JPH08304437A - 電磁ログセンサ指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルスモータ手段によりアナログ指示用指針
が移動制御される電磁ログセンサ指示装置のＣＰＵ（中
央処理装置）負荷の軽減を目的とする。 【構成】 電磁ログセンサの増幅出力は励磁信号に同期
して同期整流される。この整流アナログ出力Ｖｏに基づ
いて出力パルス数算出回路９が一定の制御周期毎にパル
ス数信号Ｐを生成する。このパルス数信号Ｐはステッピ
ングモータ１０に供給されて指針１０ａをアナログ的に
駆動するすると共に、ドライブ回路１１に供給されて、
パルス数信号Ｐに応じてステッピングモータ１０のドラ
イブ周波数Ｆが変更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パルスモータ手段に
よりアナログ指示用指針が駆動される電磁ログセンサ指
示装置の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶の航行速度計に用いられる船速セン
サとして、電磁ログセンサと呼ばれるものがある。図２
は、電磁ログセンサの励磁コイル１５、および電極１７
の部分の構成を示した図であり、図２（ａ）は正断面
図、また図２（ｂ）は底面図である。電磁ログセンサ
は、船底１３を貫通する桿体４（電磁ログセンサ本体）
の先端部を水中に突出させて使用する。桿体４の先端部
には、コア１６ａに巻かれた励磁コイル１５と、船舶の
進行方向に対して左右に一対の電極１７とが配されてい
る。この励磁コイル１５に電流ｉoを流すと、水中に磁
界１８が発生する。水中に磁界１８が存在する時に、船
舶が図２（ｂ）に矢印で示す船の進行方向に沿って移動
すると、電極１７において起電力ｅoが検出される。こ
れは、水（海水）を導体と考えた場合、磁界１８中を移
動する導体中に起電力が発生することを示した、ファラ
デーの電磁誘導の法則（俗にファラデーの右手の法則と
呼ばれるもの）を応用したものである。こうして、磁界
１８の強度が一定である場合、船底１３と水との相対速
度に比例した大きさの速度信号（ファラデーの電磁誘導
の法則により生じた起電力）が、電極１７より検出され
る。

【０００３】図１は、一般的な電磁ログセンサを用いた
航行速度演算装置の一例を示すブロック図である。電磁
ログセンサは、船橋や操舵室等の船体上部に設置される
マスタユニット１２、船底１３を貫通するように取り付
けられる桿体４の２つの部分に分かれている。図１に示
す構成において、マスタユニット１２に入力される電源
が交流電源である場合は、電源は電源回路１に入力され
る。電源回路１は、トランス、整流回路および安定化回
路等から構成されており、入力された交流が直流安定化
されて、マスタユニット１２内の各部に供給される。な
お、マスタユニット１２に入力される電源が直流電源で
ある場合には、電源回路１を介さずに、直接各部に供給
される。

【０００４】励磁信号生成部２は、微分回路および波形
整形回路等から構成されており、交流電源が入力され、
その交流電源に同期した励磁信号Ａを出力する。この励
磁信号Ａは定電流励磁回路３に入力されるが、マスタユ
ニット１２に入力される電源が直流である場合には、励
磁信号生成部２から励磁信号Ａが出力されない。そこ
で、マスタユニット１２の内部には、論理反転素子（イ
ンバータ）、および抵抗やコンデンサ等の組み合わせに
よってブロッキング発振をする自励発振回路部８を備え
ている。なお、マスタユニット１２の回路基板（図示し
ない）上のジャンパ配線Ｊを切り換えることによって、
定電流励磁回路３に、前述の励磁信号Ａと、自励発振回
路部８の発振出力Ｂとの何れかを選択して入力させるこ
とができる。

【０００５】定電流励磁回路３は、低出力インピーダン
スのドライバ回路等から構成されており、入力された励
磁信号Ａあるいは発振出力Ｂを増幅および定電流化し、
この電流ｉoを、ケーブル１４を介して励磁コイル１５
に供給する一方、入力された信号に同期した信号Ｓを出
力する。ケーブル１４は、マスタユニット１２と前述の
桿体４との間を接続しており、上述の電流ｉoを励磁コ
イル１５に供給する一方、電極１６で検出される速度信
号（起電力）ｅoを、マスタユニット１２の内部の増幅
回路５へ入力する。

【０００６】速度信号ｅoは増幅回路５で増幅され、同
期整流回路６に入力される。同期整流回路６には、この
他に前述の定電流励磁回路３から信号Ｓが入力される。
この同期整流回路６は、差動増幅器および信号Ｓによっ
て切り換えられるアナログスイッチ等から構成されてお
り、信号Ｓの反転周期で速度信号ｅoを反転させて速度
信号Ｖを出力する。続く信号処理回路７は、増幅回路、
バイアス回路、積分回路、発振回路および演算回路等か
ら構成され、入力された速度信号Ｖに基づいて船速信号
ＶOを演算し、各種の制御装置に発信される。

【０００７】次に、本発明の改善対象となる船速信号の
アナログ指示回路について説明する。９は、船速信号Ｖ
Oが入力され、パルス数信号Ｐを算出する出力パルス数
算出回路、１０はこのパルス数信号Ｐを受けるステッピ
ングモータ、１０ａはこのステッピングモータ１０で駆
動されるアナログ指示計の指針である。さらに１１はス
テッピングモータ１０へ一定周波数のドライブ信号Ｆを
供給するドライブ回路である。

【０００８】このような構成において、指針１０ａは、
ステッピングモータ１０によりパルス数信号Ｐのパルス
数に比例した角度に制御される。パルス数信号Ｐの発信
は、ＣＰＵ（中央処理装置）１９の管理下にあり、一定
の制御周期毎に算出された出力パルス数に基づき、次の
制御周期までの期間均等にステッピングモータ１０に供
給されるように処理される。図４はＣＰＵ１９の処理手
順を示すフローチャートであり、一定の制御周期たとえ
ば２５ミリ秒毎に出力パルス数を算出し、パルスが存在
する場合は出力パルスチェックの判断ステップでパルス
の出力、停止のタイミングを調節し２５ミリ秒間内のパ
ルス数を調節する一種の周波数変換機能を実行する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような構成で、指
示計管理に関するＣＰＵ１９の負担を軽減させる必要が
生じた場合、制御周期をたとえば５０ミリ秒に長くすれ
ばよいが、パルス間隔が大きくなり、指針１０ａの指示
がふらつき、スムーズな指示を得られないという問題点
がある。本発明は、このような問題点を解消した電磁ロ
グセンサ指示装置の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の構成上の特徴
は、水中に磁界を発生させるコイルと、前記コイルを励
磁する励磁信号を生成する信号生成手段と、前記信号生
成手段の出力を増幅して前記コイルに送出する励磁回路
と、前記水中の磁界中に発生した起電力を検出する電極
と、前記起電力を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の
出力を前記励磁信号に同期して整流する同期整流回路
と、前記同期整流回路のアナログ出力を一定の制御周期
毎にパルス数出力に変換する出力パルス数算出回路と、
前記パルス数出力をステッピングモータ手段により受け
て指針をアナログ的に駆動する指示装置と、前記パルス
数出力に応じて前記ステッピングモータ手段のドライブ
周波数を変更するドライブ回路とを具備せしめた点にあ
る。

【００１１】

【作用】電磁ログセンサの増幅出力は励磁信号に同期し
て同期整流され、この整流アナログ出力に基づいて出力
パルス数算出回路が一定の制御周期毎にパルス数出力を
算出する。このパルス数出力はステッピングモータ手段
を有する指示装置に与えられて指針をアナログ的に駆動
するすると共にドライブ回路に供給されて、パルス数出
力に応じてステッピングモータのドライブ周波数が変更
される。

【００１２】

【実施例】図１に基づいて本発明の実施例を説明する。
ハードウェア構成は従来技術で説明した要素とほぼ同一
であり、各要素の説明は重複するため省略する。従来技
術との相違点は、パルス数信号Ｐがドライブ回路１１に
も供給され、パルス数に対応してドライブ回路１１の周
波数出力Ｆが変更される。

【００１３】図３は、ＣＰＵ１９の処理のフローを示す
ものであり、一定の制御周期例えば５０ミリ秒毎に出力
パルス数が算出され、さらに次のステップで前回設定さ
れたドライブ周波数がパルス数に応じて変更される。パ
ルス数信号Ｐとドライブ周波数Ｆの関係は、指針１０ａ
の動きが最適となる関係にあらかじめ設定されている。
この設定はソフトウェア的な演算処理で可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御周期が長くなった場合でも指針のスムーズな動きが
阻害されることがないので、指示のためのＣＰＵ負荷を
大幅に軽くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電磁ログセンサ指示装
置の構成の一例を示すブロック図である。

【図２】同一実施例による電磁ログセンサ指示装置にお
ける励磁コイル１５および電極１６の部分の構成の一例
を示す図である。

【図３】従来の電磁ログセンサ指示装置において、ＣＰ
Ｕ１９の信号処理手順を示すフローチャート図である。

【図４】本発明の一実施例による電磁ログセンサ指示装
置における、ＣＰＵ１９の信号処理手順を示すフローチ
ャート図である。

【符号の説明】

３ 定電流励磁回路 ５ 増幅回路 ６ 同期整流回路 ７ 信号処理回路 ８ 自励発振回路部 ９ 出力パルス数算出回路 １０ ステッピングモータ １０ａ指針 １１ ドライブ回路 １２ マスタユニット １５ 励磁コイル １６ 電極 １９ ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に磁界を発生させるコイルと、 前記コイルを励磁する励磁信号を生成する信号生成手段
   と、 前記信号生成手段の出力を増幅して前記コイルに送出す
   る励磁回路と、 前記水中の磁界中に発生した起電力を検出する電極と、 前記起電力を増幅する増幅回路と、 前記増幅回路の出力を前記励磁信号に同期して整流する
   同期整流回路と、 前記同期整流回路のアナログ出力を一定の制御周期毎に
   パルス数出力に変換する出力パルス数算出回路と、 前記パルス数出力をステッピングモータ手段により受け
   て指針をアナログ的に駆動する指示装置と、 前記パルス数出力に応じて前記ステッピングモータ手段
   のドライブ周波数を変更するドライブ回路と、 を具備することを特徴とする電磁ログセンサ指示装置。