JPH04194631A - Torque detector - Google Patents
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- JPH04194631A JPH04194631A JP32789190A JP32789190A JPH04194631A JP H04194631 A JPH04194631 A JP H04194631A JP 32789190 A JP32789190 A JP 32789190A JP 32789190 A JP32789190 A JP 32789190A JP H04194631 A JPH04194631 A JP H04194631A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、フォトインタラプタや電磁ピックアップのよ
うな回転センサを用いた非接触型のトルク検出装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a non-contact torque detection device using a rotation sensor such as a photointerrupter or an electromagnetic pickup.
〈従来の技術〉
従来のトルク検出装置には、フォトインタラプタや、電
磁ピックアップのような回転センサを用いた非接触型の
ものがある。フォトインタラプタを用いるものでは、ト
ルク伝達軸の軸方向2個所にそれぞれスリット円板が取
り付けられ、このスリット円板のスリットに対向する位
置にフォトインタラプタが設けられる。電磁ピックアッ
プは、トルク伝達軸の軸方向2個所に取り付けられた一
対のギアにそれぞれ対設される。<Prior Art> Conventional torque detection devices include non-contact type devices that use a rotation sensor such as a photo interrupter or an electromagnetic pickup. In the case where a photo-interrupter is used, a slit disk is attached to two positions in the axial direction of the torque transmission shaft, and the photo-interrupter is provided at a position facing the slit of the slit disk. The electromagnetic pickups are respectively installed opposite to a pair of gears attached to two locations in the axial direction of the torque transmission shaft.
上記のトルク検出装置では、トルク伝達軸にトルクが加
わり、該紬にねじれが生じると、そのねじれ量は、一対
の回転センサの回転パルス間の位相差として現れる。そ
こで、両回転パルスから、その位相差に相当する位相差
パルスが作られ、その位相差パルスのパルス幅が計測さ
れる。In the above torque detection device, when torque is applied to the torque transmission shaft and the pongee is twisted, the amount of twist appears as a phase difference between the rotation pulses of the pair of rotation sensors. Therefore, a phase difference pulse corresponding to the phase difference is created from both rotational pulses, and the pulse width of the phase difference pulse is measured.
ところで、各回転センサから得られる回転パルス間のパ
ルス間隔には、種々の理由で、回転角度によりばらつき
があり、各回転角度毎のトルクは一定しない。By the way, the pulse interval between the rotation pulses obtained from each rotation sensor varies depending on the rotation angle for various reasons, and the torque for each rotation angle is not constant.
そこで、通常は、前記の位相差パルスのパルス幅を1回
転、もしくはそれ以下の広い角度範囲にわたって計測し
、その計測範囲内での平均値を計測データとして出力す
るようにしている。Therefore, normally, the pulse width of the phase difference pulse is measured over a wide angular range of one rotation or less, and the average value within the measurement range is output as measurement data.
あるいは、各スリット円板に対して2個の光電センサを
直径方向2個所に設け、これら光電センサから得られる
回転パルスを合成し、このようにして得られた回転パル
スから位相差パルスを生成することで、回転角度毎の計
測データのばらつきを解消している。Alternatively, two photoelectric sensors are provided at two locations in the diametrical direction for each slit disk, the rotational pulses obtained from these photoelectric sensors are combined, and a phase difference pulse is generated from the rotational pulse thus obtained. This eliminates variations in measurement data for each rotation angle.
〈発明が解決しようとする課題〉
上記従来の方式では、トルクの回転角度毎の変動が平均
化されて、安定した計測データが得られるのであるが、
場合によっては、各回転角度毎の計測データが必要とな
ることがある。<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional method described above, fluctuations in torque for each rotation angle are averaged, and stable measurement data can be obtained.
In some cases, measurement data for each rotation angle may be required.
例えば、エンジンの駆動軸や、エンジンに駆動される回
転機械の回転軸では、周期的な角速度の変動があり、ト
ルクも周期的に変動するのであって、その動作解析には
、最大トルクや最小トルク等、トルクの変動状態に関す
る計測データの採取が望まれる。For example, the drive shaft of an engine or the rotating shaft of a rotating machine driven by an engine has periodic angular velocity fluctuations, and torque also fluctuates periodically. It is desirable to collect measurement data regarding the fluctuation state of torque, such as torque.
本発明は、上記のような必要性に鑑み、各回転角度毎の
トルクの検出を行うことができ、最大トルクや最小トル
クの値も得られるトルク検出装置を提供することを課題
とする。In view of the above-mentioned needs, it is an object of the present invention to provide a torque detection device that can detect torque for each rotation angle and also obtain maximum torque and minimum torque values.
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、上記の課題を達成するために、トルク伝達軸
の軸方向2個所にそれぞれ対設された非接触型の回転セ
ンサによりトルクを検出する装置であって、位相差回路
と、基準発振器と、第1および第2の両ANDゲートと
、第1および第2の両カウンタと、基本回転パルス発生
手段と、前段カウンタと、後段カウンタと、演算手段と
、メモリとを備え、位相差回路は、両回転センサの回転
パルス間の位相差に相当する位相差パルスを生成し、第
1 ANDゲートは、基準発振器からの基準パルスと位
相差パルスとを導入し、第2ANDゲートは、一方の回
転センサの回転パルスと基準パルスとを導入し、第1お
よび第2の各カウンタは、それぞれ対応するANDゲー
トを通過する基準パルスをカウントするものであり、基
本回転パルス発生手段は、トルク伝達軸の1回転毎に単
発の基本回転パルスを発生し、前段カウンタは、基本回
転パルスをカウントしてそのカウント数をプリセット値
として後段カウンタに与え、後段カウンタは、前段カウ
ンタからのプリセット値に基づいて一方の回転パルスを
カウントして、そのカウント終了に伴い計測パルスを出
力し、この計測パルスにより第1および第2の両カウン
タでの基準パルスのカウント動作を規制するものであり
、演算手段は、計測パルスによる各計測タイミングでの
第1および第2の各カウンタのカウント数を取り入れて
各回転角度毎のトルクを演算するものであり、メモリは
、各計測タイミングでの計測データを記憶するものであ
る構成とした。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned problems, the present invention is a device for detecting torque using non-contact type rotation sensors installed at two locations in the axial direction of a torque transmission shaft. The phase difference circuit, the reference oscillator, both the first and second AND gates, both the first and second counters, the basic rotation pulse generating means, the front stage counter, the rear stage counter, and the calculation means. , and a memory, the phase difference circuit generates a phase difference pulse corresponding to the phase difference between the rotation pulses of both rotation sensors, and the first AND gate introduces the reference pulse and the phase difference pulse from the reference oscillator. However, the second AND gate introduces the rotation pulse of one of the rotation sensors and the reference pulse, and each of the first and second counters counts the reference pulse passing through the corresponding AND gate. The rotation pulse generating means generates a single basic rotation pulse for each rotation of the torque transmission shaft, and the first-stage counter counts the basic rotation pulses and gives the counted number as a preset value to the second-stage counter, and the second-stage counter One rotation pulse is counted based on the preset value from the previous stage counter, a measurement pulse is output when the count ends, and this measurement pulse regulates the counting operation of the reference pulse in both the first and second counters. The calculation means calculates the torque for each rotation angle by taking in the count numbers of the first and second counters at each measurement timing by the measurement pulse, and the memory calculates the torque for each rotation angle. The structure was designed to store measurement data.
〈作用〉
上記構成において、トルク伝達軸がねじれのある状態で
回転していると、一対の回転センサがらそれぞれ出力さ
れる回転パルスの間には、位相差かあり、この位相差に
相当する位相差パルスが、位相差回路で生成される。位
相差パルスのパルス幅は、次段の第1 ANDゲートに
より、基準パルスの数に変換され、その基準パルスの数
は、第1カウンタでカウントされる。また、位相差の割
合を出すために、いずれか一方の回転センサの回転パル
スのパルス幅が、第2ANDゲートにより基準パルスの
数に変換されて、その数が第2カウンタによりカウント
される。<Operation> In the above configuration, when the torque transmission shaft rotates in a twisted state, there is a phase difference between the rotation pulses output from the pair of rotation sensors, and a phase difference corresponding to this phase difference occurs. A phase difference pulse is generated in a phase difference circuit. The pulse width of the phase difference pulse is converted into the number of reference pulses by a first AND gate in the next stage, and the number of reference pulses is counted by a first counter. Further, in order to calculate the phase difference ratio, the pulse width of the rotation pulse of one of the rotation sensors is converted into the number of reference pulses by the second AND gate, and the number is counted by the second counter.
ここで、第1および第2の各カウンタは、計測パルスの
タイミングで、各回転角度での基準パルスの数をカウン
トする。Here, each of the first and second counters counts the number of reference pulses at each rotation angle at the timing of the measurement pulse.
すなわち、後段カウンタは、前段カウンタによる基本回
転パルスのカウント数をプリセット値として、回転パル
スをカウントし、カウント終了時にその終了信号を計測
パルスとして出力する。したがって、計測パルスは、ト
ルク伝達軸の1回転当たり1発生成され、そのタイミン
グは、1回転毎に、回転パルスの1周期分ずつ遅れてい
く。That is, the second stage counter counts the rotation pulses using the number of basic rotation pulses counted by the first stage counter as a preset value, and outputs the end signal as a measurement pulse when the count ends. Therefore, one measurement pulse is generated per rotation of the torque transmission shaft, and its timing is delayed by one cycle of the rotation pulse for each rotation.
これで、各カウンタは、トルク伝達軸の回転か進む毎に
、順次後続の回転角度における基準パルスのゲート通過
数をカウントし、このようにして、全周にわたって、各
回転角度でのトルク算出のためのカウント数が得られる
。演算手段は、これらのカウント数を取り込んで、各回
転角度でのトルクを算出し、メモリは、各回転角度での
計測データを記憶する。Now, each counter sequentially counts the number of gate passages of the reference pulse at the subsequent rotation angle each time the torque transmission shaft rotates, and in this way, the torque calculation at each rotation angle is performed over the entire circumference. You can get the count number for The calculation means takes in these counts and calculates the torque at each rotation angle, and the memory stores measurement data at each rotation angle.
〈実施例〉
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
第1図は本発明の一実施例の回路構成図、第2図はスリ
ット円板の正面図、第3図および第4図はいずれも動作
説明に供するタイミングチャートである。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a slit disk, and FIGS. 3 and 4 are timing charts for explaining the operation.
第1図に示すように、この実施例のトルク検出装置は、
トルク伝達軸lと、第1および第2の両スリット円板2
.3と、回転センサとしての第1および第2のフォトイ
ンタラプタ4.5と、基本回転パルス発生手段としての
第3のフォトインタラプタ6とを備えている。As shown in FIG. 1, the torque detection device of this embodiment is
Torque transmission shaft l and both first and second slit discs 2
.. 3, first and second photointerrupters 4.5 as rotation sensors, and a third photointerrupter 6 as basic rotation pulse generation means.
第1および第2のスリット円板2.3は、トルク伝達軸
1の軸方向2個所にそれぞれ取り付けられ、いずれも、
第2図に示すように、周部に同一のピッチで多数(この
例では3°ピツチで120本)のスリット2a 、3a
が形成されている。このうち、第1スリット円2板には
、スリット2aの列とは別に、周方向−個所に透孔2b
が形成されている。The first and second slit disks 2.3 are respectively attached to two locations in the axial direction of the torque transmission shaft 1.
As shown in Fig. 2, a large number of slits 2a, 3a are formed at the same pitch (in this example, 120 at 3° pitch) on the circumference.
is formed. Among these, in the first slit circular plate 2, in addition to the row of slits 2a, there are through holes 2b at positions in the circumferential direction.
is formed.
第1フオトインタラプタ4は、第1スリット円板2のス
リット2aに、また、第2フオトインタラプタ5は第2
スリット円板3のスリット3aにそれぞれ対向する。第
3フオトインタラプタ6は、第1スリット円板2の透孔
2bに対向しうる位置に設けられる。The first photo interrupter 4 is connected to the slit 2a of the first slit disk 2, and the second photo interrupter 5 is connected to the second
They respectively face the slits 3a of the slit disk 3. The third photo interrupter 6 is provided at a position that can face the through hole 2b of the first slit disc 2.
この実施例のトルク検出装置は、また、第1および第2
のDフリップフロップ7.8と、位相差回路としてのA
NDゲート(以下、位相差用ANDゲートという)9と
、基準発振器1oと、第1および第2のANDゲート1
1.+2と、第1および第2のカウンタ13.14と、
マイクロコンピュータ15と、EEPROM16と、前
段カウンタ17と、後段カウンタ18と、操作部19と
、表示器20とを備えている。The torque detection device of this embodiment also has first and second
D flip-flop 7.8 and A as a phase difference circuit
ND gate (hereinafter referred to as AND gate for phase difference) 9, reference oscillator 1o, and first and second AND gates 1
1. +2, first and second counters 13.14,
It includes a microcomputer 15, an EEPROM 16, a front counter 17, a rear counter 18, an operation section 19, and a display 20.
第1Dフリツプフロツプ7は、第1回転センサ4の回転
パルスを、また第2Dフリツプフロツプ8は、第2回転
センサ5の回転パルスをそれぞれ導入し、いずれも回転
パルスの1/2分周を行うとともに、デユーティ比50
%の方形波に波形整形する。The first D flip-flop 7 introduces the rotation pulse from the first rotation sensor 4, and the second D flip-flop 8 introduces the rotation pulse from the second rotation sensor 5, and both divide the rotation pulse by half, and Duty ratio 50
Shape the waveform into a % square wave.
位相差用ANDゲート9は、第1および第2の両Dフリ
ップフロップ7.8の出力を導入し、その出力パルスの
重なり部分、要するに両川力の位相差に相当する位相差
パルスを出力する。The phase difference AND gate 9 inputs the outputs of both the first and second D flip-flops 7.8 and outputs an overlapping portion of the output pulses, that is, a phase difference pulse corresponding to the phase difference of both forces.
第1 ANDゲートlIは、基準発振器1oがらの基準
パルスと位相差パルスとを導入するもので、位相差パル
スか立ち上がっている間に基準パルスを通過させること
で、位相差パルスのパルス幅を基準パルスの数に変換す
る。The first AND gate II introduces the reference pulse and the phase difference pulse from the reference oscillator 1o, and by passing the reference pulse while the phase difference pulse is rising, the pulse width of the phase difference pulse is set as the reference. Convert to number of pulses.
第2ANDゲート12は、第2Dフリツプフロツプの出
力である分周回転パルスと基準パルスとを導入して、分
周回転パルスのパルス幅を基準パルスの数に変換する。The second AND gate 12 inputs the frequency-divided rotation pulse and the reference pulse, which are the outputs of the second D flip-flop, and converts the pulse width of the frequency-divided rotation pulse into the number of reference pulses.
これら両ANDケート11.12は、後段カウンタ18
のカウント終了信号である計測パルスも導入しており、
それぞれのゲート動作は計測パルスによっても制御され
るが、この点については後段カウンタ18の説明に併せ
て後述する。Both AND gates 11 and 12 are connected to the subsequent counter 18.
We have also introduced a measurement pulse that is the count end signal.
Each gate operation is also controlled by a measurement pulse, but this point will be described later in conjunction with the explanation of the subsequent counter 18.
第1および第2の各カウンタ13,14は、それぞれ第
1もしくは第2のANDゲート11.12を通過する基
準パルスをカウントするものであり、そのカウント動作
は、マイクロコンピュータエ5および後段カウンタ18
により制御される。The first and second counters 13 and 14 count reference pulses passing through the first and second AND gates 11 and 12, respectively, and the counting operation is performed by the microcomputer 5 and the subsequent counter 18.
controlled by
マイクロコンピュータI5は、前段カウンタ17や第1
および第2の各カウンタl 3,14の動作を制御する
とともに、第1および第2の各カウンタ13,14から
カウント数を取り込むもので、そのCPU2 +は、特
許請求の範囲に記した演算手段として、またRAM22
は計測データのメモリとしてそれぞれ機能する。CPt
J21は、その割り込み端子に遅延回路23を介して計
測パルスを導入し、まt: ORゲート24を通して前
段カウンタ17にクリア信号を与える。EEPROM+
6は、CPU21でのトルク演算に必要な演算式、演算
定数、零点調整に伴う補正量等を記憶する。The microcomputer I5 has a pre-stage counter 17 and a first
The CPU 2+ controls the operation of the second counters 13 and 14, and also takes in the counts from the first and second counters 13 and 14, and the CPU 2+ is the computing means described in the claims. Also, RAM22
function as a memory for measurement data. CPt
J21 introduces a measurement pulse to its interrupt terminal via the delay circuit 23, and provides a clear signal to the pre-stage counter 17 via the OR gate 24. EEPROM+
6 stores calculation formulas, calculation constants, correction amounts associated with zero point adjustment, etc. necessary for torque calculation by the CPU 21.
前段カウンタ17は、第3フオトインクラブタロからの
基本回転パルスを導入して該基本回転パルスをカウント
するアップカウンタであって、そのカウント数をプリセ
ット値として後段カウンタ18に与える。また、この前
段カウンタ17のカウント出力端子には、カウント数の
判別回路25が接続されており、該判別回路25は、カ
ウント数が一定数(ここでは59)に達すると、そのこ
とを示す判別信号をORゲート24を通じて前段カウン
タ17のクリア端子に与える。The front-stage counter 17 is an up-counter that inputs the basic rotation pulse from the third photo-increment club taro and counts the basic rotation pulse, and provides the counted number to the rear-stage counter 18 as a preset value. Further, a count number discrimination circuit 25 is connected to the count output terminal of the pre-stage counter 17, and when the count number reaches a certain number (59 in this case), the discrimination circuit 25 outputs a discrimination signal to indicate that. The signal is applied to the clear terminal of the pre-stage counter 17 through the OR gate 24.
後段カウンタ】8は、基本回転パルスの入力に応答して
前段カウンタ17からのプリセット値を取り込み、その
プリセット値に基づいて第27リツブフロツプ8からの
分周回転パルスをカウントするダウンカウンタてあって
、そのカウント終了を示すカウントダウン信号が計測パ
ルスとして、第1および第2の各ANDゲートII、+
2に与えられ、また、第1および第2の各カウンタ13
゜14にはインバータ26を介してストア信号として与
えられる。The second stage counter 8 is a down counter which takes in a preset value from the first stage counter 17 in response to the input of the basic rotation pulse, and counts the divided rotation pulse from the 27th rib flop 8 based on the preset value. A countdown signal indicating the end of the count is used as a measurement pulse for each of the first and second AND gates II, +
2, and each of the first and second counters 13
14 as a store signal via an inverter 26.
したがって、第1および第2の各ANDゲート11.1
2では、前記の計測パルスが立ち上がっている間、基準
パルスを通過させ、また、第1および第2の各カウンタ
13,14では、その通過基準パルスをカウントするこ
とになる。Therefore, each first and second AND gate 11.1
2, the reference pulse is passed while the measurement pulse is rising, and each of the first and second counters 13 and 14 counts the passing reference pulse.
次に、上記構成の動作を第3図および第4図のタイミン
グチャートに基づいて説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained based on the timing charts of FIGS. 3 and 4.
トルク伝達軸1が、ねじれの生じている状態で回転して
いる場合は、第1および第2の各フォトインクラブタ4
.5からは、第3図の(a Xb )に示す回転パルス
が出力される。When the torque transmission shaft 1 is rotating in a twisted state, each of the first and second photo ink actuators 4
.. 5 outputs the rotation pulse shown in (a Xb ) in FIG.
各回転パルス(a )(b )は、対応するDフリップ
フロップ7.8て分周されて、同図(c )(d )に
示すパルスとなる。これら分周回転パルス(C)(d
)の間には、トルク伝達軸1のねしれ量に対応した位相
差があるから、両分周回転パルス(c Xd )が入力
する位相差用ANDゲート9からは、両分周回転パルス
(c Xd )の時間的な重なり部分てあって両者の位
相差に対応する位相差パルス(e )が出力される。Each of the rotational pulses (a) and (b) is frequency-divided by the corresponding D flip-flop 7.8 to become the pulses shown in (c) and (d) of the figure. These divided rotation pulses (C) (d
), there is a phase difference corresponding to the amount of torsion of the torque transmission shaft 1, so from the AND gate 9 for phase difference to which both frequency division rotation pulses (c Xd ) are input, both frequency division rotation pulses (c A phase difference pulse (e) corresponding to the phase difference between the two is outputted at a temporally overlapping portion of the pulses cXd).
この位相差パルス(e )は、高周波数の基準パルス(
f )とともに第2ANDゲート12に入力するから、
位相差パルス(e )が立ち上かっている間に基準パル
ス(f )が通過し、位相差パルス(e )のパルス幅
が基準パルス(f )の数に変換されるのであるが、こ
の第1 ANDゲート11には、計測パルス(g )も
入力しているから、第3図の(h )に示すように、計
測パルス(g )が立ち上がっている間だけ、位相差パ
ルス(e )のパルス幅を示す基準パルス(f)が通過
する。This phase difference pulse (e) is a high-frequency reference pulse (
f) is input to the second AND gate 12, so
The reference pulse (f) passes while the phase difference pulse (e) is rising, and the pulse width of the phase difference pulse (e) is converted into the number of reference pulses (f). Since the measurement pulse (g) is also input to the AND gate 11, the pulse of the phase difference pulse (e) is output only while the measurement pulse (g) is rising, as shown in (h) of FIG. A reference pulse (f) indicating the width is passed.
同様に、第2フオトインクラブタ5の回転パルス(b
)も分周されて、基準パルス(f )とともに第2AN
Dゲート12に入力するから、その分周回転パルス(d
)のパルス幅が基準パルス(f )の数に変換される
。第2ANDゲート12にも、計測パルス(g )か入
力しているから、第3図の(])に示すように、計測パ
ルス(g )が立ち上がっている間だけ、パルス幅を示
す基準パルス(f)が通過する。Similarly, the rotation pulse (b
) is also frequency-divided to provide the second AN along with the reference pulse (f ).
Since it is input to the D gate 12, the divided rotation pulse (d
) is converted into the number of reference pulses (f ). Since the measurement pulse (g) is also input to the second AND gate 12, as shown in (]) in FIG. 3, only while the measurement pulse (g) is rising, is the reference pulse ( f) passes.
さて、計測パルス(g )は、−足手角度範囲(この例
では6°範囲)に対応し、第2の分周回転パルスの立ち
上がりから次の立ち上がりまでの一周期のパルス幅を有
するもので、第3フオトインタラプタ6と、前段カウン
タ17と、後段カウンタ18とて生成される。その関連
動作を第4図に基づいて説明する。Now, the measurement pulse (g) corresponds to the -foot angle range (6° range in this example) and has a pulse width of one cycle from the rise of the second divided rotation pulse to the next rise. , the third photo interrupter 6, the front-stage counter 17, and the rear-stage counter 18. The related operation will be explained based on FIG. 4.
まず、トルク伝達軸lの1回転毎に、第3フオトインタ
ラプタ6は、−発の基本回転パルス(a)を出力してい
る。前段カウンタ17は、第4図(m)に示すように、
基本回転パルス(0をカウントする。一方、後段カウン
タ18は、基本回転パルス(C)の入力に応答して、そ
のときの前段カウンタ】7のカウント数をプリセット値
として取り込み、第2Dフリツプフロツプ8からの分周
回転パルス(d )のカウントを開始する。First, every rotation of the torque transmission shaft l, the third photo interrupter 6 outputs a negative basic rotation pulse (a). As shown in FIG. 4(m), the front stage counter 17
The basic rotation pulse (counts 0. On the other hand, in response to the input of the basic rotation pulse (C), the subsequent counter 18 takes in the count number of the previous stage counter 7 as a preset value, and outputs it from the second D flip-flop 8. Start counting the frequency-divided rotation pulses (d).
今、前段カウンタ17に1発の基本回転パルス(り)か
入力した状態では、後段カウンタ18でのプリセット値
は「 1」であり、後段カウンタ18は、第4図の(n
)に示すように、1発の分周回転パルス(d )をカ
ウントしただけでカウントを終了して計測パルス(g
)を発生する。次に、前段カウンタ17に2発目の基本
回転パルス(夕)が入力すると、後段カウンタ18ては
2発の分周回転パルス(d )がカウントされ、3発目
の基本回転パルス(0に対しては、3発の分周回転パル
ス(d )かカウントされ、このようにして、基本回転
パルス(ff)の積算カウント数が増えるにつれて、後
段カウンタ18での分周回転パルス(d )のカウント
数が増え、カウント終了までの時間が長くなり、計測パ
ルス(g )の発生タイミングは、基本回転パルス(0
に対して順次、分周回転パルス(d )のI周期分ずつ
遅れていく。Now, when one basic rotation pulse (ri) is input to the front stage counter 17, the preset value at the rear stage counter 18 is "1", and the rear stage counter 18 is set to (n) in FIG.
), the counting ends after just one divided rotation pulse (d) and the measurement pulse (g
) occurs. Next, when the second basic rotation pulse (evening) is input to the front-stage counter 17, the second-stage counter 18 counts two frequency-divided rotation pulses (d), and the third basic rotation pulse (returns to 0). In this way, as the cumulative count of the basic rotation pulse (ff) increases, the number of divided rotation pulses (d) at the subsequent counter 18 increases. The number of counts increases, the time until the count ends becomes longer, and the timing of the generation of the measurement pulse (g) changes from the basic rotation pulse (0
is sequentially delayed by I periods of the frequency-divided rotation pulse (d).
このように、計測パルス(g )の発生タイミングが順
次遅れていくことで、第1および第2の各ANDゲート
11.12は、トルク伝達軸lの回転が進む毎に、順次
後続の回転角度におけるトルクを示す基準パルス(f
)を通過させ、対応する各カウンタl 3.14は、そ
れぞれ基準パルス(f )のゲート通過数をカウントし
たのち、そのカウント数をストアする。このようにして
、全周にわたって、各回転角度でのトルク算出のための
カウント数が得られる。In this way, by sequentially delaying the generation timing of the measurement pulse (g), each of the first and second AND gates 11.12 sequentially adjusts the subsequent rotation angle as the rotation of the torque transmission shaft l progresses. A reference pulse (f
), and each corresponding counter l3.14 counts the number of times the reference pulse (f) passes through the gate, and then stores the counted number. In this way, counts for torque calculation at each rotation angle can be obtained over the entire circumference.
次に、CPU21は、計測パルス(g )が生成される
毎に、第1および第2の各カウンタ13,14にストア
されているカウント数を取り込み、トルクを演算する。Next, each time the measurement pulse (g) is generated, the CPU 21 takes in the counts stored in the first and second counters 13 and 14, and calculates the torque.
この演算に当たっては、予め、無負荷時に、第1カウン
タI3でのカウント数So+と第2カウンタ14のカウ
ント数Sowとから、その比率To(−S o+/ S
oりを算出し、同様に、定格トルクを負荷した状態で
の第1カウンタ13のカウント数5ffllと第2カウ
ンタ14のカウント数Sm、とから、その比率T m(
−5m+/ S m2)を算出し、これらの値To、T
mをEEPROMI 6に格納しておく。In this calculation, the ratio To(-S o+/S
Similarly, the ratio T m (
−5m+/S m2), and these values To, T
m is stored in EEPROMI 6.
そして、実測時に得られ1こ各カウンタ13,14のカ
ウント数Snl、Sn2から、その比率T n(=S
n+/ S nx)を算出した後、次の算式でトルクX
tを求める。Then, from the counts Snl and Sn2 of each counter 13 and 14 obtained during actual measurement, the ratio T n (=S
n+/S nx), then use the following formula to calculate the torque
Find t.
X t= ((T n −T o)/ (T m−T
o))XFXK ・・・・・・・・・(1)こ
こで、Fは定格トルクを示し、Kは所定のデイメンジョ
ンとするための定数である。X t= ((T n -T o)/ (T m - T
o)) XFXK (1) Here, F indicates the rated torque, and K is a constant for obtaining a predetermined dimension.
CPU21は、ある回転角度でのトルクを演算する毎に
、前回の演算結果と大小比較することで、トルクの最大
値と最小値とが得られる。CPU21が演算した各回転
角度でのトルクの値は、次々、RAM22に格納される
。RAM22には、トルク演算用のカウント数を格納す
るようにしてもよい。Each time the CPU 21 calculates the torque at a certain rotation angle, it compares the torque with the previous calculation result to obtain the maximum and minimum values of the torque. The torque values at each rotation angle calculated by the CPU 21 are stored in the RAM 22 one after another. The RAM 22 may store counts for torque calculation.
なお、上記実施例では、基本回転パルス(g)を発生す
る手段としてフォトインクラブタロを用いたが、第1も
しくは第2フオトインタラプタ4゜5に、スリット円板
2.3のスリット2a 、3aの数と同数のカウント数
を宵するカウンタを接続し、このカウンタからトルク伝
達軸1の1回転毎に一発のパルスを発生させるようにて
もよい。In the above embodiment, a photo ink club taro was used as a means for generating the basic rotation pulse (g), but the slits 2a and 3a of the slit disk 2.3 were connected to the first or second photo interrupter 4°5. It is also possible to connect a counter that counts the same number as the number of , and generate one pulse from this counter for each rotation of the torque transmission shaft 1 .
〈発明の効果〉
以上述べたように、本発明では、トルク伝達軸の回転毎
にタイミングをずらしながら、位相差パルス等のパルス
幅を示す基準パルスのカウント数を取り込むようにした
から、各回転角度毎にトルクを計測することができ、ト
ルクの最大値や最小値の算出も可能で、トルク変動のあ
る機械の動作解析を容易に行える。<Effects of the Invention> As described above, in the present invention, the count number of the reference pulse indicating the pulse width of the phase difference pulse etc. is taken in while shifting the timing for each rotation of the torque transmission shaft. Torque can be measured for each angle, and the maximum and minimum values of torque can also be calculated, making it easy to analyze the operation of machines with torque fluctuations.
第1図は本発明の一実施例の回路構成図、第2図はスリ
ット円板の正面図、第3図および第4図はいずれも動作
説明に供するタイミングチャートである。
■・・・トルク伝達軸、4.5・・第1.第2フオトイ
ンタラプタ(回転センサ)、6・・・第3フオトインタ
ラプタ(基本回転パルス発生手段)、9・・・位相差用
ANDゲート(位相差回路)、IO・・・基準発振器、
11.12・・・第1.第2ANDゲート、13.14
・・・第1.第2カウンタ、17・・・前段カウンタ、
18・・・後段カウンタ、21・・・CPU(演算手段
)、22・・RAM0FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a slit disk, and FIGS. 3 and 4 are timing charts for explaining the operation. ■...Torque transmission shaft, 4.5...1st. 2nd photo interrupter (rotation sensor), 6... 3rd photo interrupter (basic rotation pulse generation means), 9... AND gate for phase difference (phase difference circuit), IO... reference oscillator,
11.12...1st. 2nd AND gate, 13.14
...First. Second counter, 17...previous stage counter,
18...Late stage counter, 21...CPU (calculation means), 22...RAM0
Claims (1)
た非接触型の回転センサによりトルクを検出する装置で
あって、 位相差回路と、基準発振器と、第1および第2の両AN
Dゲートと、第1および第2の両カウンタと、基本回転
パルス発生手段と、前段カウンタと、後段カウンタと、
演算手段と、メモリとを備え、 位相差回路は、両回転センサの回転パルス間の位相差に
相当する位相差パルスを生成し、 第1ANDゲートは、基準発振器からの基準パルスと位
相差パルスとを導入し、 第2ANDゲートは、一方の回転センサの回転パルスと
基準パルスとを導入し、 第1および第2の各カウンタは、それぞれ対応するAN
Dゲートを通過する基準パルスをカウントするものであ
り、 基本回転パルス発生手段は、トルク伝達軸の1回転毎に
単発の基本回転パルスを発生し、 前段カウンタは、基本回転パルスをカウントしてそのカ
ウント数をプリセット値として後段カウンタに与え、 後段カウンタは、前段カウンタからのプリセット値に基
づいて一方の回転パルスをカウントして、そのカウント
終了に伴い計測パルスを出力し、この計測パルスにより
第1および第2の両カウンタでの基準パルスのカウント
動作を規制するものであり、 演算手段は、計測パルスによる各計測タイミングでの第
1および第2の各カウンタのカウント数を取り入れて各
回転角度毎のトルクを演算するものであり、 メモリは、各計測タイミングでの計測データを記憶する
ものである、 ことを特徴とするトルク検出装置。(1) A device that detects torque using non-contact rotation sensors installed at two locations in the axial direction of a torque transmission shaft, which includes a phase difference circuit, a reference oscillator, and both first and second AN
A D gate, both first and second counters, basic rotation pulse generating means, a front stage counter, a rear stage counter,
It includes a calculation means and a memory, the phase difference circuit generates a phase difference pulse corresponding to the phase difference between the rotation pulses of both rotation sensors, and the first AND gate generates a phase difference pulse between the reference pulse from the reference oscillator and the phase difference pulse. The second AND gate introduces the rotation pulse of one rotation sensor and the reference pulse, and each of the first and second counters has a corresponding AN
It counts the reference pulses passing through the D gate, and the basic rotation pulse generation means generates a single basic rotation pulse for each rotation of the torque transmission shaft, and the front-stage counter counts the basic rotation pulses and calculates the number of basic rotation pulses. The count number is given to the subsequent counter as a preset value, and the latter counter counts one rotation pulse based on the preset value from the previous counter, outputs a measurement pulse when the count ends, and uses this measurement pulse to generate the first rotation pulse. and a second counter, and the calculation means takes in the counts of the first and second counters at each measurement timing by the measurement pulse and calculates the count for each rotation angle. What is claimed is: 1. A torque detection device, wherein the torque is calculated, and the memory stores measurement data at each measurement timing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32789190A JPH04194631A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Torque detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32789190A JPH04194631A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Torque detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194631A true JPH04194631A (en) | 1992-07-14 |
Family
ID=18204140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32789190A Pending JPH04194631A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Torque detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04194631A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054357A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Amiteq Co., Ltd. | Relative rotational position detector |
| JP4962488B2 (en) * | 2006-03-01 | 2012-06-27 | 富士通株式会社 | Torque measuring device |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP32789190A patent/JPH04194631A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054357A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Amiteq Co., Ltd. | Relative rotational position detector |
| US7800359B2 (en) | 2004-11-19 | 2010-09-21 | Amiteq Co., Ltd. | Relative rotational position detection apparatus |
| JP4962488B2 (en) * | 2006-03-01 | 2012-06-27 | 富士通株式会社 | Torque measuring device |
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