JPH08128855A - 速度検出装置 - Google Patents
速度検出装置Info
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- JPH08128855A JPH08128855A JP28898294A JP28898294A JPH08128855A JP H08128855 A JPH08128855 A JP H08128855A JP 28898294 A JP28898294 A JP 28898294A JP 28898294 A JP28898294 A JP 28898294A JP H08128855 A JPH08128855 A JP H08128855A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】パルスエンコ−ダのディ−テイ比や位相のずれ
の影響のない高精度で高速応答な速度検出装置を提供す
るものである。 【構成】パルスエンコ−ダと４逓倍回路と１パルス間速
度演算器と補正係数記憶器と位相判別器と補正係数選択
器と補正器とを、少なくても備えて成るように構成した
ものである。
の影響のない高精度で高速応答な速度検出装置を提供す
るものである。 【構成】パルスエンコ−ダと４逓倍回路と１パルス間速
度演算器と補正係数記憶器と位相判別器と補正係数選択
器と補正器とを、少なくても備えて成るように構成した
ものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に低速度域の速度検
出の精度と応答を改善した電動機制御装置等に用いられ
る、速度検出装置に関するものである。
出の精度と応答を改善した電動機制御装置等に用いられ
る、速度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２および図３を用いて説明する。図２
は一従来例を示すもので、１はパルスエンコーダ、２は
回転体、３は４逓倍回路、４は１パルス間速度演算器で
ある。また図４はパルスエンコーダと４逓倍パルスとの
関係例を示す。すなわち、パルスエンコーダ１は回転体
２に直結しており、パルスエンコーダ１の出力は回転体
２の回転速度に比例した周波数の三相の矩形波である。
４逓倍回路３は、パルスエンコーダ１出力の二相の矩形
波Ａ，Ｂを入力し、図４に示されるように各波形の立ち
上がりおよび立ち下がり時にパルスを発生し、入力周波
数を４逓倍したパルスを出力する。
は一従来例を示すもので、１はパルスエンコーダ、２は
回転体、３は４逓倍回路、４は１パルス間速度演算器で
ある。また図４はパルスエンコーダと４逓倍パルスとの
関係例を示す。すなわち、パルスエンコーダ１は回転体
２に直結しており、パルスエンコーダ１の出力は回転体
２の回転速度に比例した周波数の三相の矩形波である。
４逓倍回路３は、パルスエンコーダ１出力の二相の矩形
波Ａ，Ｂを入力し、図４に示されるように各波形の立ち
上がりおよび立ち下がり時にパルスを発生し、入力周波
数を４逓倍したパルスを出力する。
【０００３】さらに、１パルス間速度演算器４は、４逓
倍回路３出力より式（１）の如き演算を行い信号出力す
るものとなる。 Ｎm1＝Ｇｎ／（Ｔｍ−Ｔm-1 ） ・・・・・・・・・・・・・・（１） すなわち４逓倍回路３の出力の各パルス間の時間を検出
してその逆数を演算し、各パルス間における回転体２の
平均速度を求めている。ここで、Ｇｎは変換ゲイン、Ｔ
m-1 はパルス時間Ｔｍの１パルス前のパルス時間であ
り、Ｎm1はパルス時間Ｔm-1 からパルス時間Ｔｍまでの
平均速度である。
倍回路３出力より式（１）の如き演算を行い信号出力す
るものとなる。 Ｎm1＝Ｇｎ／（Ｔｍ−Ｔm-1 ） ・・・・・・・・・・・・・・（１） すなわち４逓倍回路３の出力の各パルス間の時間を検出
してその逆数を演算し、各パルス間における回転体２の
平均速度を求めている。ここで、Ｇｎは変換ゲイン、Ｔ
m-1 はパルス時間Ｔｍの１パルス前のパルス時間であ
り、Ｎm1はパルス時間Ｔm-1 からパルス時間Ｔｍまでの
平均速度である。
【０００４】図３は他の従来例を示すもので、５は４パ
ルス間速度演算器である。すなわち、図３においては、
図２における１パルス間速度演算器４の代わりに４パル
ス間速度演算器５が用いられ、この４パルス間速度演算
器５は、図４に示されるように、４逓倍回路３出力の４
パルス分の時間を計測してその逆数を演算し、４パルス
間における回転体２の平均速度を求めて出力する。その
演算は、式（２）で表される。 Ｎm4＝４Ｇｎ／（Ｔｍ−Ｔm-4 ） ・・・・・・・・・・・・・（２） ここで、Ｎm4はパルス時間Ｔm-4 からパルス時間Ｔm ま
での平均速度である。
ルス間速度演算器である。すなわち、図３においては、
図２における１パルス間速度演算器４の代わりに４パル
ス間速度演算器５が用いられ、この４パルス間速度演算
器５は、図４に示されるように、４逓倍回路３出力の４
パルス分の時間を計測してその逆数を演算し、４パルス
間における回転体２の平均速度を求めて出力する。その
演算は、式（２）で表される。 Ｎm4＝４Ｇｎ／（Ｔｍ−Ｔm-4 ） ・・・・・・・・・・・・・（２） ここで、Ｎm4はパルス時間Ｔm-4 からパルス時間Ｔm ま
での平均速度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種の従来技術にお
いては、パルスエンコーダの出力する矩形波のデューテ
ィ比は完全に50％ではなく、回転体が一定速度で回転し
ていても、例えば、（Ｔm-2 −Ｔm-4 ）と（Ｔｍ−Ｔm-
2 ）や（Ｔm-1 −Ｔm-3 ）と（Ｔm+1 −Ｔm-1 ）は、必
ずしも等しくない。また、矩形波Ａと矩形波Ｂとの位相
差も、必ずしも90度ではない。かようにして、回転体が
一定に回転していても各パルス間の時間は等しくならな
いため、図２に示される速度検出装置の出力は一定値で
なく、さらには、速度検出値にリップルが生じて正しく
速度が検出できない。また、図３に示される速度検出装
置は、４パルス間の平均速度を求めて前述のデューティ
比のずれや位相のずれによる速度検出誤差はないが、例
えば急に速度が変化した場合、それを完全に検出できる
のは速度が変化した後の４パルス後となり、よって検出
応答が遅くなるものである。しかして本発明の目的とす
るところは、かかるパルスエンコーダのデューティ比や
位相ずれの影響のない高精度で高速応答の速度検出装置
を提供するにある。
いては、パルスエンコーダの出力する矩形波のデューテ
ィ比は完全に50％ではなく、回転体が一定速度で回転し
ていても、例えば、（Ｔm-2 −Ｔm-4 ）と（Ｔｍ−Ｔm-
2 ）や（Ｔm-1 −Ｔm-3 ）と（Ｔm+1 −Ｔm-1 ）は、必
ずしも等しくない。また、矩形波Ａと矩形波Ｂとの位相
差も、必ずしも90度ではない。かようにして、回転体が
一定に回転していても各パルス間の時間は等しくならな
いため、図２に示される速度検出装置の出力は一定値で
なく、さらには、速度検出値にリップルが生じて正しく
速度が検出できない。また、図３に示される速度検出装
置は、４パルス間の平均速度を求めて前述のデューティ
比のずれや位相のずれによる速度検出誤差はないが、例
えば急に速度が変化した場合、それを完全に検出できる
のは速度が変化した後の４パルス後となり、よって検出
応答が遅くなるものである。しかして本発明の目的とす
るところは、かかるパルスエンコーダのデューティ比や
位相ずれの影響のない高精度で高速応答の速度検出装置
を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、その解決手段は、つぎの
如くである。 （１） 回転体の回転速度に比例した周波数で二相の矩
形波を出力するパルスエンコーダと、パルスエンコーダ
出力を入力してその周波数を４逓倍したパルスを出力す
る４逓倍回路と、４逓倍回路出力のパルス間の時間を計
測してその逆数を演算することにより回転体の回転速度
を検出する１パルス間速度演算器を備えた速度検出装置
において、四つの補正係数を記憶する補正係数記憶器
と、パルスエンコーダ出力の二相の矩形波を入力して四
つの位相に判別する位相判別器と、位相判別器出力で補
正係数記憶器の四つの補正係数を選択して出力する補正
係数選択器と、１パルス間速度演算器出力の回転速度と
補正係数選択器出力の補正係数より補正された回転体の
回転速度を演算出力する補正器とを具備してなるもので
ある。
点に鑑みなされたものであり、その解決手段は、つぎの
如くである。 （１） 回転体の回転速度に比例した周波数で二相の矩
形波を出力するパルスエンコーダと、パルスエンコーダ
出力を入力してその周波数を４逓倍したパルスを出力す
る４逓倍回路と、４逓倍回路出力のパルス間の時間を計
測してその逆数を演算することにより回転体の回転速度
を検出する１パルス間速度演算器を備えた速度検出装置
において、四つの補正係数を記憶する補正係数記憶器
と、パルスエンコーダ出力の二相の矩形波を入力して四
つの位相に判別する位相判別器と、位相判別器出力で補
正係数記憶器の四つの補正係数を選択して出力する補正
係数選択器と、１パルス間速度演算器出力の回転速度と
補正係数選択器出力の補正係数より補正された回転体の
回転速度を演算出力する補正器とを具備してなるもので
ある。
【０００７】（２） さらに、４逓倍回路出力の４パル
ス分の時間を計測してその逆数を演算することにより回
転体の回転速度を検出する４パルス間速度演算器と、４
パルス間速度演算器出力と１パルス間速度演算器出力と
を入力して補正係数を演算する補正係数演算器と、補正
係数演算器出力を位相判別器出力で選択された補正係数
記憶器に出力する補正係数設定器とを具備してなる。 （３） さらには、その補正係数設定器を、回転体の電
気的定数や機械的定数などを自動的に計測して、回転体
を駆動する駆動装置に設定する自動計測設定器が動作し
ているときに、動作させるようにしたものである。
ス分の時間を計測してその逆数を演算することにより回
転体の回転速度を検出する４パルス間速度演算器と、４
パルス間速度演算器出力と１パルス間速度演算器出力と
を入力して補正係数を演算する補正係数演算器と、補正
係数演算器出力を位相判別器出力で選択された補正係数
記憶器に出力する補正係数設定器とを具備してなる。 （３） さらには、その補正係数設定器を、回転体の電
気的定数や機械的定数などを自動的に計測して、回転体
を駆動する駆動装置に設定する自動計測設定器が動作し
ているときに、動作させるようにしたものである。
【０００８】
【作用】さて、前述の課題における問題点では指摘した
ところの、パルスエンコーダの出力波形のデューティ比
や位相のずれは、パルスエンコーダの出力波形の１周期
毎での変化は殆どない。ここで、図４に示されるように
パルスエンコーダ出力の矩形波Ａ，Ｂの状態で決定され
る四つの位相Ｐ1 から位相Ｐ4 において、例えば同じ位
相Ｐ1 の時間である（Ｔm-3 −Ｔm-4 ）と（Ｔm+1 −Ｔ
ｍ）は、回転速度が一定ならば等しいことになる。
ところの、パルスエンコーダの出力波形のデューティ比
や位相のずれは、パルスエンコーダの出力波形の１周期
毎での変化は殆どない。ここで、図４に示されるように
パルスエンコーダ出力の矩形波Ａ，Ｂの状態で決定され
る四つの位相Ｐ1 から位相Ｐ4 において、例えば同じ位
相Ｐ1 の時間である（Ｔm-3 −Ｔm-4 ）と（Ｔm+1 −Ｔ
ｍ）は、回転速度が一定ならば等しいことになる。
【０００９】つまり、デューティ比や位相のずれによる
速度検出誤差は位相Ｐ1 から位相Ｐ4 に依存しているた
め、各位相に対応した補正係数Ｋx を用い、補正された
平均速度Ｎamは、式（３）の如くに式（１）で求めた平
均速度Ｎm1を補正することができる。 Ｎam＝Ｎm1・（１＋Ｋｘ） ・・・・・・・・・・・・・・・・（３） ただし、補正係数Ｋｘは補正係数Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ
4 の四つあり、それぞれが位相Ｐ1 〜位相Ｐ4 に対応す
る。かようにして、位相判別器はパルスエンコーダの出
力波形より位相Ｐ1 〜位相Ｐ4 を判別しそれをＰｘと
し、補正係数選択器は判別された位相Ｐｘに対応する補
正係数Ｋ1 〜補正係数Ｋ4 のうち一つを選択しＫｘとし
て出力し、補正器によって式（３）を演算して、補正さ
れた平均速度Ｎamを速度検出値として出力することがで
きる。
速度検出誤差は位相Ｐ1 から位相Ｐ4 に依存しているた
め、各位相に対応した補正係数Ｋx を用い、補正された
平均速度Ｎamは、式（３）の如くに式（１）で求めた平
均速度Ｎm1を補正することができる。 Ｎam＝Ｎm1・（１＋Ｋｘ） ・・・・・・・・・・・・・・・・（３） ただし、補正係数Ｋｘは補正係数Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ
4 の四つあり、それぞれが位相Ｐ1 〜位相Ｐ4 に対応す
る。かようにして、位相判別器はパルスエンコーダの出
力波形より位相Ｐ1 〜位相Ｐ4 を判別しそれをＰｘと
し、補正係数選択器は判別された位相Ｐｘに対応する補
正係数Ｋ1 〜補正係数Ｋ4 のうち一つを選択しＫｘとし
て出力し、補正器によって式（３）を演算して、補正さ
れた平均速度Ｎamを速度検出値として出力することがで
きる。
【００１０】そして、補正係数Ｋｘは、式（３）をＫｘ
で解いた式（４）より、求めることができる。 Ｋｘ＝Ｎbm／（Ｎｍ−１） ・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） ここで、平均速度Ｎbmは実速度でなければならず、図３
回路の如くに４パルス間速度演算器によって検出した速
度を用いることでよい。４パルス間の時間は、４逓倍す
る前の矩形波の１周期に相当し、４パルス間速度演算器
はデューティ比や位相のいずれの影響もない。補正係数
演算器で式（４）の演算を行い、補正係数設定器におい
て位相判別器の出力により補正係数記憶器を選択し、、
それに設定できることは明らかである。
で解いた式（４）より、求めることができる。 Ｋｘ＝Ｎbm／（Ｎｍ−１） ・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） ここで、平均速度Ｎbmは実速度でなければならず、図３
回路の如くに４パルス間速度演算器によって検出した速
度を用いることでよい。４パルス間の時間は、４逓倍す
る前の矩形波の１周期に相当し、４パルス間速度演算器
はデューティ比や位相のいずれの影響もない。補正係数
演算器で式（４）の演算を行い、補正係数設定器におい
て位相判別器の出力により補正係数記憶器を選択し、、
それに設定できることは明らかである。
【００１１】この補正係数の設定は常時行う必要がな
く、例えば、回転体の電気的定数や機械的定数などを自
動的に計測して、回転体を駆動する駆動装置に設定する
ための自動計測設定器が動作しているときに、同時に補
正係数設定器を動作させ、四つの補正係数を記憶設定す
ればよい。その後は補正係数を変更することなく、精度
の高い速度検出を行うことができる。そして、１パルス
間で正確な速度検知であって、４パルス間の速度検出よ
り、速度検出の応答が早いことも勿論である。本発明
を、さらに実施例により、詳細説明する。
く、例えば、回転体の電気的定数や機械的定数などを自
動的に計測して、回転体を駆動する駆動装置に設定する
ための自動計測設定器が動作しているときに、同時に補
正係数設定器を動作させ、四つの補正係数を記憶設定す
ればよい。その後は補正係数を変更することなく、精度
の高い速度検出を行うことができる。そして、１パルス
間で正確な速度検知であって、４パルス間の速度検出よ
り、速度検出の応答が早いことも勿論である。本発明
を、さらに実施例により、詳細説明する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成を図２お
よび図３に類して表したもので、６は位相判別器、７は
補正係数記憶器、８は補正係数選択器、９は補正器、10
は補正係数演算器、11は補正係数設定器、12はスイッチ
である。図１おいて、パルスエンコーダ１，回転体２，
４逓倍回路３および１パルス間速度演算器４からなる接
続構成分は、図２回路と同じである。さらに、４パルス
間演算回路５，位相判別器６，補正係数記憶器７，補正
係数選択器８，補正器９，補正係数演算器10，補正係数
設定器11およびスイッチ12が設けられて接続構成されて
なるものである。かかる接続構成の動作は、つぎの如く
である。
よび図３に類して表したもので、６は位相判別器、７は
補正係数記憶器、８は補正係数選択器、９は補正器、10
は補正係数演算器、11は補正係数設定器、12はスイッチ
である。図１おいて、パルスエンコーダ１，回転体２，
４逓倍回路３および１パルス間速度演算器４からなる接
続構成分は、図２回路と同じである。さらに、４パルス
間演算回路５，位相判別器６，補正係数記憶器７，補正
係数選択器８，補正器９，補正係数演算器10，補正係数
設定器11およびスイッチ12が設けられて接続構成されて
なるものである。かかる接続構成の動作は、つぎの如く
である。
【００１３】すなわち、パルスエンコーダ１は回転体２
に直結しており、その出力は回転体２の回転速度に比例
した周波数の二相の矩形波である。４逓倍回路３は、パ
ルスエンコーダ１出力の矩形波Ａ，Ｂを入力して、入力
周波数を４逓倍したパルスを出力する。１パルス間速度
演算器４は、式（１）により、平均速度Ｎm1を信号出力
する。位相判別器６は、矩形波Ａ，Ｂを入力して、それ
らの状態より位相Ｐｘを出力する。補正係数選択器８
は、位相Ｐｘにより補正係数記憶器７の補正係数を選択
し、補正係数Ｋｘとして、出力する。補正係数Ｋｘは補
正器９に入力され、式（３）により、補正された平均速
度Ｎamを速度検出値として、信号出力される。
に直結しており、その出力は回転体２の回転速度に比例
した周波数の二相の矩形波である。４逓倍回路３は、パ
ルスエンコーダ１出力の矩形波Ａ，Ｂを入力して、入力
周波数を４逓倍したパルスを出力する。１パルス間速度
演算器４は、式（１）により、平均速度Ｎm1を信号出力
する。位相判別器６は、矩形波Ａ，Ｂを入力して、それ
らの状態より位相Ｐｘを出力する。補正係数選択器８
は、位相Ｐｘにより補正係数記憶器７の補正係数を選択
し、補正係数Ｋｘとして、出力する。補正係数Ｋｘは補
正器９に入力され、式（３）により、補正された平均速
度Ｎamを速度検出値として、信号出力される。
【００１４】また、補正係数Ｋｘを設定記憶する場合
は、スイッチ12がオンして４パルス間速度演算器５で式
（２）の演算を行い、その出力Ｎm1をＮbmとして、式
（４）を用い、補正係数演算器10において補正係数Ｋｘ
が求められる。それは、補正係数設定器11を介し、選択
された補正係数記憶器７に設定記憶される。
は、スイッチ12がオンして４パルス間速度演算器５で式
（２）の演算を行い、その出力Ｎm1をＮbmとして、式
（４）を用い、補正係数演算器10において補正係数Ｋｘ
が求められる。それは、補正係数設定器11を介し、選択
された補正係数記憶器７に設定記憶される。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ルスエンコーダにデューティ比や位相のずれがあって
も、検出の応答を遅らせることなく高精度に速度検出で
き、広い分野に適用し得る実用効果は顕著である。
ルスエンコーダにデューティ比や位相のずれがあって
も、検出の応答を遅らせることなく高精度に速度検出で
き、広い分野に適用し得る実用効果は顕著である。
【図１】図１は本発明の一実施例を示すブロック系統図
である。
である。
【図２】図２は一従来例を示すブロック系統図である。
【図３】図３は他の従来例を示すブロック系統図であ
る。
る。
【図４】図４はパルスエンコーダ４逓倍パルスとの関係
例を示す波形図である。
例を示す波形図である。
１ パルスエンコーダ ２ 回転体 ３ ４逓倍回路 ４ １パルス間速度演算器 ５ ４パルス間速度演算器 ６ 位相判別器 ７ 補正係数記憶器 ８ 補正係数選択器 ９ 補正器 10 補正係数演算器 11 補正係数設定器 12 スイッチ Ａ 矩形波 Ｂ 矩形波 Ｎm1 平均速度 Ｎm4 平均速度 Ｎam 平均速度 Ｎbm 平均速度
Claims (2)
- 【請求項１】 回転体の回転速度に比例した周波数で二
相の矩形波を出力するパルスエンコーダと、該パルスエ
ンコーダ出力を入力してその周波数を４逓倍したパルス
を出力する４逓倍回路と、該４逓倍回路出力のパルス間
の時間を計測してその逆数を演算し前記回転体の回転速
度を検出するパルス間速度演算器とを備えてなる速度検
出装置において、複数の補正係数を記憶する記憶手段
と、前記パルスエンコーダ出力を得て複数の位相に判別
する判別手段と、該判別手段出力で前記記憶手段の補正
係数を選択して出力する選択手段と、前記パルス間速度
演算器出力の回転速度と選択手段出力の補正係数より補
正された回転速度を演算出力する補正手段とを具備して
成ることを特徴とする速度検出装置。 - 【請求項２】 前記４逓倍回路出力の４パルス分の時間
を計測してその逆数を演算し前記回転体の回転速度を検
出する４パルス間速度演算器と、該４パルス間速度演算
器出力と前記パルス間速度演算器出力とを入力して補正
係数を演算する補正係数演算器と、該補正係数演算器出
力を前記判別手段出力で選択された前記記憶手段に出力
する補正係数設定器を具備するようにした請求項１記載
の速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28898294A JP2963019B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28898294A JP2963019B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128855A true JPH08128855A (ja) | 1996-05-21 |
| JP2963019B2 JP2963019B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17737316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28898294A Expired - Fee Related JP2963019B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963019B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100399217C (zh) * | 1999-03-03 | 2008-07-02 | 精工爱普生株式会社 | 电子设备及其控制方法 |
| JP2008249353A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Ntn Corp | 回転検出装置および回転検出装置付き軸受 |
| WO2008129794A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-30 | Ntn Corporation | 回転検出装置および回転検出装置付き軸受 |
| JP2009052934A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Ntn Corp | 回転検出装置付き車輪用軸受 |
| JP2010236965A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Hitachi Ltd | 速度検出装置 |
| WO2015012343A1 (ja) | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Ntn株式会社 | 回転検出装置および回転検出装置付き軸受ユニット |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6411160B2 (ja) * | 2014-10-10 | 2018-10-24 | Ntn株式会社 | 回転速度情報検出装置 |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP28898294A patent/JP2963019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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