CN107923746A - 倾斜传感器 - Google Patents

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Abstract

倾斜传感器(1)具备:压力传感器(10),配置成对于检测对象物能够相对地移动,并检测流体的压力;以及倾斜信息检测部(40),基于压力传感器(10)的输出和压力传感器(10)的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息(例如,倾斜角)。

Description

倾斜传感器
技术领域
本发明涉及倾斜传感器。
本申请基于在2015年9月2日向日本申请的特愿2015-173114号主张优先权,并将其内容引用于此。
背景技术
已知检测出检测对象物的角度、水平度等的倾斜信息的倾斜传感器(例如,参照专利文献1~专利文献3)。例如,在专利文献1及专利文献2记载的技术中,基于安装在进行旋转运动的物体的至少两个加速度传感器的输出,检测物体的倾斜角度。
另外,例如,在专利文献3记载的技术中,基于配置在检测对象物的至少3个部位的压力传感器的输出,检测出检测对象物的水平度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-28489号公报
专利文献2:日本特许第5424224号公报
专利文献3:日本特开2010-261798号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1及专利文献2记载的技术中,由于使用加速度传感器,所以检测精度有可能因例如受到倾斜动作以外的运动造成的加速度的影响而下降。
另外,在专利文献3记载的技术中,例如,需要至少在3个部位配置压力传感器,检测精度有可能因压力传感器间的偏差而下降。
这样,在上述的现有的倾斜传感器中,有可能得不到充分的检测精度,希望提高倾斜信息的检测精度。
本发明为解决上述问题而构思,其目的在于提供一种能够提高倾斜信息的检测精度的倾斜传感器。
用于解决课题的方案
为了解决上述问题,本发明的一种方式为一种倾斜传感器,具备:压力传感器,配置成对于检测对象物能够相对地移动,并检测流体的压力;以及倾斜信息检测部,基于所述压力传感器的输出和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以具备使所述压力传感器相对于所述检测对象物以既定移动路径移动的移动机构,所述倾斜信息检测部基于通过所述移动机构在所述既定移动路径上移动的所述压力传感器的移动信息和所述压力传感器的输出,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使所述移动机构具备配置有所述压力传感器的旋转体,通过使所述旋转体旋转来使所述压力传感器以圆状移动。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使所述移动机构具备配置有所述压力传感器的旋转体,通过使所述旋转体旋转来使所述压力传感器以圆弧状移动。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使所述移动机构具备配置有所述压力传感器并能够以直线状移动的直线移动体,通过使所述直线移动体以直线状移动来使所述压力传感器直线移动。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使所述倾斜信息检测部基于在所述既定移动路径上移动而从所述压力传感器输出的周期性输出信号和基于所述移动信息的参照信号而执行同步检波,基于该同步检波的结果,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以具备基于所述移动信息生成与既定方向的倾斜对应的所述参照信号的参照信号生成部,所述倾斜信息检测部基于所述参照信号生成部生成的所述参照信号和从所述压力传感器输出的周期性输出信号而执行同步检波,基于该同步检波的结果,检测所述检测对象物的所述既定方向的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以具备多个所述压力传感器,所述倾斜信息检测部基于所述多个压力传感器的输出和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使两个所述压力传感器配置成通过既定的移动输出互相相反相位的周期性输出信号,所述倾斜信息检测部基于所述互相相反相位的两个所述输出信号和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使两个所述压力传感器配置成通过既定的移动输出相位互相错开90度的周期性输出信号,所述倾斜信息检测部基于所述相位互相错开90度的两个所述输出信号和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以使所述倾斜信息检测部基于所述压力传感器的移动距离和所述压力传感器的输出值相对于所述移动距离的变化,检测所述检测对象物的倾斜信息。
另外,本发明的一种方式是在上述倾斜传感器中,也可以具备检测所述压力传感器的移动信息的移动信息检测部。
发明效果
依据本发明的一种方式,能够提高倾斜信息的检测精度。
附图说明
图1是示出依据第1实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图2A是说明第1实施方式中的压力传感器水平时的输出信号的一个例子的第1图。
图2B是说明第1实施方式中的压力传感器水平时的输出信号的一个例子的第2图。
图3A是说明第1实施方式中的压力传感器倾斜时的输出信号的一个例子的第1图。
图3B是说明第1实施方式中的压力传感器倾斜时的输出信号的一个例子的第2图。
图4是示出第1实施方式中的同步检波部的动作的一个例子的第1图。
图5是示出第1实施方式中的同步检波部的动作的一个例子的第2图。
图6是示出依据第2实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图7是示出第2实施方式中的差分生成部的动作的一个例子的图。
图8是示出依据第3实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图9是示出依据第4实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图10是示出依据第5实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图11是示出依据第6实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图12是示出依据第7实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
图13是示出依据第8实施方式的倾斜传感器的一个例子的框图。
具体实施方式
以下,参照附图,对依据本发明的一实施方式的倾斜传感器进行说明。
[第1实施方式]
图1是示出依据第1实施方式的倾斜传感器1的一个例子的框图。
如图1所示,倾斜传感器1具备:压力传感器10;移动机构20;磁体31;旋转检测部32;同步时钟信号生成部33;电源部34;集电环35;以及倾斜信息检测部40。
在本实施方式中,对检测出检测对象物的倾斜信息(例如,倾斜角)的倾斜传感器1的一个例子进行说明。
压力传感器10检测例如空气、液体等的流体的压力。压力传感器10被配置成对于检测对象物能够进行相对移动。压力传感器10例如通过后述的移动机构20的旋转板21的旋转运动能够以圆状移动地配置在旋转板21。另外,压力传感器10例如具备:因压力造成的物理变形而电阻值发生变化的差压传感器(相对传感器);将该差压传感器作为电阻的一部分的惠斯登电桥电路;以及输出放大器,基于利用压力的差压传感器的电阻变化,检测压力(例如,气压)。
移动机构20使压力传感器10对于检测对象物以既定移动路径进行相对移动。移动机构20例如使压力传感器10以圆状作为既定移动路径而移动。即,移动机构20使压力传感器10在同一平面上移动。此外,在图1中,设定XYZ正交坐标系,将压力传感器10移动的平面设为XY平面,将XY平面的正交方向设为Z轴方向。另外,在图1中,X轴方向设为纸面的左右方向,Y轴方向设为纸面的上下方向。
另外,移动机构20具备旋转板21、电机控制部22和电机23。移动机构20通过使旋转板21旋转而使压力传感器10以圆状移动。
旋转板21(旋转体的一个例子)配置有压力传感器10及后述的磁体31,通过电机23以Z轴方向的旋转轴C1(中心轴)为中心以既定旋转速度旋转。
电机控制部22例如包含电机驱动器,控制电机23。电机控制部22使旋转板21以既定旋转速度旋转,使压力传感器10以圆状移动。
电机23经由旋转轴C1而与旋转板21连接,使旋转板21旋转。
另外,电机23固定在检测对象物。
磁体31配置在旋转板21的圆周附近,利用于压力传感器10(或旋转板21)的旋转位置的检测。
旋转检测部32(移动信息检测部的一个例子)检测压力传感器10的移动信息。
此外,压力传感器10的移动信息是指例如压力传感器10的移动位置(旋转位置)、移动量、速度、方向及相位等的信息,在此,作为一个例子,以表示压力传感器10的旋转位置的信息(旋转位置信息)进行说明。旋转检测部32例如为霍尔元件等的磁检测元件,根据配置在旋转板21的磁体31的接近,检测旋转板21的基准位置,从而输出检测信号。
同步时钟信号生成部33(参照信号生成部的一个例子)基于旋转检测部32检测的移动信息,生成与既定方向的倾斜对应的同步时钟信号(参照信号)。即,同步时钟信号生成部33基于根据旋转板21的基准位置从旋转检测部32输出的检测信号,生成例如同步检波X轴方向的倾斜的同步时钟信号。具体而言,同步时钟信号生成部33以从旋转检测部32输出的检测信号为触发,生成与旋转板21的旋转周期同一周期的时钟信号。而且,同步时钟信号生成部33以同步检波X轴方向的倾斜的方式延迟生成的时钟信号,作为同步时钟信号输出倾斜信息检测部40。
电源部34生成用于使倾斜传感器1动作的电源电压,向各部分供给所生成的电源电压。另外,电源部34经由集电环35向旋转板21上的压力传感器10供给电源电压(电源电力)。
集电环35向旋转的旋转板21上的压力传感器10供给电源部34生成的电源电压(电源电力),并且是将从压力传感器10输出的输出信号向倾斜信息检测部40传输的信号传输单元。通过利用集电环35,倾斜传感器1能够适当地向倾斜信息检测部40传输配置在旋转的旋转板21上的压力传感器10的输出信号。
倾斜信息检测部40是基于压力传感器10的输出和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息的信号处理部。即,倾斜信息检测部40基于通过移动机构20以既定移动路径移动的压力传感器10的移动信息和压力传感器10的输出,检测出检测对象物的倾斜信息。在此,倾斜信息中包含例如倾斜角、水平度、表示倾斜的有无的信息等。在本实施方式中,作为一个例子,对倾斜信息检测部40检测出检测对象物的倾斜角的例子进行说明。
另外,倾斜信息检测部40例如基于压力传感器10的移动距离和压力传感器10相对于移动距离的输出值的变化,检测出检测对象物的倾斜信息。在此,参照图2A、图2B、图3A及图3B,对倾斜信息检测部40的倾斜角的检测原理进行说明。
<倾斜角的检测原理>
图2A及图2B是说明本实施方式中的压力传感器10的水平时的输出信号的一个例子的图。
图2A中,示出倾斜传感器1安装在检测对象物2,检测对象物2为水平的情况下(检测对象物2水平时)的状态。另外,图2B示出检测对象物2水平时的压力传感器10的输出信号。
此外,图2B中,图表的纵轴表示压力传感器10的输出信号的电压,图表的横轴表示时间。另外,波形W1表示压力传感器10的输出信号的波形。
如图2A所示,在检测对象物2为水平状态的情况下,与旋转板21一起以圆状移动的压力传感器10,沿水平移动,因此如图2B的波形W1所示那样,输出一定的电压。
另外,图3A及图3B是说明本实施方式中的压力传感器10倾斜时的输出信号的一个例子的图。
图3A中,示出倾斜传感器1安装在检测对象物2,检测对象物2向X轴方向仅以倾斜角θ倾斜的情况下(检测对象物2倾斜时)的状态。另外,图3B示出检测对象物2倾斜时的压力传感器10的输出信号。
此外,图3B中,纵轴表示压力传感器10的输出信号的电压,横轴表示时间。另外,波形W2表示压力传感器10的输出信号的波形。
如图3A所示,在检测对象物2向X轴方向仅倾斜倾斜角θ的情况下,与旋转板21一起以圆状移动的压力传感器10,沿Z轴方向位移,因此如图3B的波形W2所示,输出周期性的输出信号。在该情况下,压力传感器10检测Z轴方向的位移(高度的变化)造成的气压的变化,输出如波形W2的正弦波状的输出信号。此外,若设输出信号(波形W2)的峰值间的变化量为变化量ΔVo,则例如倾斜角θ越大变化量ΔVo就越大,倾斜角θ越小,变化量ΔVo就越小。另外,倾斜角θ能够利用下述的式(1)算出。
[数1]
在此,如图3A所示,变量Rs表示压力传感器10的旋转半径。另外,(与变化量ΔVo对应的高度的变化)是指将压力传感器10的输出信号的变化量ΔVo转换为Z轴方向的高度。倾斜信息检测部40既可以例如通过运算由变化量ΔVo转换(与变化量ΔVo对应的高度的变化),也可以基于对应变化量ΔVo和高度的变化的转换表,生成(与变化量ΔVo对应的高度的变化)。
另外,倾斜信息检测部40利用上述的式(1)生成倾斜角θ作为倾斜信息。
返回图1的说明,倾斜信息检测部40基于同步时钟信号生成部33生成的同步时钟信号和从压力传感器10输出的周期性输出信号执行同步检波,基于该同步检波的结果,检测出检测对象物的既定方向的倾斜信息。另外,倾斜信息检测部40具备同步检波部41和倾斜角生成部42。
同步检波部41基于上述的压力传感器10的周期性输出信号和同步时钟信号生成部33生成的同步时钟信号执行同步检波。同步检波部41例如包含锁定放大器电路和低通滤波器(LPF),生成与压力传感器10的输出信号的振幅成比例的直流信号。此外,对于同步检波部41的动作的详细,参照图4及图5而将后述。
倾斜角生成部42利用上述的式(1)生成倾斜角θ作为倾斜信息。倾斜角生成部42例如基于与压力传感器10的输出信号的振幅成比例的直流信号,生成压力传感器10的高度的变化量,并基于生成的高度的变化量和上述的式(1),生成检测对象物的倾斜角θ。另外,倾斜角生成部42输出表示所生成的倾斜角θ的信息作为倾斜信息。
接着,参照附图,对依据本实施方式的倾斜传感器1的动作进行说明。
安装在检测对象物的倾斜传感器1,在检测到倾斜信息(例如,倾斜角θ)的情况下,首先,移动机构20的电机控制部22驱动电机23,使之以既定旋转速度旋转。电机23经由旋转轴C1使旋转板21旋转。若旋转板21旋转,则配置在旋转板21的压力传感器10及磁体31以既定旋转速度按圆状移动。
旋转检测部32通过配置在旋转板21的磁体31的接近,检测旋转板21的基准位置,并输出检测信号。而且,同步时钟信号生成部33以从旋转检测部32输出的检测信号为触发,例如,以同步检波X轴方向的倾斜的方式生成同步时钟信号,并向倾斜信息检测部40输出生成的同步时钟信号。
另外,压力传感器10在检测对象物倾斜的情况下,因旋转板21旋转而经由集电环35向倾斜信息检测部40输出如图3B的波形W2所示的、正弦波状的输出信号。
倾斜信息检测部40的同步检波部41通过同步时钟信号生成部33生成的同步时钟信号,来同步检波压力传感器10的输出信号,例如,输出与X轴方向的倾斜造成的压力传感器10的输出信号的振幅成比例的直流信号。
图4是示出本实施方式中的同步检波部41的动作的一个例子的第1图。
图4所示的例不检测对象物沿X轴方向倾斜的情况下的一个例子。该图中,各图表的纵轴表示各输出信号的电压,各图表的横轴表示时间。另外,波形W3~波形W6依次表示压力传感器10的输出信号、同步时钟信号、同步检波后的输出信号、及LPF的输出信号的各波形。
图4所示的例子是检测对象物向X轴方向倾斜的情况下的例,因此压力传感器10的输出信号的波形W3与同步时钟信号的波形W4相位一致。因此,同步检波部41作为同步检波的执行结果,生成如波形W5所示的输出信号。同步检波部41中,作为同步检波,例如,因为在从时刻T1到时刻T2为止的期间、及从时刻T3到时刻T4为止的期间,同步时钟信号处于H状态(High状态:高电平状态),所以对压力传感器10的输出信号乘以“+1”而生成同步检波的执行结果。另外,同步检波部41例如在从时刻T2到时刻T3为止的期间中,因为同步时钟信号为0V(Low状态:低电平状态),所以对压力传感器10的输出信号乘以“-1”而作为同步检波的执行结果生成。由此,同步检波部41生成如波形W5所示的同步检波后的输出信号作为同步检波的执行结果。
另外,同步检波部41通过低通滤波器(LPF)从如波形W5所示的同步检波后的输出信号除去既定频率以上的分量,生成如波形W6所示的、与压力传感器10的输出信号的振幅成比例的直流电压的信号。在此,波形W6的直流信号的电压V1成为上述的图3B所示的变化量ΔVo的既定系数α倍的值。
另外,图5是示出本实施方式中的同步检波部41的动作的一个例子的第2图。
图5所示的例子示出检测对象物沿Y轴方向倾斜的情况下(X轴方向没有倾斜的情况下)的一个例子。该图中,各图表的纵轴表示各输出信号的电压,各图表的横轴表示时间。另外,波形W7~波形W10依次表示压力传感器10的输出信号、同步时钟信号、同步检波后的输出信号、及LPF的输出信号的各波形。
图5所示的例子是检测对象物沿Y轴方向倾斜的情况下(X轴方向没有倾斜的情况下)的例子,因此压力传感器10的输出信号的波形W7和同步时钟信号的波形W8,相位偏移90度(1/4周期)。因此,同步检波部41作为同步检波的执行结果生成如波形W9所示的输出信号。同步检波部41作为同步检波,例如因为在从时刻T5到时刻T6为止的期间、及时刻T7到时刻T8为止的期间,同步时钟信号处于H状态(High状态:高电平状态),所以对压力传感器10的输出信号乘以“+1”而作为同步检波的执行结果生成。另外,同步检波部41例如因为从时刻T6到时刻T7为止的期间,同步时钟信号为0V(Low状态:低电平状态),所以对压力传感器10的输出信号乘以“-1”而作为同步检波的执行结果生成。由此,同步检波部41作为同步检波的执行结果生成如波形W9所示的同步检波后的输出信号。
另外,同步检波部41通过低通滤波器(LPF)从如波形W9所示的同步检波后的输出信号除去既定频率以上的分量,生成如波形W10所示的直流电压的信号。在此,由于是Y轴方向的倾斜,所以波形W10的直流信号的电压成为0V。
接着,倾斜角生成部42基于同步检波部41生成的直流信号,利用上述的式(1),生成倾斜角θ作为倾斜信息。倾斜角生成部42例如基于直流信号的电压值,生成压力传感器10的高度的变化量,并基于所生成的高度的变化量和上述的式(1),生成检测对象物的倾斜角θ。
例如,在上述的图4所示的例子中,倾斜角生成部42基于波形W6的电压V1,生成X轴方向的倾斜角θ。另外,在上述的图5所示的例子中,倾斜角生成部42在X轴方向没有倾斜的情况下,由于波形W10的电压为0V,所以将X轴方向的倾斜角θ生成为0度。
这样,依据本实施方式的倾斜信息检测部40,利用同步检波,从而能够适当地检测出既定方向(在此,X轴方向)的倾斜角θ。
如以上说明的那样,依据本实施方式的倾斜传感器1具备压力传感器10和倾斜信息检测部40。压力传感器10配置成对于检测对象物能够相对地移动,并检测流体(例如,气体、液体等)的压力。倾斜信息检测部40基于压力传感器10的输出和压力传感器10的移动信息(例如,旋转位置信息),检测出检测对象物的倾斜信息(例如,表示倾斜角θ的信息)。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1利用压力传感器10检测倾斜信息,因此不会受到加速度的影响。例如,依据本实施方式的倾斜传感器1,不受水平方向的加速度的影响。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1使压力传感器10移动而检测倾斜信息,能够通过至少1个压力传感器10检测倾斜信息,因此例如不会因多个压力传感器10间的偏差而检测精度下降。因而,依据本实施方式的倾斜传感器1能够提高倾斜信息的检测精度。
此外,在倾斜信息的检测上使用加速度传感器的情况下,为了将加速度的变化转换为距离的变化,需要2次积分。另外,在基于加速度传感器的输出由离心力检测角速度的情况下,或在利用陀螺传感器(角速度传感器)来检测角速度的情况下,为了从角速度算出角度,需要1次积分。这样,在使用加速度传感器或陀螺传感器的情况下,需要积分,因积分而误差累积,存在倾斜信息的检测精度下降的倾向。
相对于此,由于依据本实施方式的倾斜传感器1使用压力传感器10,所以通过如上述的积分不会有误差的累积,能够提高倾斜信息的检测精度。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1利用上述的式(1),进行简易的运算处理,从而能够检测倾斜角θ。
另外,依据本实施方式的倾斜传感器1由于不受加速度的影响,所以与使用加速度传感器的情况相比,能得到可靠性高的倾斜信息。
另外,在本实施方式中,倾斜信息检测部40基于压力传感器10的移动距离和压力传感器10相对于移动距离的输出值的变化,检测出检测对象物的倾斜信息。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1,例如,通过利用上述的式(1)的简易的手法,能够检测出检测对象物的倾斜信息。
另外,依据本实施方式的倾斜传感器1具备使压力传感器10相对于检测对象物按既定移动路径移动的移动机构20。而且,倾斜信息检测部40基于通过移动机构20以既定移动路径(例如,圆状的移动路径)移动的压力传感器10的移动信息和压力传感器10的输出,检测出检测对象物的倾斜信息。
由此,压力传感器10因为在既定移动路径上移动,所以依据本实施方式的倾斜传感器1检测位置信息(例如,旋转位置信息),从而能够容易算出压力传感器10的移动距离。因而,依据本实施方式的倾斜传感器1能够简化移动信息的算出。
另外,在本实施方式中,移动机构20具备配置有压力传感器10的旋转板21(旋转体),通过使旋转板21旋转来使压力传感器10以圆状移动。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1能够容易从压力传感器10得到正弦波状的周期性输出信号,因此例如能够利用同步检波等的简易的检测方法。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1,能够由压力传感器10的旋转半径Rs容易算出压力传感器10的移动距离。因而,依据本实施方式的倾斜传感器1能够简化检测对象物的倾斜信息的检测处理。
另外,在本实施方式中,倾斜信息检测部40基于在既定移动路径上移动而从压力传感器10输出的周期性输出信号(正弦波状的输出信号)和基于移动信息的同步时钟信号(参照信号)执行同步检波,并基于该同步检波的结果,检测出检测对象物的倾斜信息。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1利用同步检波,因此能够简化检测对象物的倾斜信息的检测处理。
另外,依据本实施方式的倾斜传感器1具备基于移动信息生成与既定方向的倾斜对应的同步时钟信号(参照信号)的同步时钟信号生成部33(参照信号生成部)。而且,倾斜信息检测部40基于同步时钟信号生成部33生成的同步时钟信号和从压力传感器10输出的周期性输出信号执行同步检波,并基于该同步检波的结果,检测出检测对象物的既定方向的倾斜信息。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1能够检测出检测对象物中的既定方向的倾斜信息。
另外,依据本实施方式的倾斜传感器1具备检测压力传感器10的移动信息的旋转检测部32(移动信息检测部)。例如,旋转检测部32是检测旋转板21上的磁体31的位置的霍尔元件。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1能够正确地检测出移动信息(例如,旋转位置信息)。
另外,在本实施方式中,压力传感器10为差压传感器。差压传感器能够检测出比绝对压传感器微小的气压变化。因此,依据本实施方式的倾斜传感器1与使用绝对压传感器的情况相比,能够检测出更短的移动距离上的气压变化。因而,能够缩短压力传感器10的移动距离,因此依据本实施方式的倾斜传感器1与使用绝对压传感器的情况相比,能够小型化。
[第2实施方式]
接着,参照附图,对依据第2实施方式的倾斜传感器1a进行说明。
图6是示出依据第2实施方式的倾斜传感器1a的一个例子的框图。
如图6所示,倾斜传感器1a具备:压力传感器(11、12);移动机构20;磁体31;旋转检测部32;同步时钟信号生成部33;电源部34;集电环35;以及倾斜信息检测部40a。
此外,在图6中,对于与图1所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,倾斜传感器1a具备多个(例如,2个)压力传感器(11、12)这一点和倾斜信息检测部40a基于两个压力传感器(11、12)的输出信号检测出检测对象物的倾斜信息这一点与第1实施方式不同,以下,对这些点进行说明。
压力传感器(11、12)为与上述的压力传感器10相同的结构,在本实施方式中,示出倾斜传感器1a所具备的任意的压力传感器的情况下、或者没有特别区别的情况下,作为压力传感器10进行说明。
压力传感器11及压力传感器12因旋转板21的旋转运动而能够以圆状移动地配置在旋转板21。另外,压力传感器11和压力传感器12被配置成通过圆状的移动而输出互相相反相位的输出信号。例如,压力传感器11和压力传感器12配置在旋转板21的同心圆上,并配置在旋转板21的中心角互相错开180度的位置。
倾斜信息检测部40a基于多个(例如,2个)压力传感器10的输出和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。即,倾斜信息检测部40a基于互相相反相位的两个输出信号和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。倾斜信息检测部40a具备同步检波部41、倾斜角生成部42和差分生成部43。
差分生成部43生成对压力传感器11的输出信号与压力传感器12的输出信号进行差分的输出信号(以下,称为差分输出信号)。此外,参照图7,对于差分生成部43的动作的细节进行后述。
此外,在本实施方式中,同步检波部41除了采用差分生成部43生成的差分输出信号这一点之外,与第1实施方式同样。另外,倾斜角生成部42除了差分输出信号的振幅成为压力传感器10的振幅的2倍这一点之外,与第1实施方式同样。
接着,参照图7,对差分生成部43的动作进行说明。
图7是示出本实施方式中的差分生成部43的动作的一个例子的图。
在图7中,各图表的纵轴表示各输出信号的电压,各图表的横轴表示时间。另外,波形W11~波形W12依次表示压力传感器11的输出信号、压力传感器12的输出信号、及差分输出信号的各波形。
差分生成部43对互相相反相位的输出信号的、压力传感器11的输出信号(波形W11)和压力传感器12的输出信号(波形W12)进行差分,生成如波形W13所示的差分输出信号。
在图7所示的例子中,在时刻T11、时刻T12、时刻T13、及时刻T14,发生噪声,噪声重叠到压力传感器11的输出信号及压力传感器12的输出信号。在这样的情况下,也对压力传感器11的输出信号(波形W11)和压力传感器12的输出信号(波形W12)进行差分,从而消除噪声。因此,差分生成部43输出如波形W13所示那样除去了噪声的差分输出信号。
此外,差分输出信号的峰值间的电压差V2为压力传感器10的输出信号中的峰值间的电压差(上述的变化量ΔVo)的2倍。因此,依据本实施方式的倾斜传感器1a能够提高S/N比(信噪比:Signal-Noise ratio)。
另外,本实施方式中的同步检波部41及倾斜角生成部42的动作与第1实施方式同样,但是如上所述,由于差分输出信号的振幅成为2倍,在同步检波的执行结果中,既定系数α倍的值成为2倍。
如以上说明的那样,依据本实施方式的倾斜传感器1a具备多个压力传感器10。而且,倾斜信息检测部40a基于多个压力传感器10的输出和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。进而,两个压力传感器10被配置成通过移动能输出互相相反相位的输出信号,倾斜信息检测部40a基于互相相反相位的两个输出信号和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1a,例如通过取得互相相反相位的两个输出信号的差分,能够减少压力传感器10的输出信号所包含的噪声分量。
另外,依据本实施方式的倾斜传感器1a通过取得互相相反相位的两个输出信号的差分,从而能够如上所述提高S/N比。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1a通过取得互相相反相位的两个输出信号的差分,能够提高倾斜信息的检测灵敏度。
[第3实施方式]
接着,参照附图,对依据第3实施方式的倾斜传感器1b进行说明。
图8是示出依据第3实施方式的倾斜传感器1b的一个例子的框图。
如图8所示,倾斜传感器1b具备:压力传感器(11、12、13、14);移动机构20;磁体31;旋转检测部32;同步时钟信号生成部33a;电源部34;集电环35;以及倾斜信息检测部40b。
此外,在图8中,对于与图1及图6所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,倾斜传感器1b具备4个压力传感器(11、12、13、14)这一点和倾斜信息检测部40b基于2个系统的差分输出信号,检测出检测对象物的倾斜信息这一点与第2实施方式不同,以下,对这些点进行说明。
压力传感器(11、12、13、14)为与上述的压力传感器10相同的结构,在本实施方式中,在表示倾斜传感器1b所具备的任意的压力传感器的情况下,或者没有特别区别的情况下,作为压力传感器10进行说明。
压力传感器11、压力传感器12、压力传感器13、及压力传感器14,能够通过旋转板21的旋转运动以圆状移动地配置在旋转板21。另外,压力传感器11和压力传感器12被配置成通过圆状的移动输出互相相反相位的输出信号。另外,压力传感器13和压力传感器14被配置成通过圆状的移动输出互相相反相位的输出信号。在此,将压力传感器11和压力传感器12的组作为第1组,将压力传感器13和压力传感器14的组作为第2组。
第1组的压力传感器10被配置成输出相位与第2组的压力传感器10互相错开90度的输出信号。即,第1组的压力传感器10和第2组的压力传感器10配置在旋转板21的中心角互相错开90度的位置。例如,压力传感器11和压力传感器13的两个压力传感器10被配置成通过移动输出相位互相错开90度的周期性输出信号。
另外,压力传感器12和压力传感器14的两个压力传感器10被配置成通过移动输出相位互相错开90度的周期性输出信号。
同步时钟信号生成部33a为了与上述的第1组和第2组的2个系统的差分输出信号对应,生成用于与既定方向(例如,X轴方向)的倾斜对应的、相位错开90度的2种同步时钟信号。
倾斜信息检测部40b基于上述的相位互相错开90度的2个(2个系统)输出信号和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。另外,倾斜信息检测部40b具备同步检波部41a、倾斜角生成部42a和差分生成部43a。
差分生成部43a对于上述的第1组的输出信号和第2组的输出信号的每一个进行差分,生成相位错开90度的2个系统的差分输出信号。
同步检波部41a对于2个系统的差分输出信号的每一个执行借助对应的同步时钟信号的同步检波。
倾斜角生成部42a基于上述的2个系统的同步检波的结果生成检测对象物的倾斜角θ。
如以上说明的那样,在本实施方式中,两个压力传感器10被配置成通过移动输出相位互相错开90度的周期性输出信号。而且,倾斜信息检测部40b基于相位互相错开90度的2个(2个系统)输出信号和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1b,基于相位互相错开90度的2个系统的输出信号,检测出检测对象物的倾斜信息,因此用于检测的信息量(采样数)成为2倍。因此,依据本实施方式的倾斜传感器1b,在旋转板21的转速与第1及第2实施方式相同的情况下,能够进一步提高检测精度。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1b,在与第1及第2实施方式相同的检测精度的情况下,能够降低旋转板21的转速。在该情况下,依据本实施方式的倾斜传感器1b能够确保检测精度,并且能够减少用于检测的功耗。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1b通过降低旋转板21的转速,能够减少起因于电机23等的移动机构20的动作的噪声。
此外,在本实施方式中,与第2实施方式同样,两个压力传感器10被配置成通过移动输出互相相反相位的输出信号,倾斜信息检测部40b基于互相相反相位的两个输出信号和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。因此,依据本实施方式的倾斜传感器1b与第2实施方式同样,能够减少压力传感器10的输出信号所包含的噪声分量,并且能够提高S/N比。
另外,在上述的依据本实施方式的倾斜传感器1b中,对于相位互相错开90度的2个系统的输出信号,以1个同步时钟信号执行同步检波也可。在该情况下,依据本实施方式的倾斜传感器1b,能够检测出正交坐标系的2个方向(例如,X轴方向和Y轴方向这2个方向)的倾斜角。例如,倾斜传感器1b能够基于压力传感器11的输出信号,检测X轴方向的倾斜角,并且能够基于压力传感器13的输出信号,检测Y轴方向的倾斜角。即,在该情况下,依据本实施方式的倾斜传感器1b能够检测出二维平面上的任意方向的倾斜信息。
[第4实施方式]
接着,参照附图,对依据第4实施方式的倾斜传感器1c进行说明。
图9是示出依据第4实施方式的倾斜传感器1c的一个例子的框图。
如图9所示,倾斜传感器1c具备:压力传感器10;移动机构20a;磁体31;振摆(swing)检测部32a;同步时钟信号生成部33;电源部34;柔性基板35a;以及倾斜信息检测部40。
此外,在图9中,对于与图1所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,对于取代圆状的移动而使压力传感器10的移动为以圆弧状往复移动的振摆移动的情况下的一个例子进行说明。
移动机构20a具备配置有压力传感器10的振摆板21a(旋转体),通过使振摆板21a旋转而使压力传感器10以圆弧状移动。即,移动机构20a能够进行使压力传感器10以圆弧状往复移动的振摆移动。另外,移动机构20a例如具备振摆板21a、电机控制部22和电机23。
振摆板21a(旋转体的一个例子)配置有压力传感器10及磁体31,通过电机23,以Z轴方向的旋转轴C1(中心轴)为中心沿不同方向交替旋转。因为振摆板21a沿不同方向交替旋转,压力传感器10及磁体31进行振摆移动。
电机控制部22使振摆板21a以既定旋转速度交替地沿不同方向旋转,以使压力传感器10进行上述的振摆移动的方式控制。
振摆检测部32a(移动信息检测部的一个例子)检测压力传感器10的移动信息。振摆检测部32a例如为霍尔元件等的磁检测元件,通过配置在振摆板21a的磁体31的接近,检测振摆板21a的基准位置,向同步时钟信号生成部33输出检测信号。
柔性基板35a是向振摆板21a上的压力传感器10供给电源部34生成的电源电压(电源电力),并且将从压力传感器10输出的输出信号传输到倾斜信息检测部40的信号传输单元。
接着,对依据本实施方式的倾斜传感器1c的动作进行说明。
在依据本实施方式的倾斜传感器1c中,压力传感器10通过移动机构20a进行振摆移动,从而压力传感器10按照检测对象物的倾斜输出周期性输出信号。另外,同步时钟信号生成部33基于利用振摆检测部32a检测到的表示振摆位置的信息,生成用于检测既定方向(例如,X轴方向)的倾斜的同步时钟信号。倾斜信息检测部40基于压力传感器10经由柔性基板35a而输出的周期性输出信号、和同步时钟信号,执行同步检波,基于该同步检波的结果,检测倾斜信息(例如,倾斜角θ)。
此外,倾斜信息检测部40的动作的详细与上述的第1实施方式同样,因此在此省略其说明。
如以上说明的那样,在本实施方式中,移动机构20a具备配置有压力传感器10的振摆板21a(旋转体),通过使振摆板21a旋转来使压力传感器10以圆弧状移动。例如,移动机构20a使之进行以圆弧状往复移动的振摆移动。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1c与第1实施方式同样,能够提高倾斜信息的检测精度。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1c通过以圆弧状往复移动的振摆移动,压力传感器10输出周期性输出信号,因此利用同步检波,能够简化检测对象物的倾斜信息的检测处理。
另外,在本实施方式中,取代集电环35而经由柔性基板35a向压力传感器10供给电源电压(电源电力),并且将压力传感器10的输出信号传输给倾斜信息检测部40。因此,依据本实施方式的倾斜传感器1c,与使用集电环35的情况相比,能够降低噪声的影响。另外,柔性基板35a与集电环35相比,出现接触不良的可能性低,因此依据本实施方式的倾斜传感器1c能够提高倾斜信息的检测中的可靠性。
[第5实施方式]
接着,参照附图,对依据第5实施方式的倾斜传感器1d进行说明。
在本实施方式中,对在上述的第4实施方式结合第2实施方式而实施的情况下的一个例子进行说明。
图10是示出依据第5实施方式的倾斜传感器1d的一个例子的框图。
如图10所示,倾斜传感器1d具备:压力传感器10;移动机构20a;磁体31;振摆检测部32a;同步时钟信号生成部33;电源部34;柔性基板35a;以及倾斜信息检测部40a。
此外,在图10中,对于与图9及图6所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,压力传感器11及压力传感器12通过振摆板21a的旋转能够以圆弧状移动地配置在振摆板21a。另外,压力传感器11和压力传感器12被配置成通过圆弧状的移动输出互相相反相位的输出信号。
此外,依据本实施方式的倾斜传感器1d的动作,除了压力传感器11及压力传感器12进行振摆移动这一点之外,基本上与第2实施方式同样,因此在此省略其说明。
如以上说明的那样,在本实施方式中,与第2实施方式同样,两个压力传感器10被配置成通过振摆移动输出互相相反相位的输出信号,倾斜信息检测部40a基于互相相反相位的两个输出信号和压力传感器10的移动信息,检测出检测对象物的倾斜信息。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1d起到与第4实施方式同样的效果,并且与第2实施方式同样,能够降低压力传感器10的输出信号所包含的噪声分量,并能提高S/N比。
[第6实施方式]
接着,参照附图,对依据第6实施方式的倾斜传感器1e进行说明。
图11是示出依据第6实施方式的倾斜传感器1e的一个例子的框图。
如图11所示,倾斜传感器1e具备:压力传感器10;移动机构20b;磁体31;位置检测部32b;同步时钟信号生成部33;电源部34;柔性基板35a;以及倾斜信息检测部40。
此外,在图11中,对于与图1及图9所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,对于将压力传感器10的移动以直线状往复移动的直线移动来代替圆状的移动的情况下的一个例子进行说明。
移动机构20b具备配置有压力传感器10并能以直线状移动的移动板25(直线移动体),通过使移动板25以直线状移动来使压力传感器10直线移动。即,移动机构20b能够进行使压力传感器10以直线状往复移动的直线移动。另外,移动机构20b例如具备线性跟踪机构50、电机控制部22和电机23。
线性跟踪机构50具备旋转板21、曲轴24、移动板25、和导轨26,将旋转板21的旋转运动转换为移动板25的直线移动(例如,X轴方向的直线移动)。
曲轴24将旋转板21的旋转运动传递到移动板25,转换为直线移动(例如,X轴方向(水平时)的直线移动)。
移动板25(直线移动体的一个例子)配置有压力传感器10及磁体31,通过电机23来使旋转板21旋转,从而经由曲轴24当水平时在导轨26上沿X轴方向以直线状移动。
电机控制部22以使旋转板21以既定旋转速度旋转并使压力传感器10进行上述的直线移动的方式进行控制。
位置检测部32b(移动信息检测部的一个例子)检测压力传感器10的移动信息。位置检测部32b例如为霍尔元件等的磁检测元件,通过配置在移动板25的磁体31的接近,检测移动板25的基准位置,并向同步时钟信号生成部33输出检测信号。
接着,对依据本实施方式的倾斜传感器1e的动作进行说明。
在依据本实施方式的倾斜传感器1e中,压力传感器10通过移动机构20b进行直线移动,从而压力传感器10响应检测对象物的倾斜而输出周期性输出信号。另外,同步时钟信号生成部33基于通过位置检测部32b检测的表示移动板25的位置的信息,生成用于检测既定方向(例如,X轴方向)的倾斜的同步时钟信号。倾斜信息检测部40基于压力传感器10经由柔性基板35a而输出的周期性输出信号和同步时钟信号,执行同步检波,并基于该同步检波的结果,检测出倾斜信息(例如,倾斜角θ)。
此外,倾斜信息检测部40的动作的详细与上述的第1实施方式同样,因此在此省略其说明。
如以上说明的那样,在本实施方式中,移动机构20b具备配置有压力传感器10并能以直线状移动的移动板25(直线移动体),通过使移动板25以直线状移动来使压力传感器10直线移动。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1e与第1实施方式同样,能够提高倾斜信息的检测精度。另外,依据本实施方式的倾斜传感器1e通过直线移动而使压力传感器10输出周期性输出信号,因此利用同步检波,能够简化检测对象物的倾斜信息的检测处理。
[第7实施方式]
接着,参照附图,对依据第7实施方式的倾斜传感器1f进行说明。
图12是示出依据第7实施方式的倾斜传感器1f的一个例子的框图。
如图12所示,倾斜传感器1f具备:压力传感器10;移动机构20b;磁体31;位置检测部(32b-1、32b-2);电源部34;柔性基板35a;以及倾斜信息检测部40c。
此外,在图12中,对于与图11所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,对取代基于压力传感器10的周期性输出信号的同步检波而基于直线移动的2个部位上的压力传感器10的输出而检测倾斜信息的情况下的一个例子进行说明。
位置检测部(32b-1、32b-2)为与位置检测部32b相同的结构,通过配置在移动板25的磁体31的接近,检测移动板25的移动位置,并向倾斜信息检测部40c输出检测信号。在本实施方式中,在位置检测部(32b-1、32b-2)表示倾斜传感器1f所具备的任意的位置检测部的情况下,或者没有特别进行区别的情况下,作为位置检测部32b进行说明。
位置检测部32b-1例如检测出压力传感器10移动到第1位置的情形,在第1位置中向倾斜信息检测部40c输出检测信号。另外,位置检测部32b-2例如检测出压力传感器10移动到第2位置的情形,在第2位置中向倾斜信息检测部40c输出检测信号。此外,第1位置和第2位置设为仅分开在导轨26平行移动的压力传感器10的移动距离ΔD。
倾斜信息检测部40c基于压力传感器10的移动距离和压力传感器10相对于移动距离的输出值的变化,检测出检测对象物的倾斜信息。倾斜信息检测部40c例如基于上述的第1位置与第2位置的移动距离ΔD和压力传感器10相对于移动距离ΔD的输出值的变化,检测出检测对象物的X轴方向的倾斜角。另外,倾斜信息检测部40c具备倾斜角生成部42b。
倾斜角生成部42b取得通过位置检测部32b-1输出检测信号的第1位置中的压力传感器10的输出值(电压V1)。另外,倾斜角生成部42b取得通过位置检测部32b-2输出检测信号的第2位置中的压力传感器10的输出值(电压V2)。倾斜角生成部42b算出第1位置的输出值和第2位置的输出值的变化量ΔVo(=V2-V1)。而且,倾斜角生成部42b利用上述的式(1),基于移动距离ΔD和变化量ΔVo算出倾斜角θ。此外,在本实施方式中,式(1)中,取代移动距离(2×Rs)而使用上述的移动距离ΔD。
如以上说明的那样,在本实施方式中,倾斜信息检测部40c基于压力传感器10的移动距离(例如,移动距离ΔD)和压力传感器10相对于移动距离的输出值的变化(例如,变化量ΔVo),检测出检测对象物的倾斜信息(例如,倾斜角θ)。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1f,与使用上述的同步检波的情况相比,能以简单的结构检测出倾斜信息。
[第8实施方式]
接着,参照附图,对依据第8实施方式的倾斜传感器1g进行说明。
图13是示出依据第8实施方式的倾斜传感器1g的一个例子的框图。
如图13所示,倾斜传感器1g具备:压力传感器10;移动板25;导轨26;磁体31;位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N);电源部34;柔性基板35a;以及倾斜信息检测部40d。
此外,在图13中,对于与图12所示的结构相同的结构标注相同的标号,并省略其说明。
在本实施方式中,对基于直线移动的2个部位中的压力传感器10的输出检测倾斜信息的情况下的另一个例子进行说明。在本实施方式中,不具备移动机构20b,具备不具有电机23等的移动板25及导轨26,通过外力、加速度等而使压力传感器10直线移动这一点与第7实施方式不同。
在本实施方式中,移动板25具备压力传感器10及磁体31,且构成为在导轨26(线性跟踪)上能够自由直线移动。移动板25例如因为加到检测对象物的外力(例如,测定轴方向(X轴方向)的加速度分量)、人力等而在导轨26上移动。
位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N)为与位置检测部32b相同的结构,通过配置在移动板25的磁体31的接近,检测出移动板25的移动位置,并向倾斜信息检测部40d输出检测信号。在本实施方式中,在位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N)表示倾斜传感器1g所具备的任意的位置检测部的情况下,或没有进行特别区别的情况下,作为位置检测部32b进行说明。
此外,位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N)的位置关系是预先确定的。例如,位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N)以既定位置间隔配置,通过位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N)的输出,能够检测出压力传感器10的移动距离。
倾斜信息检测部40d基于压力传感器10的移动距离和压力传感器10相对于移动距离的输出值的变化,检测出检测对象物的倾斜信息。倾斜信息检测部40d例如基于通过上述的多个位置检测部32b中的两个输出得到的移动距离ΔD、和压力传感器10相对于移动距离ΔD的输出值的变化,检测出检测对象物的X轴方向的倾斜角。另外,倾斜信息检测部40d具备倾斜角生成部42c。
倾斜角生成部42c取得通过位置检测部(32b-1、32b-2、…、32b-N)中的两个输出检测信号的第1位置中的压力传感器10的输出值(电压V1)和第2位置中的压力传感器10的输出值(电压V2)。倾斜角生成部42c算出第1位置的输出值和第2位置的输出值的变化量ΔVo(=V2-V1)。而且,倾斜角生成部42c利用上述的式(1)基于移动距离ΔD和变化量ΔVo,算出倾斜角θ。此外,在本实施方式中,式(1)中取代移动距离(2×Rs)而使用上述的移动距离ΔD。
此外,倾斜角生成部42c也可以在既定期间内从3个以上的位置检测部32b输出检测出磁体31的检测信号的情况下,例如,选择3个以上的位置检测部32b中的距离最远的两个,将该两个位置检测部32b的距离作为移动距离ΔD。在该情况下,倾斜角生成部42c例如基于距离最远且检测出磁体31的2个位置检测部32b的位置中的变化量ΔVo和该两个位置检测部32b的距离(移动距离ΔD),算出倾斜角θ。
如以上说明的那样,依据本实施方式的倾斜传感器1g不具备如第7实施方式那样的移动机构20b,而具备移动板25及导轨26,通过外力、加速度等而使压力传感器10直线移动。而且,倾斜信息检测部40d基于压力传感器10的移动距离(例如,移动距离ΔD)和压力传感器10相对于移动距离的输出值的变化(例如,变化量ΔVo),检测出检测对象物的倾斜信息(例如,倾斜角θ)。
由此,依据本实施方式的倾斜传感器1g,与上述的使用同步检波的情况相比,能够以简单的结构检测出倾斜信息。
此外,本发明并不局限于上述各实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行变更。
例如,上述各实施方式中,说明了使压力传感器10移动而输出周期性输出信号,倾斜信息检测部40(40a、40b)基于该周期性输出信号检测出倾斜信息的例子,但不限于此。例如,倾斜信息检测部40(40a、40b)如倾斜信息检测部40c(40d)那样,也可以基于移动前及移动后的2个部位,或,移动路径中的2个部位上的两个压力传感器10的输出值和该2个部位的距离信息,利用上述的式(1),检测出倾斜角θ。
另外,上述各实施方式中,说明了移动机构20(20a、20b)具备电机23,主动地使压力传感器10移动的例子,但不限于此。例如,倾斜传感器1(1a~1f)也可以如第7实施方式那样不具备移动机构20(20a、20b)而利用风车、水车、或人力等来被动地使压力传感器10移动。
另外,压力传感器10的移动路径并不局限于上述的移动路径,也可以按其他移动路径移动。
另外,上述各实施方式中,说明了倾斜信息检测部40(40a、40b)利用同步检波来检测压力传感器10的输出信号的变化量的例子,但不限于此。倾斜信息检测部40(40a、40b)例如既可以利用整流电路或峰值保持电路,也可以通过移动前后的差分来检测压力传感器10的输出信号的变化量。
另外,在上述第1~第3实施方式中,作为将从压力传感器10输出的输出信号向倾斜信息检测部40传输的信号传输单元,说明了采用集电环35的例子,但是也可以取代集电环35而使用例如利用旋转式连接器、无线通信、光耦合器等进行光传输等的其他单元。另外,作为向压力传感器10供给电源电压(电源电力)的单元,也可以取代集电环35而在旋转式连接器、无线供电、旋转板21具备电池等的单元。
另外,在上述第4~第6实施方式中,也可以取代柔性基板35a而使用供给上述的电源电压(电源电力)的单元、及信号传输单元。
另外,在上述各实施方式中,作为移动信息检测部(旋转检测部32、振摆检测部32a、位置检测部32b),说明了采用霍尔元件的例子,但是也可以取代霍尔元件而使用例如微开关、编码器、光传感器等。另外,也可以使旋转板21、振摆板21a、或移动板25具备霍尔元件等的移动信息检测部,在旋转板21、振摆板21a、或移动板25的移动路径上配置磁体31。
另外,在上述各实施方式中,说明了压力传感器10为差压传感器的例子,但是也可以例如使用绝对压传感器等的其他方式的压力传感器。
另外,上述各实施方式中,作为倾斜信息的一个例子,说明了检测出检测对象物的倾斜角θ的例子,但并不局限于,例如也可为表示水平度、倾斜的有无的信息等的其他信息。另外,倾斜信息检测部40(40a、40b)也可以将表示同步检波的结果的信息作为倾斜信息进行输出,并在倾斜传感器1(1a~1e)的外部执行倾斜角生成部42(42a)的处理。即,倾斜传感器1(1a~1e)也可以不具备倾斜角生成部42(42a)而在倾斜传感器1(1a~1e)的外部使得该倾斜角生成部42(42a)执行处理。
此外,上述倾斜信息检测部40(40a、40b、40c、40d)在内部具有计算机系统。而且,上述的倾斜信息的检测处理过程先存储在以程序的形式能够由计算机读取的记录介质,利用计算机读出该程序而执行,从而进行上述处理。在此能够由计算机读取的记录介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外,也可以通过通信电路向计算机发送该计算机程序,使得接收该发送的计算机执行该程序。
另外,也可以由LSI(Large Scale Integration)等的集成电路实现上述的倾斜信息检测部40(40a、40b、40c、40d)所具备的功能的一部分或全部。上述的各功能既可以个别地进行处理器化,也可以集成一部分或全部而进行处理器化。另外,集成电路化的方法不限于LSI而也可以由专用电路或通用处理器实现。另外,随着半导体技术的进步,出现代替LSI的集成电路化的技术的情况下,也可以采用该技术的集成电路。
另外,也可以由利用了比较器等的分立部件(例如,单功能部件、单体元件等)的简单的电路实现上述的倾斜信息检测部40(40a、40b、40c、40d)所具备的功能的一部分或全部。
标号说明
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g 倾斜传感器;2 检测对象物;10、11、12、13、14 压力传感器;20、20a、20b 移动机构;21 旋转板;21a 振摆板;22 电机控制部;23 电机;24 曲轴;25 移动板;26 导轨;31 磁体;32 旋转检测部;32a 振摆检测部;32b、32b-1、32b-2、32b-N 位置检测部;33、33a 同步时钟信号生成部;34 电源部;35 集电环;35a 柔性基板;40、40a、40b、40c、40d 倾斜信息检测部;41、41a 同步检波部;42、42a、42b、42c 倾斜角生成部;43、43a 差分生成部;50 线性跟踪机构。

Claims (12)

1. 一种倾斜传感器,具备:
压力传感器,配置成对于检测对象物能够相对地移动,并检测流体的压力;以及
倾斜信息检测部,基于所述压力传感器的输出和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
2.如权利要求1所述的倾斜传感器,其中,
具备使所述压力传感器相对于所述检测对象物以既定移动路径移动的移动机构,
所述倾斜信息检测部基于通过所述移动机构在所述既定移动路径上移动的所述压力传感器的移动信息和所述压力传感器的输出,检测所述检测对象物的倾斜信息。
3.如权利要求2所述的倾斜传感器,其中,
所述移动机构具备配置有所述压力传感器的旋转体,通过使所述旋转体旋转来使所述压力传感器以圆状移动。
4.如权利要求2所述的倾斜传感器,其中,
所述移动机构具备配置有所述压力传感器的旋转体,通过使所述旋转体旋转来使所述压力传感器以圆弧状移动。
5.如权利要求2所述的倾斜传感器,其中,
所述移动机构具备配置有所述压力传感器并能够以直线状移动的直线移动体,通过使所述直线移动体以直线状移动来使所述压力传感器直线移动。
6.如权利要求2至权利要求5的任一项所述的倾斜传感器,其中,
所述倾斜信息检测部基于在所述既定移动路径上移动而从所述压力传感器输出的周期性输出信号和基于所述移动信息的参照信号而执行同步检波,基于该同步检波的结果,检测所述检测对象物的倾斜信息。
7.如权利要求6所述的倾斜传感器,其中,
具备基于所述移动信息生成与既定方向的倾斜对应的所述参照信号的参照信号生成部,
所述倾斜信息检测部基于所述参照信号生成部生成的所述参照信号和从所述压力传感器输出的周期性输出信号而执行同步检波,基于该同步检波的结果,检测所述检测对象物的所述既定方向的倾斜信息。
8.如权利要求1到权利要求7的任一项所述的倾斜传感器,其中,
具备多个所述压力传感器,
所述倾斜信息检测部基于所述多个压力传感器的输出和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
9.如权利要求8所述的倾斜传感器,其中,
使两个所述压力传感器配置成通过既定的移动输出互相相反相位的周期性输出信号,
所述倾斜信息检测部基于所述互相相反相位的两个所述输出信号和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
10.如权利要求8或9所述的倾斜传感器,其中,
使两个所述压力传感器配置成通过既定的移动输出相位互相错开90度的周期性输出信号,
所述倾斜信息检测部基于所述相位互相错开90度的两个所述输出信号和所述压力传感器的移动信息,检测所述检测对象物的倾斜信息。
11.如权利要求1至权利要求10的任一项所述的倾斜传感器,其中,
所述倾斜信息检测部基于所述压力传感器的移动距离和所述压力传感器的输出值相对于所述移动距离的变化,检测所述检测对象物的倾斜信息。
12.如权利要求1至权利要求11的任一项所述的倾斜传感器,其中,
具备检测所述压力传感器的移动信息的移动信息检测部。
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