JPH0363031B2 - - Google Patents
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- JPH0363031B2 JPH0363031B2 JP6147786A JP6147786A JPH0363031B2 JP H0363031 B2 JPH0363031 B2 JP H0363031B2 JP 6147786 A JP6147786 A JP 6147786A JP 6147786 A JP6147786 A JP 6147786A JP H0363031 B2 JPH0363031 B2 JP H0363031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- output
- rotating body
- signal
- doppler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光のドツプラ効果を利用して、音
響機器、情報機器、工作機械等の回転体の回転速
度、回転ムラを計測する回転ムラ測定器に関する
ものである。
響機器、情報機器、工作機械等の回転体の回転速
度、回転ムラを計測する回転ムラ測定器に関する
ものである。
音響機器であるレコードプレーヤ、テープレコ
ーダ、VTRの回転速度、回転ムラは録音、録画、
再生時の音質、画質を左右する重要な要素であ
り、回転速度の安定度、回転ムラいわゆるワウ・
フラツタの良し悪しがこれら機器の商品価値を決
定する。
ーダ、VTRの回転速度、回転ムラは録音、録画、
再生時の音質、画質を左右する重要な要素であ
り、回転速度の安定度、回転ムラいわゆるワウ・
フラツタの良し悪しがこれら機器の商品価値を決
定する。
従つて、このような分野における回転速度、回
転ムラの測定は、これら機器の検査等に必要不可
欠なものとなつている。
転ムラの測定は、これら機器の検査等に必要不可
欠なものとなつている。
一般に、回転ムラは第(1)式に示すワウ・フラツ
タＷ／Ｆという指標で示される。
タＷ／Ｆという指標で示される。
Ｗ／Ｆ＝△Ｖ／Ｖ×100（％）… (1)
ここで、Ｖ：回転速度（ｍ／分）
△Ｖ：回転ムラ速度（ｍ／分）
第(1)式は、回転速度Ｎに対する回転ムラ速度△
Ｎの比の百分率で示され、通常周波数成分として
0.2Hz以上の回転ムラ速度について評価される。
Ｎの比の百分率で示され、通常周波数成分として
0.2Hz以上の回転ムラ速度について評価される。
回転速度Ｖ（ｍ／分）は、１分間当りの回転数
Ｎ（rpm）の形で求める必要があり、回転数Ｎ
（rpm）と回転速度Ｖ（ｍ／分）の関係は第(2)式で
示される。
Ｎ（rpm）の形で求める必要があり、回転数Ｎ
（rpm）と回転速度Ｖ（ｍ／分）の関係は第(2)式で
示される。
Ｎ＝Ｖ／2πr… (2)
ここで、ｒ：回転半径（ｍ）
第３図は、従来の非接触光学式速度センサを用
い、回転速度、回転ムラを計測する回転ムラ測定
器を示す構成図であり、１はモータまたはモータ
等に直結して回転する回転体、２はレーザ装置、
３はレーザ装置２からのレーザ光を二分割するビ
ームスプリツタ、４ａ，４ｂ，４ｃはレーザ光の
方向を変えるためのミラー、５は回転体１から散
乱された光を受信するためのレンズ、６は受信光
を電気信号に変換する光検出器、７は交流増幅
器、８は周波数追跡器、９は周波数追跡器８の出
力周波数をこの周波数に比例したアナログ電圧に
変換する周波数−電圧変換器（以下Ｆ−Ｖ変換器
という。）、１０は周波数追跡器８の出力パルス周
波数をカウントする周波数カウンタ、１１はＦ−
Ｖ変換器９の出力電圧を可変する可変抵抗器等で
代表される可変減衰器、１２は可変減衰器１１の
出力信号のうち直流成分をカツトする高域フイル
タ、１３は可変減衰器１１の出力信号のうち高周
波成分をカツトする低域フイルタ、１４はＦ−Ｖ
変換器９の出力信号を受けて利得を調整して出力
するための利得調整器である。
い、回転速度、回転ムラを計測する回転ムラ測定
器を示す構成図であり、１はモータまたはモータ
等に直結して回転する回転体、２はレーザ装置、
３はレーザ装置２からのレーザ光を二分割するビ
ームスプリツタ、４ａ，４ｂ，４ｃはレーザ光の
方向を変えるためのミラー、５は回転体１から散
乱された光を受信するためのレンズ、６は受信光
を電気信号に変換する光検出器、７は交流増幅
器、８は周波数追跡器、９は周波数追跡器８の出
力周波数をこの周波数に比例したアナログ電圧に
変換する周波数−電圧変換器（以下Ｆ−Ｖ変換器
という。）、１０は周波数追跡器８の出力パルス周
波数をカウントする周波数カウンタ、１１はＦ−
Ｖ変換器９の出力電圧を可変する可変抵抗器等で
代表される可変減衰器、１２は可変減衰器１１の
出力信号のうち直流成分をカツトする高域フイル
タ、１３は可変減衰器１１の出力信号のうち高周
波成分をカツトする低域フイルタ、１４はＦ−Ｖ
変換器９の出力信号を受けて利得を調整して出力
するための利得調整器である。
以上の構成の回転ムラ測定器において、レーザ
装置２から発信したレーザ光はビームスプリツタ
３で二分割され、一方のレーザビームはミラー４
ｂ，４ｃで、他方のレーザビームはミラー４ａで
方向を変えて、回転体１上の回転半径ｒ（ｍ）に
交差させて照射すると、各々の照射ビームに対応
した回転体１の散乱光の波長は回転体１の回転半
径ｒ（ｍ）における回転速度Ｖ（ｍ／分）に応じて
いわゆる正負のドツプラシフトを起こす。
装置２から発信したレーザ光はビームスプリツタ
３で二分割され、一方のレーザビームはミラー４
ｂ，４ｃで、他方のレーザビームはミラー４ａで
方向を変えて、回転体１上の回転半径ｒ（ｍ）に
交差させて照射すると、各々の照射ビームに対応
した回転体１の散乱光の波長は回転体１の回転半
径ｒ（ｍ）における回転速度Ｖ（ｍ／分）に応じて
いわゆる正負のドツプラシフトを起こす。
この二つの正負のドツプラシフトを受けた散乱
光をレンズ５で集光し光検出器６に導き電気信号
に変換すると、この電気信号の中には、受信光の
強さに比例する直流信号と第(3)式に示すドツプラ
周波数fdの交流信号（以下ドツプラ信号という）
が存在する。
光をレンズ５で集光し光検出器６に導き電気信号
に変換すると、この電気信号の中には、受信光の
強さに比例する直流信号と第(3)式に示すドツプラ
周波数fdの交流信号（以下ドツプラ信号という）
が存在する。
fd＝2V／λ・sin／２… (3)
ここにＶ：回転体の回転半径ｒ（ｍ）における
回転速度 λ：レーザ光の波長 ：二つの照射ビームの交差角 光検出器６で電気信号に変換されたドツプラ信
号は、微弱でかつＳ／Ｎが低いため交流増幅器７
で増幅され、周波数追跡器８でＳ／Ｎ改善すると
第(3)式に示す回転体１の回転半径ｒ（ｍ）におけ
る回転速度Ｖに比例したドツプラ周波数fdがパル
ス信号として検出できる。回転速度Ｖの中の回転
ムラ速度△Ｖは、周波数追跡器８のドツプラ周波
数fdの中の周波数変調量△fdとして検出される。
回転速度 λ：レーザ光の波長 ：二つの照射ビームの交差角 光検出器６で電気信号に変換されたドツプラ信
号は、微弱でかつＳ／Ｎが低いため交流増幅器７
で増幅され、周波数追跡器８でＳ／Ｎ改善すると
第(3)式に示す回転体１の回転半径ｒ（ｍ）におけ
る回転速度Ｖに比例したドツプラ周波数fdがパル
ス信号として検出できる。回転速度Ｖの中の回転
ムラ速度△Ｖは、周波数追跡器８のドツプラ周波
数fdの中の周波数変調量△fdとして検出される。
この周波数変調信号である周波数追跡器８の出
力信号をＦ−Ｖ変換器９に入力すると、Ｆ−Ｖ変
換器９の出力はドツプラ周波数fdに比例した大き
さの直流電圧Ｅとその直流電圧Ｅを中心に回転ム
ラの大きさに比例して上下する交流電圧△Ｅの両
方を重畳したアナログ信号となる。
力信号をＦ−Ｖ変換器９に入力すると、Ｆ−Ｖ変
換器９の出力はドツプラ周波数fdに比例した大き
さの直流電圧Ｅとその直流電圧Ｅを中心に回転ム
ラの大きさに比例して上下する交流電圧△Ｅの両
方を重畳したアナログ信号となる。
一方、周波数追跡器８の出力信号は、周波数カ
ウンタ１０にも接続されており、ドツプラ周波数
fdを計数表示し直読できるようになつている。
ウンタ１０にも接続されており、ドツプラ周波数
fdを計数表示し直読できるようになつている。
Ｆ−Ｖ変換器９の出力側に接続された可変減衰
器１１は、減衰量が周波数値で目盛られ、変換出
力を入力周波数に比例して減衰させる働きを有し
ており、可変減衰器１１の目盛周波数を周波数カ
ウンタ１０で測定した表示周波数に合わせること
により、可変減衰器１１の出力には、回転体１の
回転速度Ｖの大きさに関係なく回転ムラ速度△Ｖ
成分を第(1)式に示すように回転速度Ｖとの比率関
係で取り出し得ることになる。
器１１は、減衰量が周波数値で目盛られ、変換出
力を入力周波数に比例して減衰させる働きを有し
ており、可変減衰器１１の目盛周波数を周波数カ
ウンタ１０で測定した表示周波数に合わせること
により、可変減衰器１１の出力には、回転体１の
回転速度Ｖの大きさに関係なく回転ムラ速度△Ｖ
成分を第(1)式に示すように回転速度Ｖとの比率関
係で取り出し得ることになる。
高域フイルタ１２は0.2Hz以上のワウ・フラツ
タ成分のみを通過させるものであり、低域フイル
タ１３は、Ｆ−Ｖ変換器９の出力のうちドツプラ
周波数成分（搬送波）の影響を除去するためのも
ので回転体１の回転速度Ｖに応じてカツトオフ周
波数が可変できるようになつている。このように
して、回転体１の回転ムラ速度△Ｖを第(1)式に示
すワウ・フラツタＷ／Ｆとして求めることができ
る。
タ成分のみを通過させるものであり、低域フイル
タ１３は、Ｆ−Ｖ変換器９の出力のうちドツプラ
周波数成分（搬送波）の影響を除去するためのも
ので回転体１の回転速度Ｖに応じてカツトオフ周
波数が可変できるようになつている。このように
して、回転体１の回転ムラ速度△Ｖを第(1)式に示
すワウ・フラツタＷ／Ｆとして求めることができ
る。
また、第(2)式に示す回転体１の１分間当りの回
転数Ｎ（rpm）は、回転体１上に照射したレーザ
ビームの位置すなわち回転半径ｒ（ｍ）をあらか
じめ計測し、この回転半径ｒ（ｍ）の計測値を使
つてＦ−Ｖ変換器９の出力に接続された利得調整
器１４の利得Ｇを第(2)、第(3)式から導かれる第(4)
式で示される値に設定することにより利得調整器
１４の出力として得られる。
転数Ｎ（rpm）は、回転体１上に照射したレーザ
ビームの位置すなわち回転半径ｒ（ｍ）をあらか
じめ計測し、この回転半径ｒ（ｍ）の計測値を使
つてＦ−Ｖ変換器９の出力に接続された利得調整
器１４の利得Ｇを第(2)、第(3)式から導かれる第(4)
式で示される値に設定することにより利得調整器
１４の出力として得られる。
Ｇ＝λ／4π・sin（／２）・ｒ… (4)
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来の回転ムラ測定器は、回転体１の回転
数Ｎを求めるために、回転体１の回転速度Ｖと回
転体１上に照射したレーザビームの位置から回転
半径ｒ（ｍ）を別途測定し、上記計測した回転速
度Ｖと上記回転半径ｒ（ｍ）から第(2)式の演算を
行う必要があり、直接回転数Ｎを計測できないと
いう問題点を有していた。
数Ｎを求めるために、回転体１の回転速度Ｖと回
転体１上に照射したレーザビームの位置から回転
半径ｒ（ｍ）を別途測定し、上記計測した回転速
度Ｖと上記回転半径ｒ（ｍ）から第(2)式の演算を
行う必要があり、直接回転数Ｎを計測できないと
いう問題点を有していた。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、回転体１の回転数と回転ムラを直
接同時に計測できる回転ムラ測定器を得ることを
目的とする。
されたもので、回転体１の回転数と回転ムラを直
接同時に計測できる回転ムラ測定器を得ることを
目的とする。
この発明に係わる回転ムラ測定器は、光検出器
６の後に、回転体１の表面の傷、粗さ等による受
信光の１回転毎に現われる周期的なレベル変動か
ら回転体１の回転数を検出する直流増幅器、帯域
フイルタ、レベルメータ、波形整形器、パルスカ
ウンタを設けたものである。
６の後に、回転体１の表面の傷、粗さ等による受
信光の１回転毎に現われる周期的なレベル変動か
ら回転体１の回転数を検出する直流増幅器、帯域
フイルタ、レベルメータ、波形整形器、パルスカ
ウンタを設けたものである。
この発明においては、回転体１の表面の傷、粗
さ等による受信光の１回転毎に現われる周期的な
レベル変動からその周期を帯域フイルタで抽出
し、パルスカウントすることで、回転半径ｒを計
測することなしに回転体１の回転数が計測可能と
なる。
さ等による受信光の１回転毎に現われる周期的な
レベル変動からその周期を帯域フイルタで抽出
し、パルスカウントすることで、回転半径ｒを計
測することなしに回転体１の回転数が計測可能と
なる。
〔実施例〕
第１図は、この発明による一実施例を示す回転
ムラ測定器の構成図であり、以下図面に従い説明
する。
ムラ測定器の構成図であり、以下図面に従い説明
する。
図中、１〜１３は上記従来と同じものである。
１５は光検出器６の出力のうち低周波成分を増
幅する直流増幅器、１６は直流増幅器１５出力信
号のうち回転体１の１回転毎に現われる周期信号
を抽出する帯域フイルタ、１７は帯域フイルタ１
６の出力レベルをモニタするレベルメータ、１８
は波形整形器、１９は波形整形器１８のパルス信
号の単位時間当りのパルス数またはパルス周期を
計測するパルスカウンタである。
幅する直流増幅器、１６は直流増幅器１５出力信
号のうち回転体１の１回転毎に現われる周期信号
を抽出する帯域フイルタ、１７は帯域フイルタ１
６の出力レベルをモニタするレベルメータ、１８
は波形整形器、１９は波形整形器１８のパルス信
号の単位時間当りのパルス数またはパルス周期を
計測するパルスカウンタである。
以上の構成の回転ムラ測定器において、回転体
１が回転すると、回転体１の表面の傷、粗さ等に
より、回転体１からの反射光すなわち光検出器６
の受信光は、第２図ａに示すごとく回転体１の１
回転ごとに周期T0で直流光P0を中心にして周期
的なレベル変動する。
１が回転すると、回転体１の表面の傷、粗さ等に
より、回転体１からの反射光すなわち光検出器６
の受信光は、第２図ａに示すごとく回転体１の１
回転ごとに周期T0で直流光P0を中心にして周期
的なレベル変動する。
光検出器６の出力を直流増幅器１６で増幅した
後、帯域フイルタ１６の中心周波数f0をレベルメ
ータ１７の指示値が最大になるように調整すれ
ば、帯域フイルタ１６の中心周波数f0は、回転体
１１回転の周期T0に同調され（f0＝１／T0）、帯域 フイルタ１６の出力信号は、第２図ｂに示すごと
く周期T0の正弦波的な信号となり、この信号を
波形整形器１８で波形整形し第２図ｃに示すパル
ス信号に変換した後、上記パルス信号の単位時間
当りのパルス数またはパルス信号の周期T0をパ
ルスカウンタ１９で計数することにより、回転半
径ｒを測定することなしに直接回転体１の回転数
も合わせ計測できる回転ムラ測定器となる。
後、帯域フイルタ１６の中心周波数f0をレベルメ
ータ１７の指示値が最大になるように調整すれ
ば、帯域フイルタ１６の中心周波数f0は、回転体
１１回転の周期T0に同調され（f0＝１／T0）、帯域 フイルタ１６の出力信号は、第２図ｂに示すごと
く周期T0の正弦波的な信号となり、この信号を
波形整形器１８で波形整形し第２図ｃに示すパル
ス信号に変換した後、上記パルス信号の単位時間
当りのパルス数またはパルス信号の周期T0をパ
ルスカウンタ１９で計数することにより、回転半
径ｒを測定することなしに直接回転体１の回転数
も合わせ計測できる回転ムラ測定器となる。
以上のように、この発明によれば、回転体１表
面の傷、粗さ等による受信光の１回転ごとに現わ
れる周期的なレベル変動からその周期を帯域フイ
ルタ１６で抽出し、パルスカウンタ１９で周期を
計数することで、レーザビームの照射位置すなわ
ち回転半径ｒを測定することなしに直接回転体１
の回転数も合わせ計測できる回転ムラ測定器が提
供できる。
面の傷、粗さ等による受信光の１回転ごとに現わ
れる周期的なレベル変動からその周期を帯域フイ
ルタ１６で抽出し、パルスカウンタ１９で周期を
計数することで、レーザビームの照射位置すなわ
ち回転半径ｒを測定することなしに直接回転体１
の回転数も合わせ計測できる回転ムラ測定器が提
供できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す回転ムラ測
定器の構成図、第２図は回転ムラ測定器の特性を
示す図、第３図は従来の回転ムラ測定器の構成図
である。 図中、１５は直流増幅器、１６は帯域フイル
タ、１７はレベルメータ、１８は波形整形器、１
９はパルスカウンタである。なお、図中同一符号
は同一または相当部分を示す。
定器の構成図、第２図は回転ムラ測定器の特性を
示す図、第３図は従来の回転ムラ測定器の構成図
である。 図中、１５は直流増幅器、１６は帯域フイル
タ、１７はレベルメータ、１８は波形整形器、１
９はパルスカウンタである。なお、図中同一符号
は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 特定の波長の光を出力するレーザと、上記レ
ーザの出力ビームを２分割するビームスプリツタ
と、上記２分割したレーザビームの方向を回転体
上に交差させて照射し得るための複数のミラー
と、上記二つの照射ビームの各々について回転体
の速度に応じてドツプラシフトを起した散乱光を
一緒に受信するレンズと、上記レンズで受信した
ドツプラ信号を含む散乱光を電気変換する光検出
器と、上記光検出器の出力を増幅する交流増幅器
と、上記増幅された信号からドツプラ周波数を検
出する周波数追跡器と、上記周波数追跡器の出力
信号であるドツプラ周波数をドツプラ周波数に比
例したアナログ電圧に変換する周波数−電圧変換
器と、上記ドツプラ周波数を計数表示する周波数
カウンタと、上記周波数−電圧変換器の出力信号
を上記周波数カウンタで計数されたドツプラ周波
数に比例して減衰し得る可変減衰器と、上記可変
減衰器のうち直流成分と高周波成分をそれぞれ除
去する高域フイルタおよび低域フイルタを備えた
回転ムラ測定器において、上記回転体表面の傷、
粗さ等により回転体１回転ごと周期的に変動する
上記光検出器の出力信号から回転体の回転数を計
測し得る回転数計測手段を具備したことを特徴と
する回転ムラ測定器。 ２ 上記光検出器の出力のうち低周波成分を増幅
する直流増幅器と、この直流増幅器の出力を入力
し、回転体の１回転ごとに現われる周期信号を抽
出し、正弦波的な信号を出力する帯域フイルタ
と、この帯域フイルタの出力を波形整形する波形
整形器と、この波形整形器により得られたパルス
信号の単位時間当りのパルス数あるいはパルス周
期を計数するパルスカウンタとにより回転数計測
手段を構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の回転ムラ測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6147786A JPS62217177A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 回転ムラ測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6147786A JPS62217177A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 回転ムラ測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62217177A JPS62217177A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH0363031B2 true JPH0363031B2 (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=13172184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6147786A Granted JPS62217177A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 回転ムラ測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62217177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180096345A (ko) * | 2017-02-21 | 2018-08-29 | 백기현 | 멤브레인 필터 |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6147786A patent/JPS62217177A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180096345A (ko) * | 2017-02-21 | 2018-08-29 | 백기현 | 멤브레인 필터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62217177A (ja) | 1987-09-24 |
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