JP2916994B2 - 二軸傾斜センサ - Google Patents
二軸傾斜センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、容器内に液体と気泡を
封入し、該封入された気泡の位置を電気的信号により検
出して水平度を確認する二軸傾斜センサに関するもの
で、機械、機器の自動整準、水準装置、角度計、測量
器、測定器、航空機、船舶、鉄道車両、自動車、その他
高精度の水平度が要求される物、場所において使用され
る。
封入し、該封入された気泡の位置を電気的信号により検
出して水平度を確認する二軸傾斜センサに関するもの
で、機械、機器の自動整準、水準装置、角度計、測量
器、測定器、航空機、船舶、鉄道車両、自動車、その他
高精度の水平度が要求される物、場所において使用され
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の二軸傾斜センサには、
（イ）上部内面が球面凹部に形成された弾頭形の容器と
電極固定板で形成された密閉状態の円形液室用凹部内
に、電極固定板の中心位置にコモン電極を、また該コモ
ン電極を中心として一定半径線上の所定間隔位置に、前
記コモン電極と同一高さの周囲電極を、それぞれ液密状
態で貫通立設するとともに、密閉状態の円形液室用凹部
内に電解液と気体とを封入して、電解液の液面が傾斜す
ることにより、電解液に浸漬している電極の高さの差を
電気信号により二軸方向の傾斜を検出するようにしたも
の、（ロ）球状容器内に、互いに比重が異なり、かつ混
合しない異種の物質を充填し、前記異種の物質のうち軽
比重物質が重力により鉛直上方に集まることを利用し、
前記容器の傾斜方位と角度に対応する両物質の位置関係
を、前記容器外部に設けた検出素子により検出する方法
で、異種物質として、磁性流体又は永久磁石と非磁性物
質若しくは電気伝導度の高い流体と電気絶縁物質を用
い、それぞれの場合に対応して、一定方向の磁気バイア
スを加えて磁気検出素子により得られる検出信号又は静
電容量の大きさに対応する出力信号を、演算回路に入力
して、容器傾斜方向及び角度に変換出力するようにした
もの（例えば、特開平３−１４２３１５号公報）等が知
られている。
（イ）上部内面が球面凹部に形成された弾頭形の容器と
電極固定板で形成された密閉状態の円形液室用凹部内
に、電極固定板の中心位置にコモン電極を、また該コモ
ン電極を中心として一定半径線上の所定間隔位置に、前
記コモン電極と同一高さの周囲電極を、それぞれ液密状
態で貫通立設するとともに、密閉状態の円形液室用凹部
内に電解液と気体とを封入して、電解液の液面が傾斜す
ることにより、電解液に浸漬している電極の高さの差を
電気信号により二軸方向の傾斜を検出するようにしたも
の、（ロ）球状容器内に、互いに比重が異なり、かつ混
合しない異種の物質を充填し、前記異種の物質のうち軽
比重物質が重力により鉛直上方に集まることを利用し、
前記容器の傾斜方位と角度に対応する両物質の位置関係
を、前記容器外部に設けた検出素子により検出する方法
で、異種物質として、磁性流体又は永久磁石と非磁性物
質若しくは電気伝導度の高い流体と電気絶縁物質を用
い、それぞれの場合に対応して、一定方向の磁気バイア
スを加えて磁気検出素子により得られる検出信号又は静
電容量の大きさに対応する出力信号を、演算回路に入力
して、容器傾斜方向及び角度に変換出力するようにした
もの（例えば、特開平３−１４２３１５号公報）等が知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記（イ）の二軸傾斜
センサは、傾斜角度ゼロの水平姿勢制御を目的とするも
のであるが、センサの周囲温度の変化で電解液の膨張、
収縮により液面の上下位置の変化、温度による電解液の
特性の変化、液の表面張力による接触面の不安定化によ
り、精度誤差、再現性の誤差の要因となるだけでなく、
液面差による出力変化が少ない等の理由から、高精度の
センサとすることができない点に解決すべき課題があっ
た。
センサは、傾斜角度ゼロの水平姿勢制御を目的とするも
のであるが、センサの周囲温度の変化で電解液の膨張、
収縮により液面の上下位置の変化、温度による電解液の
特性の変化、液の表面張力による接触面の不安定化によ
り、精度誤差、再現性の誤差の要因となるだけでなく、
液面差による出力変化が少ない等の理由から、高精度の
センサとすることができない点に解決すべき課題があっ
た。
【０００４】また（ロ）の二軸傾斜センサは、全方位角
の測定を目的とするものであるが、磁性流体を使用する
場合は、表面張力が大きく容器内壁との摩擦係数との関
係から高い分解能が得られず、また磁力線又は静電容量
検出方式は、外部の検出素子の依存度が高く誤差要因が
大きくなる点に解決すべき課題があった。
の測定を目的とするものであるが、磁性流体を使用する
場合は、表面張力が大きく容器内壁との摩擦係数との関
係から高い分解能が得られず、また磁力線又は静電容量
検出方式は、外部の検出素子の依存度が高く誤差要因が
大きくなる点に解決すべき課題があった。
【０００５】本発明は、誤差要因を解消し、高い分解能
と再現性及び安定検出を高め、傾斜角度ゼロの高い水平
度を、姿勢制御により確保できるところの二軸傾斜セン
サを提供することを目的としている。
と再現性及び安定検出を高め、傾斜角度ゼロの高い水平
度を、姿勢制御により確保できるところの二軸傾斜セン
サを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の二軸傾斜センサ
は、底面を水平面とし、平面中心部に液室用凹部を形成
した絶縁材料から形成したセンサ保持体の前記液室用凹
部の内底の中心に、コモン電極を液密状態に貫通して鉛
直に貫設するとともに、前記液室用凹部の内底の中心を
通る水平直交二軸線と所定半径円の交点位置に、前記コ
モン電極よりも高く突出する表面積を均一とした外周電
極を、液密状態に貫通して鉛直に貫設し、前記センサ保
持体の開口部を、中心部または全面をJIS Rmax 0.2S 以
下の面粗度の高い球面凹部に形成したガラス等の絶縁材
料からなる窓板で、該窓板の球面凹部を内面とし且つ中
心を前記コモン電極の中心軸線に一致させて液密状態に
閉塞し、該閉塞された液室用凹部内に、気泡と、表面張
力が小さく電極相互間のインピーダンスが水平状態にお
いて所定値となる比率に混合された電解液とを、コモン
電極が常に電解液に浸漬する量だけ封入した構成であ
る。
は、底面を水平面とし、平面中心部に液室用凹部を形成
した絶縁材料から形成したセンサ保持体の前記液室用凹
部の内底の中心に、コモン電極を液密状態に貫通して鉛
直に貫設するとともに、前記液室用凹部の内底の中心を
通る水平直交二軸線と所定半径円の交点位置に、前記コ
モン電極よりも高く突出する表面積を均一とした外周電
極を、液密状態に貫通して鉛直に貫設し、前記センサ保
持体の開口部を、中心部または全面をJIS Rmax 0.2S 以
下の面粗度の高い球面凹部に形成したガラス等の絶縁材
料からなる窓板で、該窓板の球面凹部を内面とし且つ中
心を前記コモン電極の中心軸線に一致させて液密状態に
閉塞し、該閉塞された液室用凹部内に、気泡と、表面張
力が小さく電極相互間のインピーダンスが水平状態にお
いて所定値となる比率に混合された電解液とを、コモン
電極が常に電解液に浸漬する量だけ封入した構成であ
る。
【０００７】
【作用】上記のように構成した本発明に係る二軸傾斜セ
ンサは、傾斜角度ゼロ（完全水平の状態）における球面
の中心鉛直下にコモン電極が位置するとともに、該コモ
ン電極は、表面張力が小さく電極相互間のインピーダン
スが所定値となる比率に混合された電解液中に常に浸漬
され、傾斜角度の存在により気泡が球面に沿って変位し
た場合には、気泡の形状変化により、直交二軸方向の変
位に応じて電極相互間のインピーダンスが二軸方向にお
いて変化するようになり、この二軸方向の変化を直接電
気信号に変換しアナログ信号として個別に角度情報信号
を出力し、これに基いてアナログ信号がゼロとなるよう
に水平制御装置を制御することにより、傾斜角度ゼロの
精度の高い水平度が得られる。
ンサは、傾斜角度ゼロ（完全水平の状態）における球面
の中心鉛直下にコモン電極が位置するとともに、該コモ
ン電極は、表面張力が小さく電極相互間のインピーダン
スが所定値となる比率に混合された電解液中に常に浸漬
され、傾斜角度の存在により気泡が球面に沿って変位し
た場合には、気泡の形状変化により、直交二軸方向の変
位に応じて電極相互間のインピーダンスが二軸方向にお
いて変化するようになり、この二軸方向の変化を直接電
気信号に変換しアナログ信号として個別に角度情報信号
を出力し、これに基いてアナログ信号がゼロとなるよう
に水平制御装置を制御することにより、傾斜角度ゼロの
精度の高い水平度が得られる。
【０００８】特に、コモン電極が常に気泡に触れること
なく電解液に浸漬した状態において、気泡の位置変位に
よって生じる電極間のインピーダンスの変化を立体的に
検出することから、角度情報出力が高くなり、また周囲
温度の変化によって生じる電解液の膨張、収縮、表面張
力等の物理的変化による出力変動誤差が極めて小さくな
り、高い精度及び再現性が確保できるようになる。
なく電解液に浸漬した状態において、気泡の位置変位に
よって生じる電極間のインピーダンスの変化を立体的に
検出することから、角度情報出力が高くなり、また周囲
温度の変化によって生じる電解液の膨張、収縮、表面張
力等の物理的変化による出力変動誤差が極めて小さくな
り、高い精度及び再現性が確保できるようになる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例１に係る二軸傾斜セン
サの拡大断面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面
図、図３は底面図、図４は分解断面図である。
サの拡大断面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面
図、図３は底面図、図４は分解断面図である。
【００１０】１はポリアミド系合成樹脂からなる円柱形
状のセンサ保持体であって、その底面２８が精度の高い
水平に仕上げられ、平面中心部には円形の液室用凹部１
１が形成され、該液室用凹部１１の開口部には、締付け
用雌ネジ１２とその下方に支持段１３が形成されてい
る。
状のセンサ保持体であって、その底面２８が精度の高い
水平に仕上げられ、平面中心部には円形の液室用凹部１
１が形成され、該液室用凹部１１の開口部には、締付け
用雌ネジ１２とその下方に支持段１３が形成されてい
る。
【００１１】また液室用凹部底１４には、中心にコモン
電極固定用穴１５と、該穴１５を中心とした直径10mmの
円と水平に直交する二軸線Ｘ、Ｙとの交点位置に外周電
極固定用穴１６とが開設され、底面２８には前記液室用
凹部底１４へ貫通する封入孔１８を貫設した基板用凹部
１７と、該凹部１７の周囲に取付け用ネジ孔２５が形成
されている。
電極固定用穴１５と、該穴１５を中心とした直径10mmの
円と水平に直交する二軸線Ｘ、Ｙとの交点位置に外周電
極固定用穴１６とが開設され、底面２８には前記液室用
凹部底１４へ貫通する封入孔１８を貫設した基板用凹部
１７と、該凹部１７の周囲に取付け用ネジ孔２５が形成
されている。
【００１２】２は一本のコモン電極、３は四本の外周電
極であって、イオン化傾向の低い金属材料である18K (A
u)からなり、直径0.6 mmで表面が研磨されたものであ
り、外周電極３は表面積が均一に形成されている。
極であって、イオン化傾向の低い金属材料である18K (A
u)からなり、直径0.6 mmで表面が研磨されたものであ
り、外周電極３は表面積が均一に形成されている。
【００１３】そして、コモン電極２は、後記封入される
気泡８に触れることなく常に電解液７に浸漬される長さ
とし、外周電極３は後記窓板４の球面凹部９の面に可能
な範囲で接近するる長さとして、ポリオキシメチレン製
（例えば、デルリン・・デュポン社の登録商標）の植設
体１９を介して前記センサ保持体１の液室用凹部底１４
に開設したコモン電極固定用穴１５と外周電極固定用穴
１６に液密に且つ鉛直に立設し、それぞれの先端を液室
用凹部１１内へ突出させ、後端は基板用凹部１７から底
面側へ突出させてある。
気泡８に触れることなく常に電解液７に浸漬される長さ
とし、外周電極３は後記窓板４の球面凹部９の面に可能
な範囲で接近するる長さとして、ポリオキシメチレン製
（例えば、デルリン・・デュポン社の登録商標）の植設
体１９を介して前記センサ保持体１の液室用凹部底１４
に開設したコモン電極固定用穴１５と外周電極固定用穴
１６に液密に且つ鉛直に立設し、それぞれの先端を液室
用凹部１１内へ突出させ、後端は基板用凹部１７から底
面側へ突出させてある。
【００１４】４は前記液室用凹部１１の支持段１３にポ
リテトラフルオロエチレン製（例えば、テフロン・・デ
ュポン社の登録商標）のパッキン１０を介して嵌合支持
されたガラス製の窓板であって、その内面側となる全面
に面粗度をJIS Rmax 0.2S 以下とした適正な曲率半径の
球面凹部９が形成されている。
リテトラフルオロエチレン製（例えば、テフロン・・デ
ュポン社の登録商標）のパッキン１０を介して嵌合支持
されたガラス製の窓板であって、その内面側となる全面
に面粗度をJIS Rmax 0.2S 以下とした適正な曲率半径の
球面凹部９が形成されている。
【００１５】５は真鍮製の押えリングであって、中央部
に窓穴２０が開設され、その表面には一対の締付け用盲
孔２１が、また周側面には前記締付け用雌ネジ１２に螺
合する雄ネジ２２がそれぞれ形成され、塩化ビニール製
でドーナツ形をしたクッションシート２３を介して、前
記窓板４をセンサ保持体１に装着固定している。
に窓穴２０が開設され、その表面には一対の締付け用盲
孔２１が、また周側面には前記締付け用雌ネジ１２に螺
合する雄ネジ２２がそれぞれ形成され、塩化ビニール製
でドーナツ形をしたクッションシート２３を介して、前
記窓板４をセンサ保持体１に装着固定している。
【００１６】６は断面受け皿形とした電極支持基板であ
って、コモン電極固定用穴１５と外周電極固定用穴１６
の中心と一致する位置に電極孔２４が開設されており、
該電極孔２４から各電極の後端を突出させた状態で、セ
ンサ保持体１の底面に形成した基板用液室用凹部１７に
嵌着又は接着固定されている。
って、コモン電極固定用穴１５と外周電極固定用穴１６
の中心と一致する位置に電極孔２４が開設されており、
該電極孔２４から各電極の後端を突出させた状態で、セ
ンサ保持体１の底面に形成した基板用液室用凹部１７に
嵌着又は接着固定されている。
【００１７】７は電解液であり、８は気泡であって、電
解液７は、表面張力を小さく、沸点を高く又凝固点を低
くするために、溶媒として精製水、溶質として硫酸マグ
ネシウム、溶液として無水メタノール、無水エタノール
を、電極相互間インピーダンス10ＫΩとなる比率で混合
したものを、コモン電極２が常に浸漬される量だけ使用
し、気泡８はコモン電極２に触れない量の空気であっ
て、それぞれ、センサ保持体１の底面に開設した封入孔
１８から封入密閉されたものである。
解液７は、表面張力を小さく、沸点を高く又凝固点を低
くするために、溶媒として精製水、溶質として硫酸マグ
ネシウム、溶液として無水メタノール、無水エタノール
を、電極相互間インピーダンス10ＫΩとなる比率で混合
したものを、コモン電極２が常に浸漬される量だけ使用
し、気泡８はコモン電極２に触れない量の空気であっ
て、それぞれ、センサ保持体１の底面に開設した封入孔
１８から封入密閉されたものである。
【００１８】次に実施例２に係る二軸傾斜センサを図５
により説明すると、上部内面が球面凹部９に形成された
一端開口のガラス製の中空弾頭体２６と、コモン電極２
と外周電極３を実施例１と同様の条件で、水平な底面２
８に対して鉛直に貫通立設し、封入孔１８を設けた電極
固定板２７とからなり、前記中空弾頭体２６の一端開口
部を電極固定板２７で液密に閉塞し結合し、底面２８を
水平とした構成であり、コモン電極２及び四本の外周電
極３、球面凹部９の全面の面粗度、電解液７、気泡８
は、前記実施例１と同じであるから同一符号を付して説
明を省略する。
により説明すると、上部内面が球面凹部９に形成された
一端開口のガラス製の中空弾頭体２６と、コモン電極２
と外周電極３を実施例１と同様の条件で、水平な底面２
８に対して鉛直に貫通立設し、封入孔１８を設けた電極
固定板２７とからなり、前記中空弾頭体２６の一端開口
部を電極固定板２７で液密に閉塞し結合し、底面２８を
水平とした構成であり、コモン電極２及び四本の外周電
極３、球面凹部９の全面の面粗度、電解液７、気泡８
は、前記実施例１と同じであるから同一符号を付して説
明を省略する。
【００１９】この場合は、実施例１と異なり、押えリン
グ５と、パッキン１０、クッションシート２３が不要で
あるから、部品点数が少なく、製作、組み立てが簡単で
安価とすることができる。
グ５と、パッキン１０、クッションシート２３が不要で
あるから、部品点数が少なく、製作、組み立てが簡単で
安価とすることができる。
【００２０】なお、コモン電極２及び外周電極３として
は、イオン化傾向の低い材質が適正であり、電極相互間
インピーダンスが高いと各種のノイズを拾い誤差発生と
なり、逆に低いと消費電流の増大による不経済と、電極
のメッキによる機能喪失を招くことから、これを考慮し
て決定される。
は、イオン化傾向の低い材質が適正であり、電極相互間
インピーダンスが高いと各種のノイズを拾い誤差発生と
なり、逆に低いと消費電流の増大による不経済と、電極
のメッキによる機能喪失を招くことから、これを考慮し
て決定される。
【００２１】また電解液７は、上記実施例に限定される
ものではないが、表面張力が小さく、沸点が高く又凝固
点の低いものを使用する必要がある。
ものではないが、表面張力が小さく、沸点が高く又凝固
点の低いものを使用する必要がある。
【００２２】上記実施例１及び２の二軸傾斜センサＳに
よる、気泡の位置を直接電気信号に変換する手段として
は、例えば、図６に示すように、交流を発振器OSC で４
KHzの基本パルスを構成し、分周器 F／F でデューティ5
0％の１KHz と２KHz の二種のパルスとし、それぞれの
パルスをバッファアンプ SP1〜SP4 により逆相交流パル
ス（Ｘ＋，Ｘ−，Ｙ＋，Ｙ−）として二軸傾斜センサＳ
の外周電極３に印加し、これから情報を引き出すため
に、二軸傾斜センサＳのコモン電極２から信号増幅回路
AMP1に信号を引き込み、その出力を可変抵抗 VR1，VR2
によりゼロドリフト修正機能を有する２個の増幅回路AM
P2・AMP3を介してアナログスイッチMPに引き込むととも
に、前記、分周器 F／F からの異なる二種のパルスのそ
れぞれを論理回路G において二軸方向に同期させてアナ
ログスイッチMPに引き込み、該アナログスイッチMPにお
いて分離した二軸方向のアナログ信号を、それぞれサン
プル＆ホールド回路 SH1・SH2 を介して増幅器AMP4・AM
P5に送り、該増幅器 AMP4 ・AMP5から、各軸方向に応じ
たアナログ信号として個別に出力する手段等が採用でき
る。しかしこれに限定されるものではなく、公知の変換
手段に変更することは、単なる置換事項であることか
ら、本発明の特許請求の範囲に影響を及ぼすことなく包
含されるものである。
よる、気泡の位置を直接電気信号に変換する手段として
は、例えば、図６に示すように、交流を発振器OSC で４
KHzの基本パルスを構成し、分周器 F／F でデューティ5
0％の１KHz と２KHz の二種のパルスとし、それぞれの
パルスをバッファアンプ SP1〜SP4 により逆相交流パル
ス（Ｘ＋，Ｘ−，Ｙ＋，Ｙ−）として二軸傾斜センサＳ
の外周電極３に印加し、これから情報を引き出すため
に、二軸傾斜センサＳのコモン電極２から信号増幅回路
AMP1に信号を引き込み、その出力を可変抵抗 VR1，VR2
によりゼロドリフト修正機能を有する２個の増幅回路AM
P2・AMP3を介してアナログスイッチMPに引き込むととも
に、前記、分周器 F／F からの異なる二種のパルスのそ
れぞれを論理回路G において二軸方向に同期させてアナ
ログスイッチMPに引き込み、該アナログスイッチMPにお
いて分離した二軸方向のアナログ信号を、それぞれサン
プル＆ホールド回路 SH1・SH2 を介して増幅器AMP4・AM
P5に送り、該増幅器 AMP4 ・AMP5から、各軸方向に応じ
たアナログ信号として個別に出力する手段等が採用でき
る。しかしこれに限定されるものではなく、公知の変換
手段に変更することは、単なる置換事項であることか
ら、本発明の特許請求の範囲に影響を及ぼすことなく包
含されるものである。
【００２３】そして本発明の二軸傾斜センサは、水平に
設置することが要求される装置、機器等の平面に固定
し、従来の手法と同様のメカニカル制御手段、例えば、
信号変換器で変換されたデジタル信号によって、Ｘ、Ｙ
軸の傾斜を変更するための各モータを回転させ、これを
直線運動に変換して、センサ取付け面の傾斜を変化さ
せ、アナログ出力がゼロとなるように制御するように使
用される。
設置することが要求される装置、機器等の平面に固定
し、従来の手法と同様のメカニカル制御手段、例えば、
信号変換器で変換されたデジタル信号によって、Ｘ、Ｙ
軸の傾斜を変更するための各モータを回転させ、これを
直線運動に変換して、センサ取付け面の傾斜を変化さ
せ、アナログ出力がゼロとなるように制御するように使
用される。
【００２４】
【発明の効果】上記のように構成した本発明に係る二軸
傾斜センサは、水平角度ゼロの状態における球面の中心
鉛直下にコモン電極が位置するとともに、該コモン電極
は常に、表面張力が小さく電極相互間のインピーダンス
が所定値となる比率に混合された電解液中に浸漬されて
いるから、傾斜によって気泡が球面に沿って変位した場
合には、その変位によって電極相互間のインピーダンス
が変化し、この変化を直接電気信号に変換してアナログ
信号として出力することができ、該アナログ信号を利用
してメカニカル制御手段により、アナログ信号をゼロに
制御することにより、傾斜角度ゼロの制度の高い水平度
を得ることができる。
傾斜センサは、水平角度ゼロの状態における球面の中心
鉛直下にコモン電極が位置するとともに、該コモン電極
は常に、表面張力が小さく電極相互間のインピーダンス
が所定値となる比率に混合された電解液中に浸漬されて
いるから、傾斜によって気泡が球面に沿って変位した場
合には、その変位によって電極相互間のインピーダンス
が変化し、この変化を直接電気信号に変換してアナログ
信号として出力することができ、該アナログ信号を利用
してメカニカル制御手段により、アナログ信号をゼロに
制御することにより、傾斜角度ゼロの制度の高い水平度
を得ることができる。
【００２５】特に、表面張力が小さく電極相互間のイン
ピーダンスが所定値となる比率に混合された電解液と気
泡を、コモン電極が常に電解液に浸漬されるように封入
することによって、従来の誤差要因が解消され、気泡の
位置変位によって生じる電極間のインピーダンスの変化
を立体的に検出できるから、角度情報出力が高くなり、
また周囲温度の変化によって生じる電解液の膨張、収
縮、表面張力等の物理的変化による出力変動誤差が極め
て小さくなり、高い分解能及び再現性が確保されるよう
になり、精度の高い傾斜角度ゼロの状態（完全水平）
に、使用対象機器の姿勢制御が達成でき、機械、機器の
自動整準、水準装置、角度計、測量器、測定器、航空
機、船舶、鉄道車両、自動車、その他高精度の水平度が
要求される分野に最適の二軸傾斜センサを安価に提供す
ることができる。
ピーダンスが所定値となる比率に混合された電解液と気
泡を、コモン電極が常に電解液に浸漬されるように封入
することによって、従来の誤差要因が解消され、気泡の
位置変位によって生じる電極間のインピーダンスの変化
を立体的に検出できるから、角度情報出力が高くなり、
また周囲温度の変化によって生じる電解液の膨張、収
縮、表面張力等の物理的変化による出力変動誤差が極め
て小さくなり、高い分解能及び再現性が確保されるよう
になり、精度の高い傾斜角度ゼロの状態（完全水平）
に、使用対象機器の姿勢制御が達成でき、機械、機器の
自動整準、水準装置、角度計、測量器、測定器、航空
機、船舶、鉄道車両、自動車、その他高精度の水平度が
要求される分野に最適の二軸傾斜センサを安価に提供す
ることができる。
【図１】 本発明の実施例１に係る二軸傾斜センサの拡
大断面図である。
大断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】 底面図である。
【図４】 分解断面図である。
【図５】 本発明の実施例２に係る二軸傾斜センサの拡
大断面図である。
大断面図である。
【図６】 センサアンプの説明図である。
１ センサ保持体 ２ コモン電極 ３ 外周電極 ４ 窓板 ５ 押えリング ６ 電極支持基板 ７ 電解液 ８ 気泡 ９ 球面凹部 １０ パッキン １１ 円形液室用凹部 １２ 締付け用雌ネジ １３ 支持段 １４ 液室用凹部底 １５ コモン電極固定用穴 １６ 外周電極固定用穴 １７ 基板用液室用凹部 １８ 封入孔 １９ 植設体 ２０ 窓穴 ２１ 締付け用盲孔 ２２ 雄ネジ ２３ クッションシート ２４ 電極孔 ２５ 取付け用ネジ孔 ２６ 中空弾頭体 ２７ 電極固定板 ２８ 底面
Claims (5)
- 【請求項１】 底面を水平面とし、平面中心部に液室用
凹部を形成した絶縁材料から形成したセンサ保持体の前
記液室用凹部の内底の中心に、コモン電極を液密状態に
貫通して鉛直に貫設するとともに、前記液室用凹部の内
底の中心を通る水平直交二軸線と所定半径円の交点位置
に、前記コモン電極よりも高く突出する表面積を均一と
した外周電極を、液密状態に貫通して鉛直に貫設し、前
記センサ保持体の開口部を、中心部または全面をJIS Rm
ax 0.2S 以下の面粗度の高い球面凹部に形成したガラス
等の絶縁材料からなる窓板で、該窓板の球面凹部を内面
とし且つ中心を前記コモン電極の中心軸線に一致させて
液密状態に閉塞し、該閉塞された液室用凹部内に、気泡
と、表面張力が小さく電極相互間のインピーダンスが水
平状態において所定値となる比率に混合された電解液と
を、コモン電極が常に電解液に浸漬する量だけ封入した
ことを特徴とする二軸傾斜センサ。 - 【請求項２】 密閉状態の液室用凹部が、上部内面が面
粗度の高い球面に形成された一端開口の中空弾頭体と、
コモン電極と外周電極を鉛直に貫設された電極固定板と
で形成されている請求項１記載の二軸傾斜センサ。 - 【請求項３】 コモン電極及び外周電極は、イオン化傾
向の低い金属材料である18K(Au) を、表面を研磨して表
面積を均一としたものである請求項１又は２記載の二軸
傾斜センサ。 - 【請求項４】 電解液は、溶媒として精製水、溶質とし
て硫酸マグネシウム、溶液として無水メタノール、無水
エタノールのいずれかを、電極相互間インピーダンスが
10ＫΩとなる比率で混合し、沸点を高く又凝固点を低く
したものである請求項１、２、又は３記載の二軸傾斜セ
ンサ。 - 【請求項５】 交流を発振器で所定の基本パルスに構成
し、分周器でデューティ50％の異なる二種のパルスと
し、それぞれの異なるパルスをバッファアンプにより逆
相交流パルスとして外周電極に印加し、これから情報を
引き出すために、コモン電極から増幅回路に信号を引き
込み、その出力をゼロドリフト修正機能を有する２個の
増幅回路を介してアナログスイッチに引き込むととも
に、前記、分周器からの異なる二種のパルスを、それぞ
れ論理回路において二軸方向に同期させてアナログスイ
ッチに引き込み、該アナログスイッチにおいて分離した
二軸方向のアナログ信号を、それぞれサンプル＆ホール
ド回路を介して増幅器に送り、該増幅器において傾斜に
応じた所定のアナログ信号を出力する手段を備えた請求
項１、２、３又は４記載の二軸傾斜センサ。
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