JPH0455270B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0455270B2 JPH0455270B2 JP24044486A JP24044486A JPH0455270B2 JP H0455270 B2 JPH0455270 B2 JP H0455270B2 JP 24044486 A JP24044486 A JP 24044486A JP 24044486 A JP24044486 A JP 24044486A JP H0455270 B2 JPH0455270 B2 JP H0455270B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- doppler
- rotating body
- rotational
- signal
- 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.)
- Expired
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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。
音響機器であるレーコードプレーヤ、テープレ
コーダ、VTRの回転ムラは録音、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
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。
コーダ、VTRの回転ムラは録音、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
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。
したがつて、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。
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。
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。
ツタＷ／Ｆという指標で示される。
Ｗ／Ｆ＝ΔV／Ｖ×100＝Δf／ｆ×100（％）……(1
) ここで Ｖ；回転速度（ｍ／分） ΔV； 回転ムラ速度（ｍ／分） ；回転速度に応じた周波数、Δ；周波数変
調量 第(1)式は、回転速度Ｖに対する回転ムラ速度
ΔV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。
) ここで Ｖ；回転速度（ｍ／分） ΔV； 回転ムラ速度（ｍ／分） ；回転速度に応じた周波数、Δ；周波数変
調量 第(1)式は、回転速度Ｖに対する回転ムラ速度
ΔV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分間当たりの回転
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。
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＝Ｖ／2πr ……(2)
ここで、ｒ：回転半径（ｍ）
第２図は、従来の非接触光学式速度センサを用
い、回転体の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の出力電圧を図示していない弁別器を介し
て入力する割算器である。
い、回転体の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の出力電圧を図示していない弁別器を介し
て入力する割算器である。
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・sinψ／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 ψ：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、微弱で且つ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d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ΔV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Δrdとして検出され
る。
度 λ：レーザ光の波長 ψ：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、微弱で且つ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d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ΔV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Δrd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d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ΔEの両
方を重畳したアナログ信号となる。Ｆ−Ｖ変換器
９の出力は図示していない弁別器により直流電圧
Ｅと交流電圧ΔEとが弁別され、割算器１１に入
力される。
力信号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d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ΔEの両
方を重畳したアナログ信号となる。Ｆ−Ｖ変換器
９の出力は図示していない弁別器により直流電圧
Ｅと交流電圧ΔEとが弁別され、割算器１１に入
力される。
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
dを計数表示し直読できるようになつている。
ンタ１０にも接続されており、ドツプラ周波数
dを計数表示し直読できるようになつている。
割算器１１は上記弁別器で弁別された交流電圧
ΔEを直流電圧Ｅで割算することにより回転ムラ
速度ΔV成分を第(1)式に示すように回転速度Ｖと
の比較関係で取り出すようになつているので、回
転体１の回転ムラ速度ΔV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。
ΔEを直流電圧Ｅで割算することにより回転ムラ
速度ΔV成分を第(1)式に示すように回転速度Ｖと
の比較関係で取り出すようになつているので、回
転体１の回転ムラ速度ΔV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。
上記従来の回転ムラ測定器は、回転体１の回転
ムラを回転体１にレーザ光を照射し得られるレー
ザドツプラ周波数dの周波数変調成分として求
めている。しかしながら、回転体１から反射され
る散乱光には、上記ドツプラ周波数dの他、回
転体１の表面状態により１回転毎に周期的に変化
する回転周波数に応じた輝度変調分を含んでい
る。
ムラを回転体１にレーザ光を照射し得られるレー
ザドツプラ周波数dの周波数変調成分として求
めている。しかしながら、回転体１から反射され
る散乱光には、上記ドツプラ周波数dの他、回
転体１の表面状態により１回転毎に周期的に変化
する回転周波数に応じた輝度変調分を含んでい
る。
したがつて、ドツプラ信号は、上記回転周波数
をもつ輝度変調がかかつた信号となり、いわゆる
振幅変調を受ける。
をもつ輝度変調がかかつた信号となり、いわゆる
振幅変調を受ける。
いまドツプラ信号をed(t)＝Ａ(t)Sin（2πfd・ｔ）
とすると、振幅Ａ(t)は、次式で与えられる。
とすると、振幅Ａ(t)は、次式で与えられる。
Ａ(t)＝Ａ｛１＋∞
〓n=1
mo・COS（2πnfn・ｔ）｝ ……(4)
ここで、
Ａ：振幅
mo：ｎ次の振幅変調率
n：回転周波数
ｎ：次数
したがつて、ドツプラ信号ed(t)は、
ed(t)＝Ａ(t)・Sin（2πfd・ｔ）＝Ａ｛１＋∞
〓
〓n=1
mo・Cos（2πnfn・ｔ）｝・Sin（2πfd・ｔ）……(5
) 第(5)式は、振幅変調の理論から明らかなように
ドツプラ周波数dを中心として、側波成分fd±
fm，fd±2fm、……、fd±nfm、……をもつこと
となる。したがつて、従来の回転ムラ測定器はド
ツプラ周波数dをＦ−Ｖ変換器９でFM検波した
回転ムラ信号の中に、上記振幅変調による測波成
分がスペクトラムfm，2fm，3fm、……、nfmの
位置に生ずることとなり、この疑似的な回転ムラ
信号が、ドツプラ周波数の周波数変調信号である
本来の回転ムラ信号に重畳した形でノイズとして
作用するという問題点を有していた。
) 第(5)式は、振幅変調の理論から明らかなように
ドツプラ周波数dを中心として、側波成分fd±
fm，fd±2fm、……、fd±nfm、……をもつこと
となる。したがつて、従来の回転ムラ測定器はド
ツプラ周波数dをＦ−Ｖ変換器９でFM検波した
回転ムラ信号の中に、上記振幅変調による測波成
分がスペクトラムfm，2fm，3fm、……、nfmの
位置に生ずることとなり、この疑似的な回転ムラ
信号が、ドツプラ周波数の周波数変調信号である
本来の回転ムラ信号に重畳した形でノイズとして
作用する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の表面状態により回転周
波数に対応して振幅変調を受けるドツプラ信号の
振幅変調をなくすことにより、回転ムラ信号の中
に含まれる回転周波数を同期したノイズを除去し
た回転ムラ測定器を得ることを目的とするもので
ある。
されたもので、回転体１の表面状態により回転周
波数に対応して振幅変調を受けるドツプラ信号の
振幅変調をなくすことにより、回転ムラ信号の中
に含まれる回転周波数を同期したノイズを除去し
た回転ムラ測定器を得ることを目的とするもので
ある。
この発明に係る回転ムラ測定器は、交流増幅器
７の後に、ドツプラ信号の振幅を一定に抑えるリ
ミツト増幅器を設けたものである。
７の後に、ドツプラ信号の振幅を一定に抑えるリ
ミツト増幅器を設けたものである。
この発明においては、回転体１の表面状態によ
り１回転ごとに周期的に変化する反射光で振幅変
調を受けたドツプラ信号の振幅を、リミツト増幅
器を設けて一定に抑えることにより回転ムラ信号
の中に含まれる回転周波数に同期したノイズを除
去する。
り１回転ごとに周期的に変化する反射光で振幅変
調を受けたドツプラ信号の振幅を、リミツト増幅
器を設けて一定に抑えることにより回転ムラ信号
の中に含まれる回転周波数に同期したノイズを除
去する。
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。
ラ測定器の構成図であり、以下図面に従い説明す
る。
図中、１〜１１は上記従来例と同じものであ
り、１４はドツプラ信号の振幅を一定にするリミ
ツト増幅器である。
り、１４はドツプラ信号の振幅を一定にするリミ
ツト増幅器である。
以上の構成の回転ムラ測定器において、交流増
幅器７の出力信号であるドツプラ信号は、第(5)式
にしめすように回転体１の回転周波数mで振幅
変調を受けた信号となつており、ドツプラ周波数
dを中心として測波成分fd±fm，fd±2fm、…
…、fd±nfm、……を持つ。ここで交流増幅器７
の後に、ドツプラ信号の振幅を一定に抑えるリミ
ツト増幅器１４を設けることで、ドツプラ信号の
振幅変調をなくし、上記振幅変調により回転ムラ
信号の中に含まれる回転周波数に同期したノイズ
を除去した回転ムラ測定器となる。
幅器７の出力信号であるドツプラ信号は、第(5)式
にしめすように回転体１の回転周波数mで振幅
変調を受けた信号となつており、ドツプラ周波数
dを中心として測波成分fd±fm，fd±2fm、…
…、fd±nfm、……を持つ。ここで交流増幅器７
の後に、ドツプラ信号の振幅を一定に抑えるリミ
ツト増幅器１４を設けることで、ドツプラ信号の
振幅変調をなくし、上記振幅変調により回転ムラ
信号の中に含まれる回転周波数に同期したノイズ
を除去した回転ムラ測定器となる。
以上のようにこの発明によれば、ドツプラ信号
の振幅を一定に抑えるリミツト増幅器を設けるこ
とで、回転体１の表面状態により回転周波数に対
応して振幅変調を受けるドツプラ信号の振幅変調
をなくし、回転ムラ信号の中に含まれる回転周波
数に同期したノイズを除去した回転ムラ測定器が
提供できる。
の振幅を一定に抑えるリミツト増幅器を設けるこ
とで、回転体１の表面状態により回転周波数に対
応して振幅変調を受けるドツプラ信号の振幅変調
をなくし、回転ムラ信号の中に含まれる回転周波
数に同期したノイズを除去した回転ムラ測定器が
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図は従来の回転ムラ測定器の
構成図である。 図中、１９はリミツト増幅器である。なお、図
中同一符号は同一又は相当部分を示す。
定器の構成図、第２図は従来の回転ムラ測定器の
構成図である。 図中、１９はリミツト増幅器である。なお、図
中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 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を受けて回転体
上に互いに交差させて照射する複数のミラーと、
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周波数変調成分を含
む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、上記周波数−電圧
変換器から出力されたドツプラ周波数に比例した
大きさの直流電圧とその直流電圧を中心に回転ム
ラの大きさに比例して上下動する交流電圧とを入
力し、回転体の回転ムラ速度を回転速度との比率
関係で取り出す手段とを備えた回転ムラ測定器に
おいて、上記交流増幅器の出力端と上記周波数追
跡器の入力端との間に設けられ、上記交流増幅器
で増幅され、上記回転体の表面状態で振幅変調を
受けたドツプラ信号の振幅を一定にするリミツト
増幅器を具備したことを特徴とする回転ムラ測定
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24044486A JPS6395372A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 回転ムラ測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24044486A JPS6395372A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 回転ムラ測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395372A JPS6395372A (ja) | 1988-04-26 |
| JPH0455270B2 true JPH0455270B2 (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=17059584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24044486A Granted JPS6395372A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 回転ムラ測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6395372A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2767597B2 (ja) * | 1988-12-29 | 1998-06-18 | 株式会社リコー | 画像形成装置における位相制御回路 |
| JPWO2015198470A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2017-04-20 | パイオニア株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP24044486A patent/JPS6395372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6395372A (ja) | 1988-04-26 |
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