パルス出力計算ツールのしくみ
多くのセンサはアナログ信号ではなくパルスで値を伝えます。タービン式、オーバル式、電磁式の流量計は一定体積ごとにパルスを出し、それを K ファクタ（1 L あたりのパルス数）で示します。インクリメンタルエンコーダは、1/4 周期ずれた A 相と B 相の 2 チャネルに、1 回転あたり一定数のパルスを出します。コントローラはパルスを数えるか、その周波数を測ります。
このツールは、パルス周波数、周期、1 パルスあたりの体積または 1 カウントあたりの角度、カウンタ入力が追従すべきカウントレート、ゲート時間で測った周波数の分解能を求めます。カウンタ入力の最大周波数を入力すれば、追従できるか確認できます。
流量計と K ファクタ
周波数は K × 流量 です。100 パルス/L の流量計が 30 L/min なら 50 Hz で、1 パルスは 10 mL、積算計は 1 m³ あたり 100 000 パルスを数えます。K ファクタは流量計の校正証明書に記載されており、同じ形式でも個体ごとにわずかに異なることがあるので、証明書の値を使ってください。
エンコーダと 4 逓倍
1 回転 1024 パルスのエンコーダが 3000 rpm で回ると、各チャネルは 51.2 kHz です。A 相の立上りだけを数えると 1 回転 1024 カウント（×1）、A 相の両エッジで 2048（×2）、両相の両エッジで 4096（×4）となり、回転方向もわかります。カウンタは 1 チャネルの周波数ではなく、逓倍後のカウントレート（この例では 204.8 kHz）を処理できなければなりません。×4 では 1 カウントあたりの角度は 0.088° です。
ボールねじのリードや測長ローラの円周など、1 回転あたりの移動量を入力すると、直線方向の分解能と速度がわかります。
ゲート時間と分解能
一定のゲート時間でパルスを数えると、周波数は 1 パルスの精度で得られます。相対分解能は 1 / (f × ゲート時間) で、50 Hz を 1 s で 2 %、5 kHz を 1 s で 0.02 % です。低周波では、ゲートを長くするか、パルスを数える代わりにパルス間の周期を測るほうが良い結果になります。エンコーダから回転数を求める場合、分解能は 60 / (1 回転あたりカウント数 × ゲート時間) rpm です。
カウンタ値や流量を Modbus でコントローラに取り込むには、Modbus レジスタデコーダ でレジスタを読みます。同じ流量計のアナログ出力のスケーリングには 4–20 mA 変換ツール があります。
よくある質問
高速でカウンタがパルスを取りこぼすのはなぜですか？
入力の最大周波数、最小パルス幅、入力フィルタがカウントレートを制限し、長いケーブルはパルスのエッジをなまらせます。逓倍後のカウントレートと実際のケーブル長でカウンタを確認してください。
プッシュプル出力とオープンコレクタ出力のどちらが良いですか？
プッシュプル出力（HTL または TTL）は両方のエッジを駆動し、長いケーブルでも高い周波数で動作します。オープンコレクタ出力はプルアップ抵抗に頼るため、立上りエッジがケーブル容量で遅くなります。長いケーブルには RS-422 の差動出力エンコーダが確実です。
積算値から流量を求められますか？
求められます。2 回のカウント値の差を、その間の時間で割ります。ゲート時間による測定と同じで、分解能も同じく 1 パルスです。