JPS593364A - 位相検出回路 - Google Patents

位相検出回路

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JPS593364A
JPS593364A JP11177182A JP11177182A JPS593364A JP S593364 A JPS593364 A JP S593364A JP 11177182 A JP11177182 A JP 11177182A JP 11177182 A JP11177182 A JP 11177182A JP S593364 A JPS593364 A JP S593364A
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Yoshimasa Sakaguchi
坂口 良昌
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Anritsu Corp
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Anritsu Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
    • G01R25/005Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller, or for passing one of the input signals as output signal

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転機構を有する装置の回転可動部の運動が
場所により同一回転周波数で位相がずれている場合の相
互の位相差を検出する回路に関する。
例えば回転機械の回転軸が軸対称でなくぶれるような場
合は、アンバランスを修正するために先ず軸上の2点に
ついて位相差を検出する。
第1図に示すように、回転機械の軸受近くに取りつけた
振動検出器1と、回転軸にはシつけた光反射テープ2を
利用した光スィッチ3とによって回転機械の振動信号と
タコパルス(回転軸が1回転するたびに発生する一発パ
ルス)列とを取りだし、光反射テープの軸周縁上の位置
を基準にしてこれより軸受部分の振動がずれる角度を算
出する。角度は回転周波数の信号の位相として測定され
る。第2図が従来の位相検出回路である。fSは撮動検
出器1の出力からろ波器4によりタコパルスと同一周波
数の成分を取りだした正弦波信号であり、frはタコパ
ルス列に相当する正弦波信号である。このfs、 fr
の位相差が角度のズレになる。位相比較器9の出力を低
域戸波器10で平均化して計器11に角度表示する。ス
イッチ8によりaまたはbに切換えると、計器1−1の
表示はそれぞれ00〜3600と一180°〜+180
°の2通りになる。
この位相測定の原理を第3図(a)〜(+1)の信号波
形図によって説明する。この図はfsがfr (基準波
)に対して90°進んだ場合を例示したものである。f
sは零クロス比較器5をとおり、スイッチ8をa側に倒
したときは(d>の波形、b側に倒したときはV)の波
形を位相比較器9の入力端子Sに加える。frは零クロ
ス比較器6をとおり(C)の波形を位相比較器9の入力
端子Rに加える。こ\で位相比較器9は入力波形の立上
がりのエツジで動作し、入力端子Sに入力されたときに
出力PC心をセットし、入力端子Rに入力さね、たとき
にリセットさせるから、出力PC6はスイッチ8がa側
にあるときは(e)の波形に、b側にあるときは(g)
の波形になる。出力PC○は低域沖波器10で平滑され
その出力L P6はか)とカリ計器11に指示される。
上記の説明は90°位相進みの波形について説明したが
、fSのfrに対する位相差と出力LPOとの関係はス
イッチ8をa側にしたとき第3図(1)、b側にしだと
き第3図(j)となる。
この位相検出回路は次の欠点を有する。実際の機器の測
定では本来機器自体のアンバランスによる位相差がなく
ても他の機械からの振動の影響、あるいはタコ周波数の
成分が小さくてこれに微少なノイズが重畳するなどによ
り、10゜以上の変動が生ずることがある。このような
場合00〜360°表示では0°附近で指示は十Bの値
と0の値との間をハンチングするから、位相差の読みと
りは不可能になる。このような場合は一180°〜+1
80°に切換えて読みとる。回転機のアンバランス修正
のような場合は測定器を現場にもちこみ測定を行なうか
ら、現場の暗い環境のもとでは計器目盛は読みとりにく
く測定誤差も生じやすい。ハンチングしている場合は作
業者の判断により切換えるので作業は厄介である。
本発明の目的は上記の欠点を除去して、ハンチングのな
い±180°の1つのデジタル表示を与える位相検出回
路を提供することにある。
本発明による位相検出回路は、同一周波数の2人力パル
ス列を通過もしくは阻止する2個のインヒビット回路と
;それぞれのインヒビット回路から出力されるパルス列
のうち先きにパルスが入力した入力端に対応する出力側
にのみ2人力パルスの位相差に相当する幅のパルス列を
生ぜしめる2出力端子”を有する位相比較器と;該位相
比較器の一方の出力はその!、ま通過させ、他方の出力
はその極性を反転させて通過させ2人力パルス列の位相
差に相当する幅の正極性又は負極性のパルス列を出力す
る演算増幅器と;該演算増幅器の出力を平均化する低域
瀘波器と;前記低域ろ波器の出力を正、負のそれぞれ設
定された所定位相差に対応する基準電圧値と比較し、一
致した側の前記インヒビット回路からパルスが1個出力
されないように前記インヒビット回路に信号をおくる2
個の比較器とを備え、2人力パルス列の位相差をハンチ
ングすることなく測定することを特徴とする。
以下本発明の実施例を図面によって詳しく説明する。第
4図は本発明による位相検出回路のブロック図である。
第5図(−〜ω)が各部の波形を示す信号波形図である
。この図は第3図と同じ<fBがfr (基準波)に対
して90°進んだ場合を例示したものである。各々の信
号波は零クロス比較器5,6に加えられ、出力端の出力
P1+P20波形はそれぞれ(cJ 、 (dJになる
。いまインヒビット回路12.13にインヒビット信号
19a、20aが入力されていない場合を考えると、P
it P2の波形が位相比較器14の各入力端子S、H
にそれぞれ加えられる。
この位相比較器14にはS入力端子に対応してSG出力
端子がR入力端子に対応してR5出力端子が設けられ、
S入力端子が最初にトリガ(この図では入力矩形波の立
上がりがトリガになる)されたときはSb出力端子にの
み出力が現われ、RO出力端子には信号は現われない。
R入力端子が最初にトリガされたときはその逆になる。
まだ位相比較器14の出力端子の出力はその対応する入
力端子に加えられた信号の立上がりエツジで″ 1″と
なり、この状態で他方の入力端子に信号が加えられると
その立上がりエツジでゝゝ0“になる。
従ってS入力端子が先きにトリガされたときの86出力
端子の出力は(eJとなり、RO出力端子ではゝゝ0“
となる。R入力端子が先きにl−IJガされたときはR
6出力端子の出力はげ)となりSb出力端子では0“と
なる。位相比較器14の各出力端子SO,ROの出力は
夫々スイッチ15.16を閉成し演算増幅器170位相
非反転端子、位相反転端子にBなる振幅の直流電圧を入
力させる。演算増幅器17の出力は低域ろ波器18で平
均化され、f8+frの位相差に対する低域p波器18
の出力LPOの特注は第5図(gJになる。この出力L
POはデジタルボルトメータ21で指示される。従って
例示ではS入力端子が先きにトリガされたときは+90
°、R入力端子が先きにトリガされたときは一270°
の表示になる。90°進みの波形に対して信号人力fs
、frが入力された時点により+90°、又は−270
°と表示されるが角度表示としては同一である。
この測定法でもS入力端子が先きにトリガされた場合に
位相が360°の近傍で変動する場合にハンチングを生
ずる欠点がある。R入力端子についても同じ<−360
°でハンチングを生ずる。この欠点を除去し、さらに汎
用の安価な31/2桁(±1.999)のデジタルボル
トメータを使用することのできるように計器の指示最大
範囲を+180°附近に制限する必要がある。
この動作を十〇比較器19,20.およびインヒビット
回路12.13で行なう。第6図はこの動作を説明する
ために各部の波形を表示しだものである。こXでは+1
90°内におさめる場合を説明する。S入力端子が先き
にトリガされたときにfs、frの位相差が+190°
になったときに低域P波器18の出力LPOが+190
゜に対応する電圧を発生する。十〇比較器19は電圧比
較器であり、+■θにはこの電圧が設定されていて、低
域p波器18の出力LPOがこの電圧を超えると出力側
にインヒビット信号19aを出力する。
このインヒビット信号19aを受けだときインヒビット
回路12はfsの零クロス比較器5の出力P1を位相比
較器14のS入力端子に導通しない。、(−の点線が示
すようにパルス1個が消滅する。このため位相比較器1
4はR入力端子が先きにトリガされるから低域ろ波器出
力LPOは一170°の安定点に向って行き出力表示は
一170°となる。同じように一〇比較器20の−■θ
は、−190°に対応する電圧が設定されていて、R入
力端子が先きにトリガされている場合には位相差が一1
90°になると一〇比較器20により検知されインヒビ
ツト回路13が上記と同じ動作をなし出力表示+170
°の表示となる。従って位相差に180°士10°未満
の変動があっても安定な表示を与える。また変動がこれ
より大きければθをさらに大きく例えば+195°等に
すればよい。なお、(匂■波形曲線は測定開始後指示が
安定するまでの時間的経過を示したものである。インヒ
ビット回路12を考えない場合には(−の波形曲線はは
じめに」−190°指示をオーパンニートしても、その
後、時間が立つと+190°の一定値になる。インヒビ
ット回路12を作動させるこの回路ではパルスを1個の
み禁止するだけで、すみやかに−170゜の安定点に反
転する。これは周波数が高い場合に安定時間が短かくな
る利点を有する。
今までの説明において、すべてfs、fr(D波形を正
弦波としてきたが、位相比較器9,14は入力波の立上
がりのエツジで動作するから、fs 、 frはいずれ
か一方或は両方ともパルス列であってもさしつかえない
以上詳述したように本発明により、位相差が0°附近及
び±180°附近で変動する場合にも測定指示にハンチ
ングを生じ寿いで正しく指示し、しかも汎用のデジタル
表示の計器を用い明確な指示を与える位相(角度)検出
器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転機構の回転可動部の2点より2信号をピッ
クアップする部分の概略図、第2図は従来の位相検出回
路の構成図、第3図(a)〜(h)は第2図の各部の動
作波形図、(i)〜(j)は位相差と低域沖波器出力と
の関係を示す図、第4図は本発明の一実施例を示す図、
第5図(〜〜情)は第4図の各部の動作波形図、(g+
)は位相差と低域ろ波器出力との関係を示す図、第6図
はインヒビット回路の動作を説明するための図である。 12.13・・・・インヒビット回路!14・・・・・
比較器 15.16・・・・スイッチ回路。 17・・・・・演算増幅器。 18・・・・低域p波器。 19.20・・・・θ比較器。 21・・・・・デジタルボルトメータ。 特許出願人  安立電気株式会社 代理人弁理士佐藤秋比古

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 同一周波数の2人力パルス列を通過もしくは阻止する2
    個のインヒピット回路と;それぞれのインヒビット回路
    から出力されるパルス列のうち先きにパルスが入力した
    入力側に対応する出力側にのみ2人力パルスの位相差に
    相当する幅のパルス列を生ぜしめる2出力端子を有する
    位相比較器と;該位相比較器の一方の出力はそのまま通
    過させ、他方の出力はその極性を反転させて通過させ2
    人力パルス列の位相差に相当する幅の正極性又は負極性
    のパルス列を出力する演算増幅器と;該演算増幅器の出
    力を平均化する低域泄波器と;前記低域沖波器の出力を
    正。 負のそれぞれ設定された所定位相差に対応する基準電圧
    値と比較し、一致した側の前記インヒビット回路からパ
    ルスが1個出力されないように前記インヒビット回路に
    信号をおくる2個の比較器とを備え、2人力パルス列の
    位相差をハンチングすることなく測定することを特徴と
    する位相検出回路。
JP11177182A 1982-06-30 1982-06-30 位相検出回路 Granted JPS593364A (ja)

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JPS6250786B2 JPS6250786B2 (ja) 1987-10-27

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