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DCモーターの回転数確認方法
2023/09/07 02:54
- DCモーターの回転数を確認する方法について教えてください。
- DC12Vの小型モーターの回転数を測定する方法を教えてください。
- モーターの回転数を計測するための方法を教えてください。
DCモーターの回転数確認方法
2003/10/09 14:07
お世話になっております。
どうぞご教授願います。
この度、DC12Vの小型モーターの回転数(正転時と逆転時の差)を
確認して欲しいと言われて対策に困っております。
どなたかお知恵を拝借下さい。
条件
1.モーターは部品に組み込まれてしまい測定可能なものは電源のみ。
シャフトを初めとする全てのものが一切見えません。
電源だけは外部から供給する為にコネクタになってます。
2.モーターの正転数と逆転数を比較して設定以上の場合にNGとする。
3.このモーターは正転・逆転は印加電圧の極性を変える事で従来から使用済みの物です。
4.モーター製造メーカーに問い合わせた所
「電源の間に抵抗とオシロを入れる事でローター3個×ブラシ2個の合計6個の波形が1回転で出るので
それをオシロでカウントしたら良い」
と言われましたが、オシロに詳しくない為にカウントできても、それをシーケンサがどう処理できるのか？
それとも別の方法があるのか暗中模索中です。
5.測定はサンプリングではなく、全数検査を行いタクトタイム6秒です。
6.実際のモーター回転は正逆共に約10回転づつ行います。
エンドユーザーの都合上モーターの型式等は公表できません事をご了承下さい。
どうぞ宜しくお願いいたします。
皆様、多大なるアドバイスありがとうございました。
あの後、ある協力会社さんから正転のみ検出出来ました。と連絡を頂いたのですが
金額に折り合いが付かず受注出来ませんでした。
しかし今回の物は大変勉強になりました。
本当にありがとうございました。
またお聞きする事があると思いますがどうぞ宜しくお願いいたします。
質問者が選んだベストアンサー
解決しましたか？
回路の説明に丁度良いWebサイトを見つけましたので報告します。（下記URL）
参考ページの一番上の信号増幅回路で説明しますと
Rxと書かれたスピーカの様な記号が超音波の受信センサですのでこれは不要
その右にある抵抗が今回測定に使った抵抗と同じ
更に右へ進むとコンデンサで直流成分をカットしOPAMPで２段に増幅しています。
今回は２段もいりません。（余談ですが１段で40dBはちょっと・・・）
よくわからんと言うのであれば、そのままの回路で1Mを10kに変え
100k→200kにすると全体では20倍増幅しますので0.5V→±5Vになります。
ここまでで、観測したモータ電流に含まれる波だけが取り出されていることを
オシロで確認します。（正転と反転時の差を良く確認してください）
ここできれいに波がでていたらもう安心
このスピードに対応できるシーケンサならそのまま入力するか（乱暴ですが）
シーケンサ側の条件に合わせて増幅率（出力電圧）を変えます。
マイナス側の信号が邪魔なら検波してください。
また、一回転ごとに信号を出したければ、上記回路の次段に
例えば74HC14を入れてその次にカウンタICを入れ
6パルス入力で１パルス出せばOKです。（ただし、回転誤差に注意）
と言った感じです。
思っているより簡単でしょ。
ただし、このままでは正転にしか使えませんので
（回路構成と波形を見てないので何とも言えませんが）
逆転（電源の極性切り替え？）用にもう１回路必要になるかもしれません。
その辺は実験しながら確かめても良いと思います。
ただし、自己責任でお願いします。
補足
2003/10/27 16:45
こんにちは。
波形は別の業者さんに依頼して電圧でも電流でも取れたのですが、
その波形を元にM社に断られました(泣)
しきい値が持てない為に判定が困難との事でした。
折角沢山のアドバイスを頂いたのですが、これ以上時間を費やす事も出来ない為
今回はこの案件を受注しない方向で進めたいと思います。
個人的には案件とは別に勉強する事を決めましたが。。。
皆様方のアドバイスに感謝致します。
どうもありがとうございました。
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その他の回答 （13件中 1～5件目)
理論としては可能です。時間を一定にして、その間の電流波形をみれば、良いのですから。但し、12000rpmという事は200rpsと言う事ですから、１０回転というのは、50msecから１００msecくらいの間に測定してしまわなければ、ならないという事でしょうか？
そうすると、高速のシーケンサもその測定用に１台用意した方が良いと思うのですが。
機構をもう少し具体的に説明して戴いた方が良いと思います。勿論精度要求等も。
お礼
2003/10/17 19:28
回答ありがとうございます。
現在も検討中ですのでご回答頂いた内容を加味して頂きます。
本当にありがとうございます。
> モーターメーカーの営業さんにも「オシロ以外は無理でしょう」と言われましたが
> 皆さんから頂いてる回答で出来るのかな？と思っています。
観測するのはオシロでないと無理です。
ただし、オシロで見えると言うことは、その信号を捕まえられると言うことです。
方法は、＃４でたぶん大丈夫です。
発注掲示板に出せばいくつも返事があると思います。
> 火曜日に再度商社と相談しますが、もしM社やU社から無理と回答が来た場合はlumiheartさんかplusさんへ別途相談させて頂いて宜しいでしょうか？
ここでは営業できないと言うことですので、
残念ですが、私への連絡は取れません。（発注掲示板も同様）
お礼
2003/10/14 11:42
度重なる回答ありがとうございます。
>ただし、オシロで見えると言うことは、その信号を捕まえられると言うことです。
先が明るくなるお言葉ありがとうございます。
発注の件は了解しました。
ありがとうございます。
Ｖ＝Ｃv＊Ｎ＋Ｒ＊Ｉ
Ｖ：電源電圧
Ｃv：誘起電圧常数
Ｎ：回転数
Ｒ：モータ抵抗値
Ｉ：電流値
これは、極く一般的な式です。判定を単純化するために、モータ駆動電源を定電圧電源（１２Ｖ）にして下さい。そうすると上式は
Ｎ＝（１２－Ｒ＊Ｉ）/Ｃv になります。
抵抗値、誘起電圧常数は常数ですから、Ｉ：電流値を読み取れれば判定はできます。
抵抗値はテスターでも測定できます。そうすれば、誘起電圧常数も計算で求められます。
設計が大変でしたら、応援は可能です。
お礼
2003/10/14 11:40
度重なる回答ありがとうございました。
もしかしたら私の勘違いかも知れませんが「回転数」を求める式でしょうか？
そうだとしたら私の求めている「回転回数」と違うのですが・・・
何回転したか？を知りたいのですが、その時もこの式は有効なのでしょうか？
マブチモータ RS540SH 12V 5.93A 50W 15080rpm 15080/60=251rps F=251*6=1506Hz
日本サーボ DME60 12V 2.07A 13W 4300rpm 4300/60= 71rps F=71*6=426Hz
>1msの幅で0.5Vほどの差を持った山形の波形が取れました
これはON時間ですよね、OFF時間又は周波数の情報が必要なんですけれど
前記のモータで周波数を計算すると426Hzから1506Hz パルス幅は1/426=2.35ms
パルスデューティ１と仮定するとON幅は2.35/2=1.17ms
実測値と近い値なので定格回転数はほぼ似たものだとは思います
ただパルスデューティ１はほとんどありえないとは思う
今更なんですがここでチョット疑問？
>この度、DC12Vの小型モーターの回転数(正転時と逆転時の差)を
測定するのは”回転数”と有りますが
>6.実際のモーター回転は正逆共に約10回転づつ行います。
これは何を測定するのでしょうか？
回転速度だとばかり思っていましたがもしかして回転回数ですか？
その回転回数ですがモーター軸単体が１０回転ですか？
それともギヤ減速後１０回転ですか？
モーター軸単体だと上記のモーターに近い定格ものだとすると
低速な方で71rps これが１０回転する時間は1/17*10=0.14s
PLCではこんなに短い時間の正確な計測は難しいのですが
また、一般的なタコメータは表示周期を１２ｓ程度にしてます
これは数値がちらついて読めない事も有りますが０．１ｓ程度の時間内での周波数を
測定して測定値を１０個程度で平均処理しますそうしないとノイズ等によるの誤差が
かなり大きく影響されてしまいます
お礼
2003/10/12 09:11
1.モーターのカタログには周波数は書いてません。
2.測定したいのは回転数です。
3.測定理由は「もしも組み込まれた部品に異常が有った場合はモーターは回転しなかったり、
行きと帰りの回転数に差が出る為にそれを確認したいが先に書いたように
モーターを組み込んでしまうと中は一切見えず、見えるのは電源端子だけの為に実回転数を測定したいのです。
4.回転数はモーターそのものの回転数です。
確かにウォームが付いてますがそちらは部品を動かす為で測定対象では有りません。
5.モーター単体の仕様ですが無負荷時12000rpm-0.11A/最大10260rpm-0.65A/4.5Wとなっています。
直接PLCで計測が困難な場合は別途製作機器にて判定を行える物を探しています。
モーターメーカーの営業さんにも「オシロ以外は無理でしょう」と言われましたが
皆さんから頂いてる回答で出来るのかな？と思っています。
火曜日に再度商社と相談しますが、もしM社やU社から無理と回答が来た場合はlumiheartさんかplusさんへ別途相談させて頂いて宜しいでしょうか？
どうぞ宜しくお願いいたします。
> 1msの幅で0.5Vほどの差を持った山形の波形が取れました。
> plusさんが参考に見せてくれた「貴金属ブラシの整流波形」とほぼ同じ波形です。
きれいな波形の方ですね。
だったら楽に検出できると思われます。
方法は下の方に書いていますが、１回転で山がいくつ出るか分かっていれば
カウンタに読ませて１回転単位で出力も出来ますが、それでは荒すぎるかも知れませんね。
> しかしこの先どうしたら良いか？・・・
超音波とか赤外線リモコンなどの受信回路の基本が分かる方がいれば出来ると思います。
私も出来ますが、ここでは受注を控えてますのであしからず・・・
お礼
2003/10/12 08:59
度重なる回答ありがとうございます。
1回転で6山出る事はメーカーに確認済みです。
>超音波とか赤外線リモコンなどの受信回路の基本が分かる方がいれば出来ると思います。
いつも私の勉強不足を思い知らされますが・・・
全く未知の世界です。
商社を含めて探していますが、基本的にメーカーの人間しか知らない為に
技術者とのコンタクトの場を持っていません。
どうしたら良いか？・・・
お礼
2003/10/17 19:39
ありがとうございます。
実は知人から断られて商社とM社の担当者で現在も検討してくれています。
M社は「難しいな」と言ってますが・・・
そこで発注掲示板に掲載しようとしたのですが書き方が分からなくて断念しました。
「オペアンプ回路」実は今まで避けて来た世界です。。。
以前勉強しようと本を読んだのですが、本の中は理解できても、
それを自分で考えなさいと言われると出来ませんでした。
よっておっしゃってる意味は理解できた(と思ってるだけ？)のですが、
じゃあ実際にそれを作りなさい。と言われると何を買ってどうしたら良いかが分からないのです・・・
今度、工作キットを買って勉強しようと思いました。。。
とりあえずアドバイス頂いた回路を参考に商社と別の知人に聞いて見ます。
ありがとうございます。
結果が出るまでこのスレッドは続行させて頂きます。