電子計測講議内容(5/21)



3-7〜3-9 コンピュータ計測の概要

教科書では8ビットのZ80の例が紹介されているように、計測の分野では構成の単純さ、周辺機器の充実などの理由から8ビットや16ビットのCPUを持つコンピュータがいまだに使われている。しかし、コンピュータの性能向上とともに32ビットのCPUを持つものでも計測に利用されることも多くなっている。また、リアルタイム計測にはDOSのようなシングルプロセスのOSが有利であるとされてきたが、RealTime Linuxの登場などに代表されるようにマルチプロセスのOSを計測用に用いることも可能となってきている。

3-10 アクチュエータ

計測したデータを元に機器を制御するためには力、トルク、熱などを必要とするがそれらを操作量と呼びその要素をアクチュエータと言う。電磁リレーやモータ、ソレノイドなどがある。

ステッピングモータ

図3.17に示すような構成でパルス電流により一定角度ずつ回転子を回転させるモータをステッピングモータと言う。このときに生じる回転力は、以下のように電磁気学を用いて計算される。



3-11 計測システム例

力を計測するには、その力による弾性体の歪みを測定すれば良いことを2章で学習した。弾性体に張り付けたストレインゲージの変型による電気抵抗変化をブリッジで計測するときの構成が図3.20に示してある。以下のようにしてブリッジの電圧と変型量が関連づけられる。


電流を回路を切断せずに非接触で測定する手段として図3.22に示すホール素子を用いたセンサが利用される。このとき、ホール素子に加わる磁束密度は電磁気学から以下のように求めることができる。



3-12 計測制御システム例

センサによる計測の結果をコンピュータに取り込んだ後、その測定値を元に制御を行うシステム例が図3.23-24に示されている。ここで、図3.24のホール素子を用いたモータの回転速度計測において用いられているのが磁気エンコーダである。以下に概略を示す。


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