CN1304819C - 倾斜传感器 - Google Patents

Abstract

一种倾斜传感器，设有一端被支撑于与测定对象物成一体的倾斜基板(1)上、且在另一端具有配重部件(4)的平板状的变形部件(3)和粘接在变形部件(3)上的应变检测元件(5)、(6)；由胶片印刷电路板(7)和印刷于其表面的应变电阻元件(8)、(9)构成应变检测元件(5)、(6)，并通过应变电阻元件(8)、(9)检测变形部件(3)歪斜变形的变形量来求出测定对象物的倾斜。在胶片印刷电路板的比应变电阻元件接近固定部件的部位形成有切口部，并在切口部的两侧形成从应变电阻元件引出的导体图形。这种倾斜传感器，是配有能容易歪斜变形的变形部件的轻量小形的倾斜传感器。

Description

倾斜传感器

技术领域

本发明涉及一种当测定对象物倾斜时检测其倾斜状态的倾斜传感器。

背景技术

图8是以往的倾斜传感器的概略图，如该图所示，该倾斜传感器21，其构成为：在一端被支撑在固定于作为测定对象物的机器22内部的固定部件23上的由陶瓷构成的被形成为方柱状的变形部件24的另一端，安装有配重部件25，并在变形部件24的侧面装有应变检测元件26。

并且，机器22一旦倾斜则固定部件23就和机器22整体倾斜，并随之由应变检测元件26检测到变形部件24的歪斜变形量发生变化，这样检测出机器22的倾斜。

但是，在使用上述的倾斜传感器21时，由于装有应变检测元件26的变形部件24是由呈方柱状的陶瓷构成，所以不容易变形，且其配重部件25的重量必须要重，所以就产生大幅度增加了固定倾斜传感器21的机器22的总重量的问题。

另外，由于随着配重部件25的重量的增加其体积也按比例增大，因此机器22为了容纳倾斜传感器21的空间就必须加大，所以就导致了机器22大型化的问题。

这些问题，当把倾斜传感器21装在录像摄像机等小型便携式电子机器上使用时就成了特别显著的问题。

本发明，鉴于这样的以往技术的情况，其目的在于提供一种具备容易产生歪斜变形的变形部件的小型轻量的倾斜传感器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的倾斜传感器，设有一端支撑于固定部件而另一端具有配重部件的平板状的变形部件和粘接于该变形部件的一面上的应变检测元件，其最主要的特征在于：通过由应变检测元件检测上述变形部件的歪斜变形的变形量来求出其倾斜。另外，本发明的倾斜传感器，是用胶片印刷电路板和印刷形成于该胶片印刷电路板表面上的应变电阻元件构成应变检测元件。另外，本发明的倾斜传感器，在所述胶片印刷电路板的比所述应变电阻元件接近所述固定部件的部位形成有切口部，并在所述胶片印刷电路板表面的所述切口部的两侧形成从所述应变电阻元件引出的导体图形。

并且，本发明的倾斜传感器，其特征在于：把阻止所述变形部件超过规定量变形的遮挡部件、沿所述变形部件的歪斜变形方向配置于把所述变形部件夹在中间的相互对向的位置上。

另外，本发明的倾斜传感器，其特征在于：在所述遮挡部件上设有可与所述配重部件接触的缓冲部件。

另外，本发明的倾斜传感器，其特征在于：把所述应变检测元件配置于靠近所述变形部件的距中央的固定部件侧的一端。

另外，本发明的倾斜传感器，其特征在于：在所述胶片印刷电路板的表面设有两个所述应变电阻元件而构成所述应变检测元件，在所述变形部件的另一面上也粘接有一个与该应变检测元件同一结构的应变检测元件，用在所述变形部件的一面上配置的两个所述应变电阻元件和在所述变形部件的另一面上配置的两个所述应变电阻元件形成桥式电路。

另外，本发明的倾斜传感器，其特征在于：任何一个所述应变电阻元件都用同样材料形成，并且把配置在所述变形部件的一面上的所述应变检测元件的所述胶片印刷电路板与配置在所述变形部件的另一面上的所述应变检测元件的所述胶片印刷电路板连体形成并对折，将其相互对向的面分别粘接在所述变形部件的一面及另一面上。

附图说明

图1是本发明一实施例的倾斜传感器的分解立体图。

图2是透视遮挡部件来表示该倾斜传感器的的主视图。

图3是该倾斜传感器的侧视图。

图4是该倾斜传感器所具备的应变检测元件的展开俯视图。

图5是该应变检测元件的电路图。

图6是用于说明该倾斜传感器动作的模式图。

图7是用于说明该倾斜传感器动作的模式图。

图8是以往的倾斜传感器的概略图。

图中：1-基板(固定部件)，1a-透孔，1b-通孔，2-布线图形，3-变形部件，3a-安装部，3b-安装脚，4-配重部件，5、6-应变检测元件，7-胶片印刷电路板，7a-切口部，8、9-应变电阻元件，10-导体图形，10a-焊接区，11、12-输出端子线路，13、14-遮挡部件，13a、14a-安装脚，15-连接板，16-缓冲部件。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的倾斜传感器的实施例。图1～图7是说明本发明一实施例的附图，图1是本发明一实施例的倾斜传感器的分解立体图，图2是透视遮挡部件而表示的该倾斜传感器的主视图，图3是该倾斜传感器的侧视图，图4是该倾斜传感器所具备的应变检测元件的展开俯视图，图5是该应变检测元件的电路图，图6、图7是用于说明该倾斜传感器动作的模式图。

如图1～图3所示，本实施例的倾斜传感器，由作为固定于测定对象物上的固定部件的基板1、一端被支撑在该基板1上的变形部件3、安装于该变形部件3的另一端的配重部件4、粘接于变形部件3上的应变检测元件5、6、沿变形部件3的歪斜变形方向(箭头A、B方向)且把变形部件3夹在中间而对向设置的遮挡部件13、14等构成。

下面，按顺序说明构成该倾斜传感器的各部件的具体结构。

基板1由绝缘合成树脂制成，如图1所示，开设有两个透孔1a和4个通孔1b，并在其表面上有间隔地并列设置了8条配线图形2。

变形部件3，由不锈钢等弹性金属薄板制成，如图1～图3所示，被形成为平板状，并在一端被形成为宽的安装部3a的两侧的弯曲部分上、分别连着安装脚3b，把安装脚3b插过基板1的透孔1a进行铆接固定，这样以悬臂梁状态能向箭头A、B方向产生歪斜变形地被支撑在基板1上。

配重部件4，是用含有钨等高比重合金制成，并用焊接或铆接等方法将其安装在变形部件3的另一端。

应变检测元件5、6，如图4所示，分别有胶片印刷电路板7和印刷于其表面的两个应变电阻元件8、9，且两胶片印刷电路板7由连成一张的聚酰亚氨胶片制成，并通过将其以折线C对折并把互相对向的面用粘接剂粘接在靠近变形部件3的一端上，如图1～图3所示，形成在变形部件3的一面配置应变检测元件5、并在与应变检测元件5的对面变形部件3的另一面配置应变检测元件6的状态。

并且，如图2、图4所示，分别在应变检测元件5、6的胶片印刷电路板7上并在比应变电阻元件8、9接近基板1的部位设有心形孔的切口部7a，在各胶片印刷电路板7表面的切口部7a的两侧，形成从应变电阻元件8、9引至胶片印刷电路板7一端的导体图形10，并在除了胶片印刷电路板7表面一端的部分塗敷形成覆盖应变电阻元件8、9及导体图形10的保护层(无图示)。

该应变检测元件5、6，在通过以银糊作为印刷油墨进行印刷而形成导体图形10的薄片状的基材(大多是聚酰亚氨胶片)的表面上，用把石墨粉与粘接剂混合·搅拌而成的糊状油墨进行网板印刷，排列形成多个应变电阻元件8、9，并在塗敷形成上述保护层以后，把该基材冲裁成上述形状。

另外，通过把引至各胶片印刷电路板7一端的导体图形10-端的宽幅焊接区10a分别锡焊在基板1的配线图形2上，如图5所示，该应变检测元件5、6在基板1的表面上，把串联连接的应变检测元件5的应变电阻元件8和应变检测元件6的应变电阻元件9、以及串联连接的应变检测元件5的应变电阻元件9和应变检测元件6的应变电阻元件8形成并联的桥式电路，并在该桥式电路的两端施加例如5伏左右的电压V，并把形成于基板1表面的输出端子图形11、12与串联连接的应变电阻元件8、9的各个中点连接。

遮挡部件13、14，由把一张金属平板整体弯曲而成，如图1所示，分别在遮挡部件13的一端设有一对安装脚13a、在遮挡部件14的一端设有一对安装脚14a，并用连接板15把遮挡部件13、14的另一端连接。

然后，通过把安装脚13a、14a分别插入基板1的通孔1b中并把它们以铆加工固定，把遮挡部件13、14以在变形部件的3歪斜变形方向(箭头A、B方向)将变形部件3夹在中间而对向配置的状态将其支撑在基板1上，并在遮挡部件13、14的对向的面上，以夹持配重部件4相对向地分别贴着由橡胶材料制成的缓冲部件16。

本实施例的倾斜传感器的结构如上所述，下面，说明其动作。

该倾斜传感器，在被组装于作为测定对象物的各种机器，例如摄像机等小形的便携式电子机器，并在其内部以固定于基板1的状态下使用，当该机器相对于水平状态倾斜了θ角时，则如图6所示，与其连成一体的基板1就倾斜，其作用于配重部件4的重力F的分力F1＝F·Sinθ作用于变形部件3，由于对变形部件3施加了力矩，所以变形部件3向箭头A方向产生歪斜变形。

因此，在变形部件3上粘接的应变检测元件5、6的胶片印刷电路板7产生挠曲，并因此而拉伸及压缩应变检测元件5、6的应变电阻元件8、9，使这些应变电阻元件8、9的电阻值变化，即，随着变形部件3向箭头A方向歪斜变形则应变检测元件5的应变电阻元件8、9被拉伸，其电阻值变大，应变检测元件6的应变电阻元件8、9被压缩，其电阻值变小。

然后检测出把变形部件3的歪斜变化的变形量作为因应变检测元件5、6的电阻值的变化而从输出端子图形11、12的输出电压的变化量，并以此可以求出上述机器的倾斜角度θ。并且，用上述的桥式电路大幅度地放大从输出端子图形11、12输出电压的变化量，以此可以敏感度更高地检测出变形部件3的变形量。

另外，当上述机器向上述相反方向倾斜时，则如图7所示，与其连成一体的基板1就倾斜，其作用于配重部件4的重力F的分力F1＝F·Sinθ作用于变形部件3，由于对变形部件3施加了力矩，所以变形部件3向箭头B方向歪斜变形。

因此，随着变形部件3向箭头B方向歪斜变形，应变检测元件5的应变电阻元件8、9被压缩，其电阻值变小，而应变检测元件6的应变电阻元件8、9被拉伸，其电阻值变大。这样，和图6一样，检测出把变形部件3的歪斜变化的变形量作为因应变检测元件5、6的电阻值的变化而从输出端子图形11、12的输出电压的变化量，并以此可以求出上述机器在向相反倾斜状态下的倾斜角度θ。

然而，根据本实施例的倾斜传感器，由于具有平板状的变形部件3，随机器的倾斜而容易歪斜变形，所以配重部件4的重量不必那么重，因此也可以抑制配重部件4体积的增大，并实现轻量化·小型化。

并且，由于沿变形部件3的歪斜变形方向(箭头A、B方向)把变形部件3夹在中间相对向地配置遮挡部件13、14，所以即使在因跌落等原因施加了过大的冲击力，也可以用遮挡部件13、14限制变形部件3超过规定量的变形，所以不会对变形部件3的安装部3a附近作用过度的力，从而可以防止其附近部分因塑性形变而损坏。

另外，由于在遮挡部件13、14上分别配置了面向可与配重部件4接触的缓冲部件16，所以可以缓和对配重部件4的冲击力，并可以减小在施加了过大冲击力时的作用于变形部件3的安装部3a附近的力。

另外，由于把应变检测元件5、6粘接在靠近变形部件3的一端(距中央的固定部件侧)，因此，可把应变电阻元件8、9配置在变形部件3的歪斜变形量最大的部位，并能通过应变电阻元件8、9的拉伸·压缩而高敏感度地检测出上述机器微小的倾斜。

而且，由于在比应变检测元件5、6的应变电阻元件8、9靠近基板1的部位设有切口部7a，所以能防止受应变检测元件5、6(胶片印刷电路板7)牵引而阻碍变形部件3的歪斜变形。

另外，由于是以紧挨着的应变电阻元件8、9的两组单元而冲裁出上述薄片状的基材并形成应变检测元件5、6，所以各个应变检测元件5、6的应变电阻元件8、9在相同的制造条件下其电气特性和温度特性一致，并且可以不需要把应变检测元件5、6分别作为单个的个体一个一个地冲裁、从多个应变检测元件5、6中选择电气特性一致的配对时所花费在配对选择的费用和时间，因此，可以实现装配作业的简单化并提高生产率。

(发明效果)

本发明以如上述说明的方式实施，并取得如下所述的效果。

本发明的倾斜传感器，由于变形部件为平板形状，所以能容易歪斜变形，因此，配重部件的重量不必那么重，并且也可以抑制上述配重部件体积的增大，从而实现轻量化·小型化。

另外，由于在变形部件的歪斜变形方向把遮挡部件配置为将变形部件夹在中间的形式，所以可以在因跌落等原因施加过大的冲击力时限制上述变形部件超过规定量的变形，从而可以防止上述变形部件的损坏。

另外，由于在上述遮挡部件上设置了面向配重部件并可与其接触的缓冲部件，所以可以减小在施加过大冲击力时的作用于上述变形部件的力。

另外，由于用胶片印刷电路板及在其表面上印刷成形的应变电阻元件构成检测上述变形部件歪斜变形的变形量的应变检测元件，所以制造简单，与使用以腐刻技术制成的应变仪作为应变检测元件时相比可以促进倾斜传感器的廉价化。

另外，由于把上述胶片印刷电路板配置在靠近变形部件的一端，所以能高敏感度地检测出微量的倾斜。

而且，由于在上述应变检测元件的胶片印刷电路板上设有切口部，并在上述胶片印刷电路板的该切口部的两侧形成从上述应变电阻元件引出的导体图形，所以上述应变检测元件不会阻碍上述变形部件(胶片印刷电路板)的歪斜变形，并可以进行上述应变电阻元件的电气连接。

另外，由于在上述胶片印刷电路板的表面上设有两个上述应变电阻元件而构成了上述应变检测元件，并把应变检测元件分别粘接于上述变形部件的两面上，配置在上述变形部件一面上的两个上述应变电阻元件与配置在上述变形部件另一面上的两个上述应变电阻元件构成桥式电路，所以可以用该桥式电路使输出增幅并可以高敏感度地检测出上述变形部件的变形量。

另外，由于都用相同的材料形成上述应变电阻元件，并且，把配置在上述变形部件一面上的上述应变检测元件的上述胶片印刷电路板和配置在上述变形部件另一面上的上述应变检测元件的上述胶片印刷电路板连成一体成形并对折，并把相互对向的面分别固定在变形部件的一面及另一面上，所以上述应变电阻元件、其电气特性和温度特性都一致，提高了检测精度、实现组装槽作的简单化并可提高生产率。

Claims (6)

1.一种倾斜传感器，

设有一端支撑于固定部件上而另一端具有配重部件的平板状的变形部件，和粘接在该变形部件的一面上的应变检测元件，

通过所述应变检测元件检测所述变形部件歪斜变形的变形量而求出其倾斜，

是用胶片印刷电路板和印刷形成于该胶片印刷电路板表面上的应变电阻元件构成所述应变检测元件，

在所述胶片印刷电路板的比所述应变电阻元件接近所述固定部件的部位形成有切口部，以及

并在所述胶片印刷电路板表面的所述切口部的两侧形成从所述应变电阻元件引出的导体图形。

2.根据权利要求1所述的倾斜传感器，其特征在于：把阻止所述变形部件超过规定量变形的遮挡部件、沿所述变形部件的歪斜变形方向配置于把所述变形部件夹在中间的相互对向的位置上。

3.根据权利要求2所述的倾斜传感器，其特征在于：在所述遮挡部件上设有可与所述配重部件接触的缓冲部件。

4.根据权利要求1所述的倾斜传感器，其特征在于：把所述应变检测元件配置于靠近所述变形部件的距中央的固定部件侧的一端。

5.根据权利要求1所述的倾斜传感器，其特征在于：在所述胶片印刷电路板的表面设有两个所述应变电阻元件而构成所述应变检测元件，

在所述变形部件的另一面上也粘接有一个与该应变检测元件同一结构的应变检测元件，

用在所述变形部件的一面上配置的两个所述应变电阻元件和在所述变形部件的另一面上配置的两个所述应变电阻元件形成桥式电路。

6.根据权利要求5所述的倾斜传感器，其特征在于：任何一个所述应变电阻元件都用同样材料形成，

并且把配置在所述变形部件的一面上的所述应变检测元件的所述胶片印刷电路板与配置在所述变形部件的另一面上的所述应变检测元件的所述胶片印刷电路板连体形成并对折，将其相互对向的面分别粘接在所述变形部件的一面及另一面上。

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