(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外乱振動により変位する振子と、
前記振子を駆動させる駆動部と、
前記振子の変位を検出する変位検出部と、
前記変位検出部から入力される振子の変位に基づいて設定された変位フィードバック量を前記駆動部に帰還させる変位フィードバック手段と、
前記変位検出部から入力される振子の変位から振子の速度を算出し、当該速度に基づいて設定された速度フィードバック量を前記駆動部に帰還させる速度フィードバック手段と、
を有するサーボ型振動検出器であって、
前記速度フィードバック手段のＯＮ／ＯＦＦ切換を行う切換手段を設け、
当該サーボ型振動検出器の姿勢制御動作時に前記切換手段により前記速度フィードバック手段をＯＦＦにすることを特徴とするサーボ型振動検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボ型振動検出器に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
サーボ型振動検出器は、サーボ機構を利用して振動を検出する装置であり、振子の位置を制御対象とし、外乱振動により振子が変位すると、振子の周囲に巻回されたコイルに電流を流し、振子を零位置に保つ。そして、このときコイルに供給される電流によって速度や加速度などの振動量を検出する。
【０００３】
このサーボ型振動検出器は振子の位置を制御対象とするため、振子が傾いていては正確な制御ができない。
そのため、サーボ型振動検出器を被験体に設置する際には、まず、振子の傾きが零になるようにサーボ型振動検出器の姿勢制御を行う。
すなわち、振子の傾きが零になれば、振子の周囲に巻回されたコイルには電流が流れないので、サーボ型振動検出器を徐々に傾けながら、サーボ型振動検出器から出力される電流量を観察し、出力される電流量が零になった時点でサーボ型振動検出器の位置決めを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のサーボ型振動検出器には、特開平１１−６４０９４に示すように、振子の位置を制御対象とする変位フィードバックの他に、振子の速度を制御対象とする速度フィードバックを実施するサーボ型振動検出器があり、このようなサーボ型振動検出器では、速度フィードバックを電磁ダンパとして用い振子の振動を減衰させている。
【０００５】
このようなサーボ型振動検出器の姿勢制御を行う場合、速度フィードバックがかかっているために、振子の変位に対する応答が遅れてしまい、振子が零位置に到達し、出力が零になったとしても、速度フィードバックの制御は所定時間継続され、振子が逆方向に傾いてしまう。
そのため、このようなサーボ型振動検出器では、サーボ型振動検出器の姿勢制御を実施することが難しくなり、振子の位置決めが煩雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、振子の位置決めが容易にできるサーボ型振動検出器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、外乱振動により変位する振子（例えば、図１の振子２）と、前記振子を駆動させる駆動部（例えば、図１の駆動部３）と、前記振子の変位を検出する変位検出部（例えば、図１の変位検出部４ａ、４ｂ）と、前記変位検出部から入力される振子の変位に基づいて変位フィードバック量を前記駆動部に帰還させる変位フィードバック手段（例えば、図１の変位側サーボアンプ５ａ）と、前記変位検出部から入力される振子の変位から振子の速度を算出し、当該速度に基づいて速度フィードバック量を前記駆動部に帰還させる速度フィードバック手段（例えば、図１の速度側サーボアンプ５ｂ）と、を有するサーボ型振動検出器（例えば、図１のサーボ型変位検出器１）であって、前記速度フィードバック手段のＯＮ／ＯＦＦ切換を行う切換手段（例えば、図１のスイッチＳＷ）を設け、当該サーボ型振動検出器の姿勢制御動作時に前記切換手段により前記速度フィードバック手段をＯＦＦにすることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、速度フィードバックのＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段を設け、当該サーボ型振動検出器の姿勢制御動作時に切換手段により速度フィードバック手段をＯＦＦにすることにより、速度フィードバック制御による応答の遅延をなくし、振子の位置決めも容易にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明にかかるサーボ型振動検出器の要部構成を示す図である。
図１に示すサーボ型振動検出器１は、外乱振動によって変位する振子２と、この振子２の周囲に設けられた駆動部３と、振子２の振動を検出する変位検出部４と、駆動部３を制御する二組のサーボアンプ（以下、変位側サーボアンプ５ａ、速度側サーボアンプ５ｂという。）とから構成されている。
【００１０】
駆動部３は、マグネット３１と、振子２に巻回されてマグネット３１に対向配置された二組のコイル（以下、変位側駆動コイル３２、速度側駆動コイル３３という。）から構成されており、サーボアンプ５ａ、５ｂからの入力に応じて電磁力を発生し、振子２を零位置に保とうとする。
【００１１】
変位検出部４には、十字ばね４１を介して振子２に連結され、振子２と共に振動する振子側極板４２と、この振子側極板４２の上下に配置された二組の固定側極板４３、４３と、を備え、定常状態においては、振子側極板４２と固定側極板４３、４３は所定の距離だけ離間した位置に維持されるようになっている。
また、各固定極板４３と振子極板４３の各々の対向面上に、第１電極４４と、第２電極４５を形成する導体が、絶縁板を介してそれぞれ形成されており、これにより、二組の変位検出部４ａ、４ｂが形成されている。
そして、振子２が振動して振子側極板４２が変位すると、各変位検出部４ａ、４ｂは、変位に応じて振子側極板４２と固定側極板４３、４３の静電容量の変化を検出して、この静電容量の変化を電圧に変換し、変位側サーボアンプ５ａおよび速度側サーボアンプ５ｂに出力する。
【００１２】
変位側サーボアンプ５ａは、変位検出部４ａから入力される振子２の変位信号に応じて、振子２を元の零位置に戻すために必要な電流を変位側駆動コイル３２に供給する。
このとき、変位側駆動コイル３２に供給される電流は振子２の加速度に比例しており、振子２の加速度は変位側駆動コイル３２に接続された負荷抵抗Ｒ１により検出される。
【００１３】
速度側サーボアンプ５ｂは、速度側駆動コイル３３を電磁ダンパーとして作用させる制御を行い、振子２の振動を減衰させる。
すなわち、速度側サーボアンプ５ｂは、変位検出部４ｂから入力される変位信号を微分して速度信号を算出し、算出した速度信号に応じた電流を速度側駆動コイル３３に出力する。そして、速度側駆動コイル３３に供給された電流に応じて速度に比例した力を出力し、振子２の振動を減衰させる。
また、速度側駆動コイル３３には負荷抵抗Ｒ２が接続されており、速度側駆動コイル３３を通過した電流を電圧に変換して、振子２の速度が出力されるようになっている。
【００１４】
速度側サーボアンプ５ｂと速度側駆動コイル３３の間には、速度フィードバックのＯＮ／ＯＦＦを行うためのスイッチＳＷが設けられている。
このスイッチＳＷは、例えば、リレースイッチであり、外部からの入力信号により、速度フィードバックを行うための閉回路を切断し、速度フィードバックをかからなくさせる。
そして、速度フィードバックがかからなくなると、サーボ型振動検出器１は変位フィードバックのみがかかるようになり、サーボ型振動検出器１の出力は振子２の加速度のみとなる。
【００１５】
このように、スイッチＳＷをＯＦＦに切り換え速度フィードバックを無効にすると、変位フィードバックのみが駆動することとなって、振子２の変位に対する応答の遅れが小さくなる。
【００１６】
次に、本発明におけるサーボ型振動検出器の姿勢制御動作を説明する。
まず、サーボ型振動検出器１を被験体（図示省略）に取り付けた後、電源を投入し、サーボ型振動検出器１を駆動させる。
そして、スイッチをＯＦＦに切り換え、速度フィードバックをＯＦＦにして、変位フィードバックだけを有効にする。
【００１７】
ここで、サーボ型振動検出器１が傾いていると、変位検出部４は振子２の変位を検出し、その変位信号を変位側サーボアンプ５ａに出力する。
そして、変位側サーボアンプ５ａは振子２を零位置に保つための電流量を、変位側駆動コイル３２に出力する。
【００１８】
このとき、変位側駆動コイル３２に出力される電流は、振子２の加速度に比例しており、変位側駆動コイル３２を通過した電流は負荷抵抗Ｒ１を通過して出力される。
このサーボ型振動検出器１の出力が零でない場合には、振子傾動調整部（図示省略）を駆動させてサーボ型振動検出器１を徐々に傾けていき、振子２の傾きを徐々に小さくさせていく。これに応じて、変位検出部４の検出信号は徐々に小さくなり、変位側サーボアンプ５ａから出力される電流量も少なくなる。
【００１９】
そして、変位側サーボアンプ５ａの出力が零になるまで、サーボ型振動検出器１を傾け、変位側サーボアンプ５ａの出力が零になったところでサーボ型振動検出器１の位置決めを行い姿勢制御動作を終了する。
【００２０】
このように、速度フィードバックのスイッチをＯＦＦにして、変位フィードバックのみで振子の傾きを検出すると、振子の変位に対する制御の遅れがなくなり、出力が零になるまで、サーボ型振動検出器を傾けるだけで、サーボ型振動検出器の位置決めが実施できるようになる。
【００２１】
また、本発明におけるサーボ型振動検出器は、スイッチをＯＦＦにした場合には加速度を出力し、スイッチをＯＮにした場合には速度を出力するようになるため、速度と加速度の出力の切り換えができるようになる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、本発明は、速度フィードバック制御と変位フィードバック制御の両方を実行するサーボ型振動検出器において、速度フィードバックの有無を選択させる切り換え機能を備えたサーボ型振動検出器であれば、大きさ、形等に囚われることなく適用できる。
【００２３】
例えば、図１に示すサーボ型振動検出器１では、変位検出部４ａ、４ｂ、サーボアンプ５ａ、５ｂを２つ備える構成としたが、例えば、図２に示すサーボ型振動検出器１００のように、変位検出器１０１と、サーボアンプ１０２を一つとする構成であってもよい。
【００２４】
この場合、サーボアンプ１０２には、変位検出器１０１から出力される変位信号を増幅させる増幅器１０２ａと、増幅された変位信号を微分する微分回路１０２ｂを備える構成とし、増幅器１０２ａから出力される変位信号を、２つに分岐させる。そして、分岐された一方の経路を、変位側駆動コイル３２に接続し、他方の経路の途中には、スイッチＳＷと、微分回路１０２ｂと、速度側駆動コイル３３を接続する。
これにより、スイッチＳＷをＯＦＦにすることにより、変位フィードバックのみを行い、スイッチＳＷをＯＮにすることにより、変位フィードバックと速度フィードバックの両方を行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、速度フィードバックのＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段を設け、当該サーボ型振動検出器の姿勢制御動作時に切換手段により速度フィードバック手段をＯＦＦにすることにより、速度フィードバック制御による応答の遅延をなくし、振子の位置決めも容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーボ型振動検出器１の模式構成図である。
【図２】サーボ型振動検出器１００のブロック図である。
【符号の説明】
１      サーボ型変位検出器
２      振子
３      駆動部
４ａ、４ｂ  変位検出部
５ａ、５ｂ  サーボアンプ
ＳＷ    スイッチ
【図１】
0004488471.tif 000002
【図２】
0004488471.tif 000003