JPH0810173B2 - 動つり合い試験機 - Google Patents

動つり合い試験機

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JPH0810173B2
JPH0810173B2 JP5170587A JP5170587A JPH0810173B2 JP H0810173 B2 JPH0810173 B2 JP H0810173B2 JP 5170587 A JP5170587 A JP 5170587A JP 5170587 A JP5170587 A JP 5170587A JP H0810173 B2 JPH0810173 B2 JP H0810173B2
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vibration
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良夫 河盛
重喜 村田
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、動つり合い試験機に関する。
(ロ)従来技術とその問題点 一般に、動つり合い試験機には供試体を回転させる回
転駆動軸の軸受けを固定したハードタイプのものと、軸
受けを板ばね等によって振動可能に支持したソフトタイ
プのものとがある。特に、後者のものは、検出感度が高
いので精度良い測定結果が得られる利点がある。
従来のこの種のソフトタイプの動つり合い試験機に
は、第2図に示すように、供試体bの回転駆動軸aを保
持する軸受けに振動検出器d1、d2を配置し、供試体bの
回転に伴ない発生する振動を各振動検出器d1、d2で検出
し、その検出信号出力をそれぞれ図外のA/D変換器でデ
ジタル化した後、これらの検出信号データに基づいて左
右二つの面s1、s2における不つり合い量を求める、いわ
ゆる二面分離演算処理を行なえるようにしたものがあ
る。
上記の左右二つの面s1、s2の不つり合い量を求める二
面分離演算は次の原理に基づく。いま、 P:左測定面の不つり合い量 Q:右測定面の不つり合い量 L:左側の振動検出器の検出信号 R:右側の振動検出器の検出信号 A:左測定面の不つり合い量が左測定面に及ぼす影響係数 B:左測定面の不つり合い量が右側定面に及ぼす影響係数 C:右側定面の不つり合い量が左測定面に及ぼす影響係数 D:右側定面の不つり合い量が右側定面に及ぼす影響係数 として、各値がベクトル量で与えるものとすれば、次の
関係式が成立する。
L=A・P+C・Q (1) R=B・P+D・Q (2) そこで、予めバランスのとれた類似の供試体を準備
し、この供試体の左測定面に所定の不つり合い量P1を与
える既知の重りを付加する。この場合は、右測定面の不
つり合い量Qは零であるので、左右の検出信号をL1、R1
とすれば、(1)、(2)式は L1=A・P1 R1=B・P1 となり、これにより影響係数A、Bが求まる。また、供
試体の右測定面に所定の不つり合い量Q1を与える既知の
重りを付加する。この場合、左測定面の不つり合い量P
は零であるので、左右の検出信号出力をL2、R2とすれ
ば、(1)、(2)式は L2=C・Q1 R2=D・Q1 となり、これにより影響係数C、Dが求まる。
したがって、各々の影響係数A、B、C、Dを予め求
めておけば、次に、実際の供試体bを回転させて各振動
検出器d1、d2で左右二面における振動検出して各検出信
号L、Rを測定すれば、(1)、(2)式から左右二面
s1、s2の不つり合い量P、Qを算出することができる。
ところで、薄肉の供試体のように、軸受け間の距離l1
に比較して供試体の二面間の距離l2が極端に小さい場合
には、左右の不つり合い量の左が比較的少なくなる。す
ると、左右の振動検出器d1、d2で得られる検出信号の出
力レベルも互いに近似したものとなり、検出信号の絶対
的な出力レベル自体は大きくても両信号レベルの差が小
さい。このため、有効な信号として利用できる割合が極
端に少なくなり、両検出信号をそのままデジタル化した
場合には、A/D変換器の分解能を実質的に低下させる結
果となっていた。
たとえば、左右の振動検出器からそれぞれ出力される
検出信号の出力レベル(電流値)が、たとえば“100"と
“99"の値をもつものとすれば、両者のレベル差は“1"
(=100−99)である。一方、これらの検出信号を8ビ
ットのA/D変換器を用いてデジタル化する場合、その分
解能はフルスケールレンジの1/256となる。検出信号の
レベルが“100"のときにA/D変換器のフルスケールレン
ジに相当するものとすれば、両検出信号のレベル差“1"
はA/D変換後に高々“2.56"のレベル差を与えるにすぎな
い。これは、あたかも有効成分にノイズが混入している
状態であり、有効成分のみに基づいて不つり合い量を算
出する場合と比べると格段に測定精度が低下することに
なる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、二面分離演算処理を行なうソフトタイプの動つり
合い試験機において、従来よりも測定精度を向上させ、
軸受け間の距離に比較して供試体の二面間の距離が小さ
い場合でも十分な精度の測定結果が得られるようにする
ことを目的とする。
(ハ)問題点を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために、供試体の回
転駆動軸の垂直な異なる2平面上に配置されて供試体の
回転に伴う振動をそれぞれ検出する第1、第2振動検出
器と、これらの両振動検出器の各検出信号出力をデジタ
ル化するA/D変換器との間に、第1第2振動検出器から
の両検出信号を混合して検出信号に含まれる共通成分を
相殺して必要な不つり合い量を含む信号成分のみを取り
出すための混合回路を設け、この混合回路は、4つの抵
抗をブリッジ形に接続するとともに、各対辺に位置する
抵抗は互いに連動して同じ抵抗値を示すように構成され
ており、この混合回路の各抵抗の接続点の内、互いに対
向する一対の接続点を前記第1、第2振動検出器に個別
に接続し、残りの一対の接続点をA/D変換器側への出力
端として設けている。
(ニ)作用 したがって、本発明の動つり合い試験機では、供試体
を回転させることにより、供試体の不つり合いにより生
じる振動がそれぞれ第1、第2振動検出器で検出され
る。第1、第2振動検出器からは、この不つり合い量に
対応する各検出信号が出力されるので、これらの両検出
信号が混合回路に入力される。混合回路は、両検出信号
を混合して検出信号に含まれる共通成分を相殺して必要
な不つり合い量を含む信号成分のみを取り出す。そし
て、混合回路から取り出された信号がA/D変換器でデジ
タル化されるので、A/D変換時の入力信号を100%有効な
信号として取り扱うことができる。このため、二面分離
演算処理の測定精度を向上させることができる。
(ホ)実施例 第1図は本発明の動つり合い試験機の全体構成図であ
る。同図において、符号1は動つり合い試験機の全体を
示し、2は供試体、4は供試体2に固定した回転駆動
軸、6a、6bは回転駆動軸4を左右端部においてそれぞれ
保持する軸受けであって、バネ8a、8bで振動可能に支持
されている。10a、10bは供試体2の不つり合いによって
発生する軸受け部分の振動をそれぞれ検出するムービン
グコイル型の第1、第2の振動検出器である。この両振
動検出器10a、10bからは、不つり合い量の大きさに比例
したアナログの検出信号が出力される。
12は第1、第2振動検出器10a、10bからの両検出信号
を混合して検出信号に含まれる共通成分を相殺して必要
な不つり合い量を含む信号成分のみを取り出すための混
合回路である。すなわち、この混合回路12は、4つの抵
抗R1、R2、R3、R4をブリッジ形に組み合わた回路14と、
2つの前段増幅器16a、16bとを備えて構成されており、
各抵抗R1〜R4の接続点の内、互いに対向する一対の接続
点が入力端としてそれぞれ第1、第2振動検出器10a、1
0bに個別に接続され、また、残りの一対の接続点がA/D
変換器28側への出力端として前段増幅器16a、16bがそれ
ぞれ接続されている。また、上記回路14の対向位置にあ
る抵抗(R1とR4)あるいは(R2とR3)は互いに連動し、
一方の抵抗R1(またはR2)の値を設定した場合にはその
対向位置の抵抗R4(またはR3)も同じ値に設定されるよ
うに構成されている。
18は回転駆動軸4の回転を検出するフォトセルであ
り、このフォトセル18からは回転駆動軸4に取り付けら
れた反射マーク等を検出することによって供試体2の回
転に同期した基準位置信号が出力される。20はフォトセ
ル18からの基準位相信号をパルス波形に整形する波形整
形回路、22a、22bは前記前段増幅器16a、16bにそれぞれ
接続された第1、第2増幅器である。また、24a、24bは
各増幅器22a、22bで増幅された検出信号を波形整形回路
20から与えられる基準位相パルスによって供試体2の回
転に同期した同期成分のみを取り出す第1、第2フィル
タ回路である。
26は第1、第2フィルタ回路24a、24bの各出力を交互
に切り換えて入力するマルチプレクサ、28はマルチプレ
クサ26で選択された各検出信号をデジタル化するA/D変
換器、30はA/D変換器28でデジタル化された検出信号デ
ータに基づいて前述した(1)、(2)式に従い供試体
2の左右二面の不つり合い量を算出する演算処理回路、
32は演算処理回路30の演算結果を表示する表示器であ
る。
次に、本発明の動つり合い試験機1の作用について説
明する。
供試体2を回転させると、その不つり合い量によって
生じる振動がそれぞれ第1、第2振動検出器10a、10bで
検出され、両振動検出器10a、10bからは左右の各不つり
合い量に対応し、かつ、互いに位相が180゜ずれた検出
信号がそれぞれ出力される。そして、これらの両検出信
号が混合回路12に入力される。
すなわち、左右の各振動検出器10a、10bは、その位相
が180゜ずれているので、左右2つの面のそれぞれの不
つり合い量は、正負逆転して検出されることになる。し
たがって、いま、左右の各振動検出器10a、10bからの検
出信号の出力レベル(電圧値)が100:99の比率をもつも
のとすれば、V0を単位基準電圧としたとき、混合回路12
には、100V0と−99V0の各出力レベルをもつ信号がそれ
ぞれ入力される。ここで、第2前段増幅器16bからの出
力信号が極小となるようにブリッジ回路14の抵抗を調整
する。すなわち、R1=R4=99KΩ、R2=R3=100KΩに設
定すると、第1前段増幅器16aへの信号出力は1V0、第2
前段増幅器16bへの信号出力は0となる。
逆に、第1振動検出器10aの検出信号と第2振動検出
器10bの検出信号の出力レベル(電圧値)が、たとえば9
9:100の比率をもつものとすれば、混合回路12には、99V
0と−100V0の各出力レベルをもつ信号がそれぞれ入力さ
れる。ここで、第1前段増幅器16aからの出力信号が極
小となるようにブリッジ回路14の抵抗を調整する。すな
わち、R1=R4=100KΩ、R2=R3=99KΩに設定すると、
第1前段増幅器16aへの出力信号は0、第2前段増幅器1
6bへの信号出力は−1V0となる。したがって、混合回路1
2からは必要な不つり合い量を含む成分のみが取り出さ
れる。
そして、混合回路12から取り出された信号が増幅器22
a、22bで増幅された後、フィルタ回路24a、24b、マルチ
プレクサ26を介してA/D変換器28でデジタル化される。
したがって、増幅器22a、22bとして100/V0倍程度の増幅
率をもつもつを使用し、8ビットのA/D変換器28のフル
スケールが入力信号レベルの“100"に相当するものとす
れば、上記の例において、混合回路12から取り出された
信号1V0は、A/D変換器28で100%有効な信号として取り
扱われることになる。演算処理回路30では、こうしてA/
D変換器28を介して取り込まれるデータに基づいて、次
の演算処理を行って、供試体2の左右二面s1、s2の不つ
り合い量P、Qを算出する。
たとえば、前述の例において、混合回路12に対して、
100V0と−99V0の各出力レベルをもつ信号がそれぞれ入
力されたときに、第2前段増幅器16bからの出力信号が
極小となるようにブリッジ回路14の抵抗を、R1=R4=99
KΩ、R2=R3=100KΩにそれぞれ設定したときには、第
1前段増幅器16aの出力信号は1V0、第2前段増幅器16b
の出力信号は0となるので、前記(1)、(2)式を用
いれば、 1V0=A・P+C・Q 0=B・P+D・Q となり、この二元連立一次方程式を解くことで、供試体
2の左右二面s1、s2の不つり合い量P、Qが算出され
る。
同様に、前述の例において、混合回路12に対して、99
V0と−100V0の各出力レベルをもつ信号がそれぞれ入力
されたときに、第1前段増幅器16aからの出力信号が極
小となるようにブリッジ回路14の抵抗を、R1=R4=100K
Ω、R2=R3=99KΩにそれぞれ設定したときには、第1
前段増幅器16aの出力信号は0、第2前段増幅器16bの出
力信号は1V0となるので、前記(1)、(2)式を用い
れば、 0=A・P+C・Q 1V0=B・P+D・Q となり、この二元連立一次方程式を解くことで、供試体
2の左右二面s1、s2の不つり合い量P、Lが算出され
る。
なお、この実施例では、混合回路12を振動検出器10
a、10bと増幅器22a、22bの間に設けているが、振動検出
器10a、10bとA/D変換器28との間であればこれに限定さ
れるものではない。
(ヘ)効果 以上のように本発明によれば、左右の第1、第2振動
検出器から得られる検出信号を混合回路で混合すること
によって本来必要な有効成分のみを取り出せるようにな
るので、十分な分解能でA/D変換できる。そのため、後
続する二面分離演算処理における測定精度が向上するの
で、軸受け間の距離に比較して供試体の二面間の距離が
小さいような場合でも十分な精度の測定結果が得られる
ようになる等の優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の動つり合い試験機の全体構成図、第2
図は動つり合い試験機の二面分離演算を行なうための説
明図である。 1……動つり合い試験機、2……供試体、10a、10b……
第1、第2振動検出器、12……混合回路、28……A/D変
換器、30……演算処理回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供試体の回転駆動軸の垂直な異なる2平面
    上に配置されて供試体の回転に伴う振動をそれぞれ検出
    する第1、第2振動検出器と、この第1、第2振動検出
    器の各検出信号出力をデジタル化するA/D変換器と、こ
    のA/D変換器でデジタル化された検出信号データに基づ
    いて前記供試体の左右二面の各不つい合い量を算出する
    二面分離演算処理を行う演算処理回路とを備えた動つり
    合い試験機において、 前記第1、第2振動検出器とA/D変換器との間に、第
    1、第2振動検出器からの両検出信号を混合して検出信
    号に含まれる共通成分を相殺して必要な不つり合い量を
    含む信号成分のみを取り出すための混合回路を設け、こ
    の混合回路は、4つの抵抗をブリッジ形に接続するとと
    もに、各対辺に位置する抵抗は互いに連動して同じ抵抗
    値を示すように構成されており、この混合回路の各抵抗
    の接続点の内、互いに対向する一対の接続点を前記第
    1、第2振動検出器に個別に接続し、残りの一対の接続
    点をA/D変換器側への出力端として設けていることを特
    徴とする動つり合い試験機。
JP5170587A 1987-03-05 1987-03-05 動つり合い試験機 Expired - Lifetime JPH0810173B2 (ja)

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JP2012073121A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Ihi Corp 影響係数補正方法及び補正機能付き単体バランス装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5237798B2 (ja) 2005-06-23 2013-07-17 アレイ バイオファーマ、インコーポレイテッド ベンズイミダゾール化合物の調製方法

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