は必ずしも必要ではない）とマ
ークを追加するだけで回転方向を判別できるよ
うになる。電動機の正逆回転速度制御を行う場
合等これは簡便かつ有効である。
図１はこの発明の方法の最も簡単な実施例を示
す構成図、図２はより応答の速い実施例を示す構
成図、図３は被検出体４個を用いた実施例を示す
構成図、図４は被検出体４個を用いても回転方向
を判別できない例を示す構成図、図５は特許請求
の範囲第２項に記載の発明の最も簡単な実施例を
示す構成図である。 １……円、２……マークセンサ、３……電子装
置、M1〜M5，M11〜M13，M21〜M23，M31〜
M33，M41〜M43……マーク。
す構成図、図２はより応答の速い実施例を示す構
成図、図３は被検出体４個を用いた実施例を示す
構成図、図４は被検出体４個を用いても回転方向
を判別できない例を示す構成図、図５は特許請求
の範囲第２項に記載の発明の最も簡単な実施例を
示す構成図である。 １……円、２……マークセンサ、３……電子装
置、M1〜M5，M11〜M13，M21〜M23，M31〜
M33，M41〜M43……マーク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 本文に述べ図面に記してあるように、回転体
の回転軸上に中心をもち、回転軸に直交する円を
１個以上の個数ｎの等角な扇形に区分し、円周方
向に数えて１番目の扇形の円周上にはｐを３以上
の整数として被検出体M11，M12，M13，………
…，M1pを、２番目の扇形の円周上には被検出体
M21，M22，M23，………，M2pを、３番目の扇
形の円周上には被検出体M31，M32，M33，……
…，M3pを、………，ｎ番目の扇形の円周上には
被検出体Mo1，Mo2，Mo3，………，Mopをそれ
ぞれこの順に並べて位置させ、扇形が２個以上の
場合は ∠M11OM12＝∠M21OM22＝∠M31OM32＝…… ＝∠Mo1OMo2＝θ12， ∠M12OM13＝∠M22OM23＝∠M32OM33＝…… ＝∠Mo2OMo3＝θ23， ∠M13OM14＝∠M23OM24＝∠M33OM34＝…… ＝∠Mo3OMo4＝θ34， 〓 ∠M1(p-1)OM1p＝∠M2(p-1)OM2p ＝∠M3(p-1)OM3p＝…… ＝∠Mo(p-1)OMop＝θ(p-1)p， ∠M1pOM21＝∠M2pOM31＝∠M3pOM41 ＝……＝∠MopOM11＝θp1， θ12＜θ23＜θ34＜……＜θ(p-1)p＜θp1 となるようにし、回転体の回転に際し、これらの
被検出体を１個のセンサで検出し、ひとつの被検
出体を検出してから次の被検出体を検出するまで
の時間間隔を計測するという処理を連続して検出
した４個以上の個数ｑの被検出体について行い、
ｘを任意の整数としてｘ＋１番目からｘ＋ｑ番目
までの時間間隔計測値をCx+1，Cx+2，Cx+3，
Cx+4，………，Cx+q-1，Cx+qとし、Cx+1とCx+2；
Cx+2とCx+3；Cx+3とCx+4；………；Cx+q-1と
Cx+q；Cx+qとCx+1のｑ組のうち順位の連続したも
の少なくとも３組について大小を比較し、不等号
が＞であるかあるいは＜であるかを調べ、＞の総
数と＜の総数の大小を比較して回転方向を判別す
る方法。 ２ 本文に述べ図面に記してあるように、回転体
の回転軸上に中心をもち、回転軸に直交する円を
１個以上の個数ｎの等角な扇形に区分し、円周方
向に数えて１番目の扇形の円周上にはｐを３以上
の整数として被検出体M11，M12，M13，………，
M1pを、２番目の扇形の円周上には被検出体
M21，M22，M23，………，M2pを、３番目の扇
形の円周上には被検出体M31，M32，M33，……
…，M3pを，………，ｎ番目の扇形の円周上には
被検出体Mo1，Mo2，Mo3，………，Mopをそれ
ぞれこの順に並べて位置させ、扇形が２個以上の
場合は ∠M11OM12＝∠M21OM22＝∠M31OM32＝…… ＝∠Mo1OMo2＝θ12， ∠M12OM13＝∠M22OM23＝∠M32OM33＝…… ＝∠Mo2OMo3＝θ23， ∠M13OM14＝∠M23OM24＝∠M33OM34＝…… ＝∠Mo3OMo4＝θ34， 〓 ∠M1(p-1)OM1p＝∠M2(p-1)OM2p ＝∠M3(p-1)OM3p＝…… ＝∠Mo(p-1)OMop＝θ(p-1)p， ∠M1pOM21＝∠M2pOM31＝∠M3pOM41 ＝……＝∠MopOM11＝θp1 となるようにし，θ12，θ23，θ34，………，θ(p-1)p
，
θp1のうちθ12とθ23；θ23とθ24；………；θ(p-1)p
と
θp1；θp1とθ12のｐ組について大小を比較したとき
不等号が（＜となる組数）−（＞となる組数）≧１
となるようにし、回転体の回転に際し、これらの
被検出体を１個のセンサで検出し、ひとつの被検
出体を検出してから次の被検出体を検出するまで
の時間間隔を計測するという処理を連続して検出
したｐ＋１個の被検出体について行い、ｘを任意
の整数としてｘ＋１番目からｘ＋ｐ番目までの時
間間隔計測値をCx+1，Cx+2，Cx+3，Cx+4，……
…，Cx+p-1，Cx+pとし、Cx+1とCx+2；Cx+2と
Cx+3；Cx+3とCx+4；………；Cx+p-1とCx+p；Cx+p
とCx+1のｐ組について大小を比較し、不等号が＞
であるかあるいは＜であるかを調べ、＞の総数と
＜の総数の大小を比較して回転方向を判別する方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11892683A JPS6010176A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 単一センサを用いる回転方向判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11892683A JPS6010176A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 単一センサを用いる回転方向判別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010176A JPS6010176A (ja) | 1985-01-19 |
| JPH0358471B2 true JPH0358471B2 (ja) | 1991-09-05 |
Family
ID=14748615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11892683A Granted JPS6010176A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 単一センサを用いる回転方向判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010176A (ja) |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11892683A patent/JPS6010176A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6010176A (ja) | 1985-01-19 |
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