(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-26
(45)【発行日】2022-10-04
(54)【発明の名称】物品移動速度計測装置
(51)【国際特許分類】
G01P 3/481 20060101AFI20220927BHJP
【FI】
G01P3/481 Z
(21)【出願番号】P 2018213542
(22)【出願日】2018-11-14
【審査請求日】2021-10-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000105501
【氏名又は名称】ココリサーチ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000925
【氏名又は名称】特許業務法人信友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小滝 明彦
【審査官】岡田 卓弥
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-192529(JP,A)
【文献】特表2005-526249(JP,A)
【文献】特開平05-288763(JP,A)
【文献】特開平3-137567(JP,A)
【文献】米国特許第5004981(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01P 3/00- 3/80
G01P13/00-13/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動量及び正逆移動方向をパルス状の信号で出力する単一のセンサ、又は、複数のセンサの組み合わせから信号を入力し、被検体の移動量に応じた移動速さと移動方向を出力する移動速度計測装置であって、
前記入力信号のパルス周期から速度演算処理を実行し、速度を出力する速度計測部と、
前記被検体の移動方向が反転した際に起動される移動量のバッファカウンタと、
出力中の移動方向に対し、前記被検体の移動方向が反転したことを検出してから、反転後の移動量がヒステリシス未満である間は、移動方向出力を反転前の状態に保持しつつ、前記速度計測部をパルス信号入力がない状態の演算モードに移行させ、反転後の移動量がヒステリシス以上になった場合は、反転後の方向への移動速さを演算するように、移動方向出力を反転し、前記速度計測部をパルス信号入力がある場合の演算モードに移行させ、反転後の移動量がヒステリシスを超えずに、前記被検体の移動方向が復帰し、出力中の移動方向への移動量が、反転時の値よりも増えたと判定すると、反転前の方向への移動速さを演算するように、前記速度計測部をパルス信号入力がある場合の演算モードに復帰させるヒステリシス判定処理部と
を具備することを特徴とする物品移動速度計測装置。
【請求項2】
正方向への移動速さのみを出力し、逆方向への移動速さを出力しない、請求項1記載の物品移動速度計測装置。
【請求項3】
ヒステリシス判定部のヒステリシスを任意の値に調整することが可能な、請求項1または2に記載の物品移動速度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主に回転体の回転方向及び回転量、回転速度等を計測するセンサの出力信号を処理する物品移動速度計測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
出願人は、主に工場等の産業設備において、流体の流量を計測する流量センサに接続して、流体の流れ方向、流量、流速等を計測して所定の情報処理装置等に出力する流量計測装置を製造販売している。
また出願人は、流量計測装置と同様の動作原理にて、回転体の回転方向、回転量、回転速度等を計測して所定の情報処理装置等に出力する回転速度計測装置も製造販売している。
これら流量計測装置や回転速度計測装置には、異なる位相の矩形波パルスが検出されるA相センサとB相センサの出力信号が入力され、一方のセンサの信号のアップエッジ及び/またはダウンエッジを検出した時点における、他方のセンサの信号の論理値を見て、回転方向を判定している。
【0003】
特許文献1には、被検体の運動の方向性を検出する機能を有する可逆運動速度測定装置であって、検出方向が逆転した時点においても、異常な出力とならないようにする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、流量センサや回転検出センサの分解能が向上し、流量計測装置及び回転速度計測装置が従来と比べて精緻な計測データを出力することが可能になってきた。その一方で、特に流体の流速が極めて遅い状況において、流量計測装置が流速の振動を精緻に出力することに起因する不具合が露見し始めている。
ある流体計測環境において、比例制御弁を用いて流体の流速をフィードバック制御すると、流体の流速が早くなったり遅くなったりと、流速が振動するように変動する。つまり、流速にジッタ成分が含まれる。このような状況において、特に流速が低速であるときに、流れの方向が反転する場合がある。このような流体計測環境において、高分解能の流量計を使用すると、このような流れの反転までをも正確に再現される。
【0006】
しかし、流量計測装置の出力データを受ける側のデータ処理装置またはシステムが、流れの反転を考慮して設計されていないと、思わぬエラーを生じる虞がある。特に、流量計の出力を単相で受けているシステムは、そもそも流れの反転を考慮して設計されていないので、センサの逆回転をも正方向の回転と誤って認識され、流量及び流速が誤認識されてしまう。
また、流量センサの出力信号をA/B2相として受けているデータ処理装置またはシステムであっても、比例制御弁の制御信号に使用することを考慮すると、当該システムにとっては戻る流れの信号そのものを無視したいという要求がある。例えば、マイナス方向の制御信号をそのまま比例制御弁に投入すると、比例制御弁を制御駆動するモータが必要以上に逆回転してしまい、比例制御弁を破壊してしまう虞がある。
【0007】
本発明はかかる課題を解決し、流体の流れ方向あるいは回転体の回転方向のジッタ成分の出力を適切に抑止できる物品移動速度計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の移動速度計測装置は、移動量 及び 正逆移動方向をパルス状の信号で出力する単一のセンサ、又は、複数のセンサの組み合わせから信号を入力し、被検体の移動量に応じた移動速さと移動方向を出力する。
本発明の物品移動速度計測装置は、前記被検体の移動方向が反転した際に起動される移動量のバッファカウンタと、前記入力信号のパルス周期から周波数演算処理を実行し、周波数に応じた速度を演算出力する周波数計測部と、物品の移動方向が反転したことを検出すると、周波数計測部の演算モードを切替制御し、物品の移動量に応じてバッファカウンタを増減させるヒステリシス判定処理部とを具備する。
ヒステリシス判定処理部は、出力中の移動方向に対し、前記被検体の移動方向が反転したことを検出してから、反転後の移動量がヒステリシス未満である間は、移動方向出力を反転前の状態に保持しつつ、前記周波数計測部をパルス信号入力がない状態の演算モードに移行させ、反転後の移動量がヒステリシス以上になった場合は、反転後の方向への移動速さを演算するように、移動方向出力を反転し、前記周波数計測部をパルス信号入力がある場合の演算モードに移行させ、反転後の移動量がヒステリシスを超えずに、前記被検体の移動方向が復帰し、出力中の移動方向への移動量が、反転時の値よりも増えたと判定すると、反転前の方向への移動速さを演算するように、前記周波数計測部をパルス信号入力がある場合の演算モードに復帰させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、流体の流れ方向のジッタ成分の出力を適切に抑止できる物品移動速度計測装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本発明の実施形態に係る流量計測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【
図2】本発明の実施形態に係る流量計測装置のソフトウェア機能を示すブロック図である。
【
図3】エッジバッファテーブルの内容の一例を示す図である。
【
図4】回転体とA相センサ及びB相センサの一例を示す図である。
【
図5】回転体が正転した場合及び逆転した場合における、A相センサ及びB相センサが出力する論理値のタイムチャートと、真理値表である。
【
図6】ヒステリシス判定処理部にて実行される、ヒステリシス判定処理部全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【
図7】ヒステリシス判定処理部にて実行される、バッファカウンタ検証処理の流れを示すフローチャートである。
【
図8】本発明の実施形態に係る流量計測装置における、流体の流れが2回反転した状態の内部動作を説明するタイムチャートである。
【
図9】UP/DOWN信号形式のセンサ及び方向信号形式のセンサの出力信号の一例を示すタイムチャートである。
【
図10】本発明の変形例に係る周波数計測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【
図11】本発明の変形例に係る周波数計測装置のソフトウェア機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1は、本発明の実施形態に係る流量計測装置101のハードウェア構成を示すブロック図である。
A相センサ102の出力信号は、周知のコンパレータ及びシュミットトリガよりなる波形整形回路103aによって信号のノイズ成分が除去された後、マイコン104のバス105に入力される。
B相センサ106の出力信号も同様に、波形整形回路103bを通じてマイコン104のバス105に入力される。
マイコン104のバス105には、CPU107、ROM108、RAM109、表示部110、操作部111、USB等のシリアルI/F112、RTC(Real Time Clock)113及びカウンタ114が接続されている。
カウンタ114は、RTC113の分解能を補うために設けられており、マイコン104のシステムクロック等を計数し、その計数値であるカウント値を出力する。
【0012】
シリアルI/F112から、ゲートパルス、周波数データ、回転方向データ、A相パルス及びB相パルスが出力される。
A相パルスは、A相センサ102のアップエッジ及びダウンエッジをそのまま出力するデジタル信号である。但し、後述する条件によっては、その出力が抑止される。
B相パルスも、A相パルスと同様、B相センサ106のアップエッジ及びダウンエッジをそのまま出力するデジタル信号である。但し、後述する条件によっては、その出力が抑止される。
【0013】
ゲートパルスは、A相パルスとB相パルスのエッジを合成したデジタル信号である。但し、後述する条件によっては、その出力が抑止される。
周波数データは、ゲートパルスに基づいて算出されるパルスの周波数を示すデータである。
回転方向データは、A相センサ102及びB相センサ106が設置される回転体(不図示)の回転方向を論理値で示すデジタル信号である。
これら出力データは、任意の情報処理装置に供給される。
表示部110及び操作部111は、
図2以降にて後述する閾値209の設定に使用される。
【0014】
図2は、本発明の実施形態に係る流量計測装置101のソフトウェア機能を示すブロック図である。なお、波形整形回路103a、103bは、図示を省略している。
A相センサ102及びB相センサ106の出力信号は、エッジ検出部201に入力される。エッジ検出部201は、A相センサ102及びB相センサ106のエッジを検出すると、RTC113及びカウンタ114の値と共に、RAM109に形成されるエッジバッファテーブル202にA相センサ102及びB相センサ106の状態情報を書き込む。
【0015】
ヒステリシス判定処理部203は、エッジ検出部201が出力するエッジ検出パルスによって起動される。ヒステリシス判定処理部203は、エッジ検出パルスによって起動されると、エッジバッファテーブル202の内容を読み込んで、図示しない回転体の回転方向データを出力する。そしてヒステリシス判定処理部203は更に、回転体が反転したことを判定すると、内部のバッファフラグ204及びバッファカウンタ205を操作して、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208を制御して、これらデータの出力を抑止する。
また、ヒステリシス判定処理部203は、バッファカウンタ205の値が閾値209を超えた場合には、内部のバッファフラグ204及びバッファカウンタ205を操作し、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208を制御して、これらデータの出力を許可する。
閾値209としては、例えば「-4」、「-10」、「-100」等の負の整数が設定される。
【0016】
周波数計測部210は、エッジバッファテーブル202の内容を読み込んで、周知の移動平均を伴う、パルス間隔から周波数を算出する周波数演算処理を実行し、周波数データを出力する。またその際、ヒステリシス判定処理部203からの制御により、周波数演算処理が抑止される場合もある。
【0017】
図3は、エッジバッファテーブル202の内容の一例を示す図である。
エッジバッファテーブル202は、時刻フィールド、カウント値フィールド、A相フィールド、B相フィールドを有する。
時刻フィールドには、A相センサ102またはB相センサ106にてアップエッジまたはダウンエッジが検出された時点における、RTC113が出力した時刻情報が格納される。
カウント値フィールドには、A相センサ102またはB相センサ106にてアップエッジまたはダウンエッジが検出された時点における、カウンタ114が出力したカウント値が格納される。
【0018】
A相フィールドには、A相センサ102またはB相センサ106にてアップエッジまたはダウンエッジが検出された時点における、A相センサ102の状態情報が格納される。
B相フィールドには、A相センサ102またはB相センサ106にてアップエッジまたはダウンエッジが検出された時点における、B相センサ106の状態情報が格納される。
A相フィールド及びB相フィールドには、信号のアップエッジを示す情報、信号のダウンエッジを示す情報、信号の論理値が真であることを示す情報、信号の論理値が偽であることを示す情報の何れかが格納される。
図3では、アップエッジは上矢印、ダウンエッジは下矢印、論理値の真は「H」、論理値の偽は「L」で表記している。
【0019】
図4は、回転体401とA相センサ102及びB相センサ106の一例を示す図である。
図4において、A相センサ102及びB相センサ106は例えばフォトインタラプタであり、回転体401は例えば略十字状の遮蔽板である。
略十字状の回転体401が右回り、すなわち時計回り方向(正転)に回転すると、最初にA相センサ102の論理値が変化してから、次にB相センサ106の論理値が変化する。
同様に、回転体401が左回り、すなわち反時計回り方向(逆転)に回転すると、最初にB相センサ106の論理値が変化してから、次にA相センサ102の論理値が変化する。
【0020】
図5は、回転体401が正転した場合及び逆転した場合における、A相センサ102及びB相センサ106が出力する論理値のタイムチャートと、真理値表である。タイムチャートの横軸は時間である。
回転体401が正転していると、A相センサ102がアップエッジの時、B相センサ106の論理は偽「L」である。B相センサ106がアップエッジの時、A相センサ102の論理は真「H」である。A相センサ102がダウンエッジの時、B相センサ106の論理は真「H」である。B相センサ106がダウンエッジの時、A相センサ102の論理は偽「L」である。
回転体401が逆転していると、A相センサ102がアップエッジの時、B相センサ106の論理は真「H」である。B相センサ106がアップエッジの時、A相センサ102の論理は偽「L」である。A相センサ102がダウンエッジの時、B相センサ106の論理は偽「L」である。B相センサ106がダウンエッジの時、A相センサ102の論理は真「H」である。
ヒステリシス判定処理部203は、
図5に示した真理値表に基づき、
図3に示したエッジバッファテーブル202を読み込み、回転体401の回転方向を判定する。
【0021】
図6は、ヒステリシス判定処理部203にて実行される、ヒステリシス判定処理部203全体の処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、エッジ検出部201が出力するエッジ検出パルスによって実行される。
ヒステリシス判定処理部203は、エッジ検出パルスによって起動されると(S601)、エッジバッファテーブル202の最新のレコードと直近のレコードを比較して、回転体401の回転方向が反転したか否かを確認する(S602)。
ステップS602で、回転体401の回転方向が反転していないと判定された場合には(S602のNO)、ヒステリシス判定処理部203は次にバッファフラグ204の論理値が真「H」であるか否かを確認する(S603)。
ステップS603で、バッファフラグ204の論理値が偽「L」であると判定されたならば(S603のNO)、ヒステリシス判定処理部203は通常状態の処理として、現在の回転方向データをそのまま出力する(S604)。そして、ヒステリシス判定処理部203は、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208のオン制御を維持し、一連の処理を終了する(S605)。
【0022】
ステップS602において、回転体401の回転方向が反転していると判定された場合には(S602のYES)、ヒステリシス判定処理部203は次にバッファフラグ204の論理値が真「H」であるか否かを確認する(S606)。
バッファフラグ204の論理値が論理の偽「L」であるならば(S606のNO)、ヒステリシス判定処理部203は通常状態からヒステリシス付与状態に移行したと判断する。そして、バッファフラグ204を論理の真「H」に設定する(S607)。
【0023】
次に、ステップS603及びステップS606でバッファフラグ204の論理値が真「H」と判定された場合(S603のYES、S606のYES)、及びステップS607でバッファフラグ204の論理値を真「H」に反転した処理の後は、ヒステリシス判定処理部203はバッファカウンタ205を反転した回転方向に従ってデクリメントまたはインクリメントする処理を行う(S608)。なお、ステップS607からステップS608に移行する場合、バッファカウンタ205は必ずデクリメント処理「-1」になる。
ステップS608の実行後、ヒステリシス判定処理部203はバッファカウンタ205の検証処理を実行し(S609)、一連の処理を終了する(S605)。
【0024】
なお、ステップS603及びステップS606において、バッファフラグ204の論理値が真「H」と判定されたならば、ヒステリシス判定処理部203は直前の状態がヒステリシス付与状態であり、現在もヒステリシス付与状態のままであると判断する。その後は前述の通り、ステップS608及びステップS609を実行して、一連の処理を終了する(S605)。
【0025】
図7は、ヒステリシス判定処理部203にて実行される、バッファカウンタ検証処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、
図6のステップS609の詳細である。
処理を開始すると(S701)、ヒステリシス判定処理部203は、バッファカウンタ205のカウント値が閾値209より小さい値になっているか否かを確認する(S702)。
バッファカウンタ205のカウント値が閾値209以上の値になっていると判定された場合には(S702のNO)、ヒステリシス判定処理部203は、バッファカウンタ205のカウント値が0より大きい値であるか否かを確認する(S703)。
ステップS703で、バッファカウンタ205のカウント値が0以下の値のままであるならば(S703のNO)、ヒステリシス判定処理部203は一連の処理を終了する(S704)。
【0026】
ステップS703で、バッファカウンタ205の値が0より大きい値であると判定されたならば(S703のYES)、ヒステリシス判定処理部203は、回転体401がヒステリシス付与状態の直前の状態から、同じ回転方向で、かつ回転量が増加したものと判断する。そして、ヒステリシス判定処理部203は、ヒステリシス付与状態を解除するためにバッファフラグ204の論理値を偽「L」に設定して(S705)、一連の処理を終了する(S704)。
【0027】
ステップS702において、バッファカウンタ205のカウント値が閾値209未満の値になっていると判定されたならば(S702のYES)、ヒステリシス判定処理部203は、回転体401がヒステリシス付与状態の直前の状態から、反転した回転が進行して、回転量が閾値209を超えたものと判断する。そして、ヒステリシス判定処理部203は、反転した回転方向データを出力して(S706)、その後ヒステリシス付与状態を解除するためにバッファフラグ204の論理値を偽「L」に設定して(S705)、一連の処理を終了する。
【0028】
図8は、本発明の実施形態に係る流量計測装置101における、流体の流れが2回反転した状態の内部動作を説明するタイムチャートである。横軸は時間である。
図8中、井桁(「#」)で始まる数値は、A相パルスとB相パルスのエッジに対して便宜的に付したエッジアドレス情報である。また、マイナス及びプラスの符号が付された数値は、バッファカウンタ205の値である。また
図8中、「○」は正方向の回転方向であり、「×」は逆方向の回転方向である。
【0029】
エッジアドレス情報が#91、#92…#99と増加して、#100に至った時点T801から、時点T802において、回転体401はその回転方向が反転している。このため、時点T802においてバッファカウンタ205は「-1」を計数している。この時点T802は、
図6のステップS607を経て、ステップS608においてバッファカウンタ205が「-1」を計数した状態である。
【0030】
次に、時点T802から時点T803に至るまで、エッジアドレス情報は#99、#98…#94まで後退しており、バッファカウンタ205のカウント値も「-7」まで計数されている。この、時点T802からT803に至るまでは、
図6のステップS603のYESの分岐を経て、ステップS608においてバッファカウンタ205が負の値を計数した状態である。
【0031】
次に、時点T803から時点T804において、回転体401はその回転方向が再び反転している。このため、時点T803においてバッファカウンタ205のカウント値が「-7」であったが、時点T804においてバッファカウンタ205のカウント値が「-6」に変化している。この、時点T803から時点T804に至った状態は、
図6のステップS606のYESの分岐を経て、ステップS608においてバッファカウンタ205値が+1だけインクリメントした状態である。
【0032】
次に、時点T804から時点T805に至るまで、エッジアドレス情報は#94、#95…#100まで前進しており、バッファカウンタ205のカウント値も「0」まで計数されている。この、時点T804からT805に至るまでは、
図6のステップS603のYESの分岐を経て、ステップS608においてバッファカウンタ205が負のカウント値から0まで計数された状態である。
【0033】
最後に、時点T806に至ると、エッジアドレス情報は#101となり、バッファカウンタ205のカウント値は「+1」まで計数される。すると、
図7のステップS703においてYESの分岐になり、ステップS705にてバッファフラグ204の論理値は偽「L」に戻される。そして、ヒステリシス判定処理部203は通常動作に戻る。
【0034】
図8の時点T802から時点T805までの間は、バッファフラグ204の論理値が真「H」を示している。この間、ヒステリシス判定処理部203は、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208をオフ制御し続ける。また、周波数計測部210は入力オフ状態のままである。このため、時点T802から時点T805の間は、エッジパルス、A相パルス、B相パルスの何れも出力されない。周波数計測部210は入力オフの継続状態に対して、予め設定された演算モード情報に従って、周波数の下降演算出力または周波数出力維持または周波数のゼロ判定等の入力オフ状態の演算を行い、周波数データを出力する。
【0035】
そして、時点T806に至ったら、ヒステリシス判定処理部203は、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208をオン制御すると共に、周波数計測部210を入力オン状態に起動する。周波数計測部210は、時点T801におけるエッジバッファテーブル202のレコードと、時点T806におけるエッジバッファテーブル202のレコードの、時刻フィールド及び/またはカウント値フィールドの値から、周波数を算出して、周波数データを出力する。
【0036】
すなわち、ヒステリシス判定処理部203は、回転体の移動方向が反転したことを検出すると、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208をオフ制御して、回転体の移動量に応じてバッファカウンタ205を増減させる。
そして、ヒステリシス判定処理部203は、バッファカウンタ205のカウント値が、回転体の移動方向が反転した時点より以前の値に到達したことを検出して、回転体の移動量が回転体の移動方向が反転した時点より以前より進行したことを判定する。この判定により、ヒステリシス判定処理部203は、エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208をオン制御する。
このように、ある一定の値に至るまでは回転検出パルスの出力を抑止するという本発明の技術思想は、アナログ信号におけるヒステリシス特性に類似する。
【0037】
以上に説明した本発明の実施形態は、以下の様な変形例が可能である。
(1)本発明の実施形態に係る流量計測装置101では、説明を容易にするため、バッファカウンタ205は負の値を計数し、閾値209は負の値を保持するものとして説明した。しかし、バッファカウンタ205の役割は、回転体がその回転方向を反転させた時に、回転体の反転した回転量を計数するために設けられている。つまり、バッファカウンタ205の符号は相対的なものであるため、バッファカウンタ205が正の値を計数し、閾値209が正の値を保持するものとして流量計測装置101を実装してもよい。
【0038】
(2)また、本発明の実施形態に係る流量計測装置101は、流量センサが接続されることを想定している。また、流量計測装置101と同様に実装される回転速度計測装置も、周知のA相及びB相のセンサが接続されることを想定している。しかしながら、計測の対象は回転体に限らない。リニアスケール等の直線的に移動する物品に対しても、A相及びB相のセンサを取り付け、本発明の実施形態に係る計測装置を接続してもよい。この場合、計測装置は物品移動周波数計測装置となる。
したがって、本発明の実施形態に係る物品移動周波数計測装置は、位相が異なる矩形波状パルスを検出するA相センサ及びB相センサの信号が入力されて、物品の移動に応じたパルスと移動方向を出力する。
【0039】
(3)本発明の実施形態に係る流量計測装置101は、周波数データに所定の係数を乗算し、必要に応じて所定のオフセット値を加算することで、回転速度計測装置、あるいは物品移動速度計測装置にも転用することができる。
また、近年分解能が高くなった位置センサを使用するステッピングモータの、モータ静定時において、位置センサがモータの軸の振動をパルスとして出力する現象が見受けられる。本発明の実施形態に係る回転速度計測装置は、このようなステッピングモータの制御に不要な位置センサの振動パルスを効果的に抑止することができる。
【0040】
(4)物品移動速度計測装置において、物品移動速度計測装置の計測パラメータの設定インターフェースから、ヒステリシス判定処理部203において閾値209に任意の値を設定可能とすることで、物品移動の移動方向のジッタ成分の出力を抑止する最小の値を閾値209に設定し、移動方向のジッタ成分の出力を抑止しつつ、移動方向の反転時の出力応答を調整し、早めることができる。
【0041】
(4)回転体の回転方向と回転量をパルス状の信号として出力するセンサの出力信号の形式は、A/B相形式の他に、UP/DOWN信号形式、方向信号形式がある。
図9Aは、UP/DOWN信号形式のセンサの出力信号の一例を示すタイムチャートである。
図9Bは、方向信号形式のセンサの出力信号の一例を示すタイムチャートである。
UP/DOWN信号形式は、回転体が正方向に回転すると、第一信号がパルスを出力すると共に第二信号がパルスを出力せず、回転体が負方向に回転すると、第一信号がパルスを出力しないと共に第二信号がパルスを出力する形式である。
方向信号形式は、第一信号が回転体の回転方向にかかわらず回転体の回転量をパルスとして出力し、第二信号が回転体の回転方向に応じた論理信号を出力する形式である。
【0042】
前述の流量計測装置101はA/B相形式にのみ対応する装置であったが、UP/DOWN信号形式、方向信号形式においても、
図6及び
図7の処理は適用可能である。
これより、A/B相形式、UP/DOWN信号形式、方向信号形式の、計3種類の異なる形式のセンサの信号に対応する速度計測装置1001を説明する。
【0043】
図10は、本発明の変形例に係る速度計測装置1001のハードウェア構成を示すブロック図である。
図10に示す速度計測装置1001の、
図1にて説明した流量計測装置101との相違点は、以下の通りである。
<1>波形整形回路103aには第一センサ1002が接続される。波形整形回路103bには第二センサ1003が接続される。
<2>シリアルインターフェース112からは速度データと回転方向データのみ出力される。
【0044】
図11は、本発明の変形例に係る速度計測装置1001のソフトウェア機能を示すブロック図である。なお、
図2と同様に、波形整形回路103a、103bの図示を省略している。
図11に示す速度計測装置1001の、
図2にて説明した流量計測装置101との相違点は、以下の通りである。
<3>第一センサ1002と第二センサ1003の出力信号はパルス変換部1101に入力される。
<4>パルス変換部1101は操作部111の指示に従って第一センサ1002と第二センサ1003の信号形式を特定する。そして、第一センサ1002と第二センサ1003の出力信号を一旦内部の形式に変換した後、エッジバッファテーブル202に
図3に示す情報を書き込む。このパルス変換部1101の処理によって、周波数計測部210は、第一センサ1002及び/又は第二センサ1003の出力信号に含まれるパルスの間隔を、エッジバッファテーブル202を通じて取得する。そして周知の移動平均を伴う、パルス間隔から周波数を算出する周波数演算処理を実行し、周波数データを出力する。
周波数データは速度変換部1102に入力される。速度変換部1102は、速度データに対し、操作部111から入力される係数を乗算し、必要に応じて操作部111から入力されるオフセット値を加算して、物品の移動速度を示す速度データを出力する。なお、係数が1、オフセット値が0の場合は、速度変換部1102は周波数データをそのまま出力することとなる。
<5>エッジパルス出力スイッチ206、A相パルス出力スイッチ207及びB相パルス出力スイッチ208がないので、ヒステリシス判定処理部203はこれらスイッチを制御しない。
【0045】
以上に記した相違点を除いて、速度計測装置1001は
図6及び
図7の処理を行うことで、流量計測装置101と同じ動作を行い、回転方向データと速度データを出力する。
【0046】
(5)本発明に係る物品移動速度計測装置は、以下の構成を有する。
<a>物品の移動方向及び移動量を表現するパルス状の信号を出力する第一センサ及び第二センサの信号が入力されて、物品の移動に応じたパルスの周波数と移動方向を出力する物品移動速度計測装置であって、
前記物品の移動方向が反転した際に起動されるバッファカウンタと、
前記第一センサ及び/又は前記第二センサの出力信号に含まれるパルスの間隔から周波数を算出する周波数演算処理を実行し、周波数データを出力する周波数計測部と、
前記周波数データを前記物品の移動速度を示す速度データに変換する速度変換部と、
前記物品の移動方向が反転したことを検出すると、前記周波数計測部の周波数計測動作をオフ制御して、前記物品の移動量に応じて前記バッファカウンタを増減させるヒステリシス判定処理部と
を具備し、
前記ヒステリシス判定処理部は、前記バッファカウンタの値が、前記物品の移動方向が反転した時点より以前の値に到達したことを検出して、前記物品の移動量が前記物品の移動方向が反転した時点より以前より進行したことを判定すると、前記周波数計測部をオン制御する
ことを特徴とする物品移動速度計測装置。
<b>前記物品は回転体であり、
前記ヒステリシス判定処理部は、前記回転体の回転方向の反転を検出する、
<a>に記載の物品移動速度計測装置。
【0047】
本発明の実施形態においては、物品移動速度計測装置の一例として、流量計測装置101及び速度計測装置1001を開示した。
流量計測装置101は、A相センサ102及びB相センサ106の出力信号から回転方向の反転を検出すると、バッファカウンタ205が閾値209の値を超えない範囲でエッジパルス、A相パルス及びB相パルスの出力を抑止すると共に、回転方向の変化と反転方向の周波数データの出力を抑止する。これら出力及び変動を抑止することで、これらの出力データを入力される情報処理装置の誤動作を抑止できる。
速度計測装置1001は、第一センサ及び第二センサの出力信号から回転方向の反転を検出すると、バッファカウンタ205が閾値209の値を超えない範囲で、回転方向の変化と反転方向の速度データの出力を抑止する。これら変動を抑止することで、これらの出力データを入力される情報処理装置の誤動作を抑止できる。
【0048】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
【符号の説明】
【0049】
101…流量計測装置、102…A相センサ、103a、103b…波形整形回路、104…マイコン、105…バス、106…B相センサ、107…CPU、108…ROM、109…RAM、110…表示部、111…操作部、113…RTC、114…カウンタ、201…エッジ検出部、202…エッジバッファテーブル、203…ヒステリシス判定処理部、204…バッファフラグ、205…バッファカウンタ、206…エッジパルス出力スイッチ、207…A相パルス出力スイッチ、208…B相パルス出力スイッチ、209…閾値、210…周波数計測部、401…回転体、1001…速度計測装置、1002…第一センサ、1003…第二センサ、1101…パルス変換部、1102…速度変換部