JP3409197B2 - 加速度計 - Google Patents
加速度計Info
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- JP3409197B2 JP3409197B2 JP29729694A JP29729694A JP3409197B2 JP 3409197 B2 JP3409197 B2 JP 3409197B2 JP 29729694 A JP29729694 A JP 29729694A JP 29729694 A JP29729694 A JP 29729694A JP 3409197 B2 JP3409197 B2 JP 3409197B2
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- Japan
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- pendulum
- accelerometer
- gravity
- center
- flexible joint
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度計、特にサーボ
加速度計に関する。
加速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８及び図９に従来の加速度計の例を示
す。加速度計は、第１の基台又はフレーム１０と、係合
部１２ｅにて第１のフレーム１０に装着された第２の基
台又はフレーム１２と、第１のフレーム１０の取り付け
部１０ａに押さえ板１８を介して適当な締結具例えばね
じ等によって取り付けられた撓み継ぎ手２０と、斯かる
撓み継ぎ手２０の他端に装着された棒状の振り子３０
と、斯かる振り子３０に装着された円筒状の１対のトル
カコイル３４Ａ、３４Ｂと、斯かるトルカコイル３４
Ａ、３４Ｂより隔置されて各フレーム１０、１２に装着
された円板状の１対の永久磁石３６Ａ、３６Ｂ及び円筒
状の１対のポールピース３８Ａ、３８Ｂと、振り子３０
の先端部にてそれより隔置された発光素子４０Ａ及び受
光素子４０Ｂとからなる変位検出装置とを有し、更に変
位検出装置の上側には図示しない１対のストッパが配置
されている。斯かるストッパは、過大な振動や衝撃に対
して撓み継ぎ手２０を保護し、加速度計の性能劣化を防
止するものである。
す。加速度計は、第１の基台又はフレーム１０と、係合
部１２ｅにて第１のフレーム１０に装着された第２の基
台又はフレーム１２と、第１のフレーム１０の取り付け
部１０ａに押さえ板１８を介して適当な締結具例えばね
じ等によって取り付けられた撓み継ぎ手２０と、斯かる
撓み継ぎ手２０の他端に装着された棒状の振り子３０
と、斯かる振り子３０に装着された円筒状の１対のトル
カコイル３４Ａ、３４Ｂと、斯かるトルカコイル３４
Ａ、３４Ｂより隔置されて各フレーム１０、１２に装着
された円板状の１対の永久磁石３６Ａ、３６Ｂ及び円筒
状の１対のポールピース３８Ａ、３８Ｂと、振り子３０
の先端部にてそれより隔置された発光素子４０Ａ及び受
光素子４０Ｂとからなる変位検出装置とを有し、更に変
位検出装置の上側には図示しない１対のストッパが配置
されている。斯かるストッパは、過大な振動や衝撃に対
して撓み継ぎ手２０を保護し、加速度計の性能劣化を防
止するものである。
【０００３】第１のフレーム１０のフランジ部１０ｂに
は基準面１０ｃが設けられており、また図９に示す如く
孔１０ｄが形成されている。斯かる基準面１０ｃを被測
定物体の対応する基準面に装着し、孔１０ｄに適当な締
結具例えばねじを挿入することによって、加速度計は被
測定物体に装着固定される。
は基準面１０ｃが設けられており、また図９に示す如く
孔１０ｄが形成されている。斯かる基準面１０ｃを被測
定物体の対応する基準面に装着し、孔１０ｄに適当な締
結具例えばねじを挿入することによって、加速度計は被
測定物体に装着固定される。
【０００４】第１のフレーム１０のフランジ部１０ｂに
は円筒状の端子ケース４４が装着され、斯かる端子ケー
ス４４には外部端子５０Ａ、５０Ｂが取り付けられ、端
子ケース４４に形成された開口部４４ａは蓋５４によっ
て閉鎖されるように構成されている。
は円筒状の端子ケース４４が装着され、斯かる端子ケー
ス４４には外部端子５０Ａ、５０Ｂが取り付けられ、端
子ケース４４に形成された開口部４４ａは蓋５４によっ
て閉鎖されるように構成されている。
【０００５】こうして加速度計の内部は密閉構造となっ
ており、従って、その内部の構成部を組み立てた後、開
口部４４ａを介して電気的な結線をなし、内部を真空に
し又は不活性ガスにて充填し、蓋５４によって斯かる開
口部４４ａを閉鎖することによって、構成部品の品質を
長期に亘って保持し、加速度計の寿命を長くすることが
できる。
ており、従って、その内部の構成部を組み立てた後、開
口部４４ａを介して電気的な結線をなし、内部を真空に
し又は不活性ガスにて充填し、蓋５４によって斯かる開
口部４４ａを閉鎖することによって、構成部品の品質を
長期に亘って保持し、加速度計の寿命を長くすることが
できる。
【０００６】振り子３０と振り子３０に装着されたトル
カコイル３４Ａ、３４Ｂと撓み継ぎ手２０とは第１のフ
レーム１０の取り付け部１０ａにて片持ち支持されてお
り、撓み継ぎ手２０には適当な撓み部２０ａが形成さ
れ、それによって振り子３０は斯かる撓み部２０ａを通
る回転軸線Ｏ−Ｏ周りに揺動することができる。撓み部
２０ａは、例えば図９に示すように、撓み継ぎ手２０に
矩形の孔２０ｅを形成しその両側の２本の支柱部に薄肉
部を形成するように構成してよい。
カコイル３４Ａ、３４Ｂと撓み継ぎ手２０とは第１のフ
レーム１０の取り付け部１０ａにて片持ち支持されてお
り、撓み継ぎ手２０には適当な撓み部２０ａが形成さ
れ、それによって振り子３０は斯かる撓み部２０ａを通
る回転軸線Ｏ−Ｏ周りに揺動することができる。撓み部
２０ａは、例えば図９に示すように、撓み継ぎ手２０に
矩形の孔２０ｅを形成しその両側の２本の支柱部に薄肉
部を形成するように構成してよい。
【０００７】第１のフレーム１０は電磁軟鉄よりなり、
第１のポールピース３８Ａから第１の永久磁石３６Ａを
介して第１のフレーム１０まで磁気回路を形成するべく
ヨーク（リターンパス）として機能し、これらは第１の
トルカコイル３４Ａと共働して第１のトルカを提供す
る。第２のフレーム１２は電磁軟鉄よりなり、第２のポ
ールピース３８Ｂから第２の永久磁石３６Ｂを介して第
２のフレーム１２まで磁気回路を形成するべくヨーク
（リターンパス）として機能し、これらは第２のトルカ
コイル３４Ｂと共働して第２のトルカを提供する。
第１のポールピース３８Ａから第１の永久磁石３６Ａを
介して第１のフレーム１０まで磁気回路を形成するべく
ヨーク（リターンパス）として機能し、これらは第１の
トルカコイル３４Ａと共働して第１のトルカを提供す
る。第２のフレーム１２は電磁軟鉄よりなり、第２のポ
ールピース３８Ｂから第２の永久磁石３６Ｂを介して第
２のフレーム１２まで磁気回路を形成するべくヨーク
（リターンパス）として機能し、これらは第２のトルカ
コイル３４Ｂと共働して第２のトルカを提供する。
【０００８】ここで、図示のように、静止状態に於ける
振り子３０の中心軸線に沿った方向をＺ軸とし、Ｚ軸に
垂直な方向即ち加速度計の中心軸線Ｘ−Ｘに沿った方向
をＸ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸の双方に直交する方向をＹ軸
とする。
振り子３０の中心軸線に沿った方向をＺ軸とし、Ｚ軸に
垂直な方向即ち加速度計の中心軸線Ｘ−Ｘに沿った方向
をＸ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸の双方に直交する方向をＹ軸
とする。
【０００９】円筒状のトルカコイル３４Ａ、３４Ｂはそ
の中心軸線が加速度計の中心軸線Ｘ−Ｘと整合するよう
に振り子３０に装着され、円筒状のポールピース３８
Ａ、３８Ｂはその内部に配置されている。
の中心軸線が加速度計の中心軸線Ｘ−Ｘと整合するよう
に振り子３０に装着され、円筒状のポールピース３８
Ａ、３８Ｂはその内部に配置されている。
【００１０】加速度計の中心軸線Ｘ−Ｘに沿って加速度
が作用すると、振り子３０は撓み部２０ａを通る回転軸
線Ｏ−Ｏ周りに回転し、その先端部は微小変位する。そ
れによって、発光素子４０Ａによって発光され受光素子
４０Ｂによって受光される光量が変化し、振り子３０の
先端の微小変位が検出される。
が作用すると、振り子３０は撓み部２０ａを通る回転軸
線Ｏ−Ｏ周りに回転し、その先端部は微小変位する。そ
れによって、発光素子４０Ａによって発光され受光素子
４０Ｂによって受光される光量が変化し、振り子３０の
先端の微小変位が検出される。
【００１１】こうして変位検出装置によって検出された
微小変位を指示する信号は、トルカコイル３４Ａ、３４
Ｂにフィードバックされ、微小変位が零になるようにト
ルカコイル３４Ａ、３４Ｂに流れる電流が制御される。
斯かる電流即ち拘束電流は入力加速度に比例しているか
ら、この拘束電流を検出することによって入力加速度を
計測することができる。
微小変位を指示する信号は、トルカコイル３４Ａ、３４
Ｂにフィードバックされ、微小変位が零になるようにト
ルカコイル３４Ａ、３４Ｂに流れる電流が制御される。
斯かる電流即ち拘束電流は入力加速度に比例しているか
ら、この拘束電流を検出することによって入力加速度を
計測することができる。
【００１２】図１０及び図１１を参照して振り子３０の
高域共振について説明する。図１０は従来の加速度計の
周波数特性を示し、縦軸は加速度計のゲインＧ、横軸は
周波数ｆである。図示のように、この形式の加速度計で
は、高い周波数領域にて共振特性を有する。これを、高
域共振という。
高域共振について説明する。図１０は従来の加速度計の
周波数特性を示し、縦軸は加速度計のゲインＧ、横軸は
周波数ｆである。図示のように、この形式の加速度計で
は、高い周波数領域にて共振特性を有する。これを、高
域共振という。
【００１３】図１１は従来の加速度計の振り子３０の部
分を示す。振り子３０に外力が作用すると図１１Ａに示
すように、撓み部２０ａが回転軸線Ｏ−Ｏに沿って折れ
曲がり、振り子３０は回転軸線Ｏ−Ｏ周りに回転変位す
る。これは、質点とばねからなる振動系とみなせる。
分を示す。振り子３０に外力が作用すると図１１Ａに示
すように、撓み部２０ａが回転軸線Ｏ−Ｏに沿って折れ
曲がり、振り子３０は回転軸線Ｏ−Ｏ周りに回転変位す
る。これは、質点とばねからなる振動系とみなせる。
【００１４】しかしながら、撓み部２０ａは薄い板状に
形成されているため、湾曲し易く、実際には図１１Ｂに
示すように、撓み部２０ａはＳ字状に湾曲して変形し、
振り子３０は重心Ｇを通る軸線周りに回転変位する。
形成されているため、湾曲し易く、実際には図１１Ｂに
示すように、撓み部２０ａはＳ字状に湾曲して変形し、
振り子３０は重心Ｇを通る軸線周りに回転変位する。
【００１５】こうして、加速度計にＸ軸方向の即ち加速
度検出方向の加速度が働くと、振り子３０は、図１１Ｃ
に示すように、撓み部２０ａの折れ曲がりとＳ字状の湾
曲の両者によって変位する。高域共振は振り子３０の重
心Ｇを通る軸線周りの回転振動に起因すると考えられて
いる。
度検出方向の加速度が働くと、振り子３０は、図１１Ｃ
に示すように、撓み部２０ａの折れ曲がりとＳ字状の湾
曲の両者によって変位する。高域共振は振り子３０の重
心Ｇを通る軸線周りの回転振動に起因すると考えられて
いる。
【００１６】従来の加速度計では、変位検出装置は振り
子３０の先端部に隣接して配置されており、斯かる変位
検出装置によって振り子３０の先端部の変位が検出され
ていた。振り子３０の先端部の変位ｘ3 は、図１１Ａに
示す如き撓み部２０ａの折り曲がりによる変位ｘ1 と図
１１Ｂに示す如き撓み部２０ａの湾曲による変位ｘ2と
を含む。
子３０の先端部に隣接して配置されており、斯かる変位
検出装置によって振り子３０の先端部の変位が検出され
ていた。振り子３０の先端部の変位ｘ3 は、図１１Ａに
示す如き撓み部２０ａの折り曲がりによる変位ｘ1 と図
１１Ｂに示す如き撓み部２０ａの湾曲による変位ｘ2と
を含む。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】加速度計は、図１０の
周波数特性曲線にて、加速度計のゲインＧが一定である
周波数領域にて使用される。しかしながら、従来の加速
度計では、高域共振の影響によって周波数が高い領域で
は使用が困難であった。
周波数特性曲線にて、加速度計のゲインＧが一定である
周波数領域にて使用される。しかしながら、従来の加速
度計では、高域共振の影響によって周波数が高い領域で
は使用が困難であった。
【００１８】また、大きな入力加速度に対して振り子３
０がストッパに接触しないようにするためには、サーボ
系のゲインを大きくする必要がある。即ち、入力加速度
の大きさ（ダイナミックレンジ）を広い範囲にて可能と
するためには、高い周波数領域までカバーしたサーボ系
を構成することが必要である。
０がストッパに接触しないようにするためには、サーボ
系のゲインを大きくする必要がある。即ち、入力加速度
の大きさ（ダイナミックレンジ）を広い範囲にて可能と
するためには、高い周波数領域までカバーしたサーボ系
を構成することが必要である。
【００１９】本発明は、斯かる点に鑑み、撓み継ぎ手２
０によって支持された振り子３０を有する加速度計にお
いて、高い周波数特性を有し且つ高い精度にて加速度を
計測することができる加速度計を提供することを目的と
する。
０によって支持された振り子３０を有する加速度計にお
いて、高い周波数特性を有し且つ高い精度にて加速度を
計測することができる加速度計を提供することを目的と
する。
【００２０】更に、本発明は、撓み継ぎ手２０によって
支持された振り子３０を有する加速度計において、入力
加速度の広い範囲（ダイナミックレンジの広い範囲）に
わたって高い精度にて加速度を計測することができる加
速度計を提供することを目的とする。
支持された振り子３０を有する加速度計において、入力
加速度の広い範囲（ダイナミックレンジの広い範囲）に
わたって高い精度にて加速度を計測することができる加
速度計を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明によると、基台１
０、１２と、第１の端部が上記基台に装着された可撓継
手２０と、上記可撓継手の第２の端部に取り付けられた
質量ｍ、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子重心Ｇ軸
周りの慣性モーメントｌ、かつ、上記重心Ｇから上記可
撓継手の第２の端部までの距離がＬB である振り子３０
と、上記振り子３０に入力された加速度に比例したトル
クを発生するトルカ３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、
３８Ａ、３８Ｂと、上記基台と上記振り子との間の相対
変位の検出位置Ｐが上記振り子の重心位置Ｇから振り子
の支点とは反対方向側に距離ＬAだけ離れている変位検
出装置４０Ａ、４０Ｂと、を有する加速度計において、 ｌ＝ｍ・ＬA ・ＬB となるように構成されている。
０、１２と、第１の端部が上記基台に装着された可撓継
手２０と、上記可撓継手の第２の端部に取り付けられた
質量ｍ、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子重心Ｇ軸
周りの慣性モーメントｌ、かつ、上記重心Ｇから上記可
撓継手の第２の端部までの距離がＬB である振り子３０
と、上記振り子３０に入力された加速度に比例したトル
クを発生するトルカ３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、
３８Ａ、３８Ｂと、上記基台と上記振り子との間の相対
変位の検出位置Ｐが上記振り子の重心位置Ｇから振り子
の支点とは反対方向側に距離ＬAだけ離れている変位検
出装置４０Ａ、４０Ｂと、を有する加速度計において、 ｌ＝ｍ・ＬA ・ＬB となるように構成されている。
【００２２】本発明によると、加速度計において、基台
１０、１２と、第１の端部が上記基台に装着された可撓
継手２０と、上記可撓継手の第２の端部に取り付けられ
た質量ｍ0 、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子重心
Ｇ0 軸周りの慣性モーメントｌ0 、かつ、上記重心Ｇｏ
から上記可撓継手の第２の端部までの距離がＬB0である
振り子３０と、上記振り子３０に入力された加速度に比
例したトルクを発生するトルカ３４Ａ、３４Ｂ、３６
Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、３８Ｂと、上記基台と上記振り子
との間の相対変位の検出位置ＰＯが上記振り子の重心位
置Ｇ0 から振り子の支点とは反対方向側に距離ＬA0だけ
離れている変位検出装置４０Ａ、４０Ｂ、とを有する加
速度計において、振り子にバランスウエイトを付加し、
質量ｍ0 をｍ′、重心位置Ｇ0 をＧ′、慣性モーメント
ｌ0 をｌ′、ＬB0をＬB ′，ＬA0をＬA ′に調整するこ
とにより ｌ′＝ｍ′・ＬA ′・ＬB ′ となるように調整されている。
１０、１２と、第１の端部が上記基台に装着された可撓
継手２０と、上記可撓継手の第２の端部に取り付けられ
た質量ｍ0 、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子重心
Ｇ0 軸周りの慣性モーメントｌ0 、かつ、上記重心Ｇｏ
から上記可撓継手の第２の端部までの距離がＬB0である
振り子３０と、上記振り子３０に入力された加速度に比
例したトルクを発生するトルカ３４Ａ、３４Ｂ、３６
Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、３８Ｂと、上記基台と上記振り子
との間の相対変位の検出位置ＰＯが上記振り子の重心位
置Ｇ0 から振り子の支点とは反対方向側に距離ＬA0だけ
離れている変位検出装置４０Ａ、４０Ｂ、とを有する加
速度計において、振り子にバランスウエイトを付加し、
質量ｍ0 をｍ′、重心位置Ｇ0 をＧ′、慣性モーメント
ｌ0 をｌ′、ＬB0をＬB ′，ＬA0をＬA ′に調整するこ
とにより ｌ′＝ｍ′・ＬA ′・ＬB ′ となるように調整されている。
【００２３】本発明によると、基台１０、１２と、第１
の端部が上記基台に装着された可撓継手２０と、上記可
撓継手の第２の端部に取り付けられた質量ｍ0 、かつ、
振り子の回転軸に平行な振り子重心Ｇ0 軸周りの慣性モ
ーメントｌ0 、かつ、上記重心Ｇｏから上記可撓継手の
第２の端部までの距離がＬB0である振り子３０と、上記
振り子３０に入力された加速度に比例したトルクを発生
するトルカ３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、
３８Ｂと、上記基台と上記振り子との間の相対変位の検
出位置ＰＯが上記振り子の重心位置Ｇ0 から振り子の支
点とは反対方向側に距離ＬA0だけ離れている変位検出装
置４０Ａ、４０Ｂとを有する加速度計において、振り子
の変位検出装置の位置ＬA0をＬA ′に調整することによ
り ｌ0 ＝ｍ0 ・ＬA ′・ＬB0 となるように調整されている。
の端部が上記基台に装着された可撓継手２０と、上記可
撓継手の第２の端部に取り付けられた質量ｍ0 、かつ、
振り子の回転軸に平行な振り子重心Ｇ0 軸周りの慣性モ
ーメントｌ0 、かつ、上記重心Ｇｏから上記可撓継手の
第２の端部までの距離がＬB0である振り子３０と、上記
振り子３０に入力された加速度に比例したトルクを発生
するトルカ３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、
３８Ｂと、上記基台と上記振り子との間の相対変位の検
出位置ＰＯが上記振り子の重心位置Ｇ0 から振り子の支
点とは反対方向側に距離ＬA0だけ離れている変位検出装
置４０Ａ、４０Ｂとを有する加速度計において、振り子
の変位検出装置の位置ＬA0をＬA ′に調整することによ
り ｌ0 ＝ｍ0 ・ＬA ′・ＬB0 となるように調整されている。
【００２４】
【作用】変位検出装置４０Ａ、４０Ｂは振り子３０の高
域共振が極小となる点の変位を検出するように構成され
ている。特に、数１５の式を満たすとき、加速度計の周
波数特性において、高域共振の影響を除去することがで
きる。
域共振が極小となる点の変位を検出するように構成され
ている。特に、数１５の式を満たすとき、加速度計の周
波数特性において、高域共振の影響を除去することがで
きる。
【００２５】加速度計の周波数特性より高域共振の影響
を除去することによって、広い周波数領域にて高い精度
にて加速度を検出することができる。
を除去することによって、広い周波数領域にて高い精度
にて加速度を検出することができる。
【００２６】加速度計の高域共振の影響を除去すること
によって、サーボ系のゲインを大きくすることができ、
それによって振り子３０の変位がストッパの間の範囲以
内になるので、大きな入力加速度を高い精度にて検出す
ることができる。
によって、サーボ系のゲインを大きくすることができ、
それによって振り子３０の変位がストッパの間の範囲以
内になるので、大きな入力加速度を高い精度にて検出す
ることができる。
【００２７】
【実施例】図１を参照して先ず本発明の概念について説
明する。上述の如き高域共振についてより詳細に考察す
る。図示のように、静止状態に於ける振り子３０の中心
軸線に沿ってＺ軸をとり、撓み継ぎ手２０が湾曲して振
り子３０がＺ軸に対して角度θだけ傾斜しているものと
する。尚、実際の振り子３０の変位量は微小だが図では
誇張して描いている。
明する。上述の如き高域共振についてより詳細に考察す
る。図示のように、静止状態に於ける振り子３０の中心
軸線に沿ってＺ軸をとり、撓み継ぎ手２０が湾曲して振
り子３０がＺ軸に対して角度θだけ傾斜しているものと
する。尚、実際の振り子３０の変位量は微小だが図では
誇張して描いている。
【００２８】振り子３０の重心をＧ、振り子３０の下端
Ｂから重心Ｇまでの距離をＬB とする。変位検出装置は
振り子３０の位置検出点Ｐの変位を検出する。重心Ｇか
ら斯かる位置検出点Ｐまでの距離をＬA とする。トルカ
による復元力ＦT の作用点をＱとし、重心Ｇから斯かる
作用点Ｑまでの距離をＬとする。
Ｂから重心Ｇまでの距離をＬB とする。変位検出装置は
振り子３０の位置検出点Ｐの変位を検出する。重心Ｇか
ら斯かる位置検出点Ｐまでの距離をＬA とする。トルカ
による復元力ＦT の作用点をＱとし、重心Ｇから斯かる
作用点Ｑまでの距離をＬとする。
【００２９】振り子３０の下端Ｂ、重心Ｇ、位置検出点
ＰのＺ軸からの距離をそれぞれ、ｘ H 、ｘG 、ｘP とす
る。基準面１０Ｃに対するＺ軸の距離をＸとし、重心Ｇ
までの距離をＸG とする。重心Ｇの位置ＸG 及び位置検
出点ＰのＺ軸からの距離ｘPは次の式によって表され
る。
ＰのＺ軸からの距離をそれぞれ、ｘ H 、ｘG 、ｘP とす
る。基準面１０Ｃに対するＺ軸の距離をＸとし、重心Ｇ
までの距離をＸG とする。重心Ｇの位置ＸG 及び位置検
出点ＰのＺ軸からの距離ｘPは次の式によって表され
る。
【００３０】
【数１】ＸG ＝Ｘ＋ｘG ＝Ｘ＋ｘH ＋ＬB θ
ｘP ＝ｘH ＋（ＬA ＋ＬB ）θ
【００３１】撓み継ぎ手２０の復元力をＦH とし、斯か
る復元力ＦH は振り子３０の下端Ｂに作用するものとす
る。振り子３０の下端ＢのＺ軸方向の距離をＬH とす
る。撓み継ぎ手２０の復元モーメントをＭH とする。
る復元力ＦH は振り子３０の下端Ｂに作用するものとす
る。振り子３０の下端ＢのＺ軸方向の距離をＬH とす
る。撓み継ぎ手２０の復元モーメントをＭH とする。
【００３２】振り子３０の運動方程式は次のようにな
る。尚、微分はラプラス演算子Ｓによって表す。
る。尚、微分はラプラス演算子Ｓによって表す。
【００３３】
【数２】ｍ・ＸG Ｓ2 ＝−ＦH −ＦT −ＭH ／ＬB
【００３４】重心Ｇの回りのモーメントの釣り合いより
次の式が得られる。
次の式が得られる。
【００３５】
【数３】Ｉ・θＳ2 ＝ＦH ＬB −ＦT Ｌ−ＭH
【００３６】撓み継ぎ手２０の復元力ＦH と復元モーメ
ントＭH は次の式によって表される。
ントＭH は次の式によって表される。
【００３７】
【数４】ＦH ＝ＫFM・θ＋ＫF ・ｘH
ＭH ＝ＫM ・θ＋ＫFM・ｘH
【００３８】ここに、ＫF 、ＫM 、ＫFMは定数である。
【００３９】図２にサーボ加速度計の加速度検出ブロッ
ク図を示す。このブロック図は機械系とサーボ系を含
む。斯かる加速度計は図８及び図９に示した形式の加速
度計であってよい。
ク図を示す。このブロック図は機械系とサーボ系を含
む。斯かる加速度計は図８及び図９に示した形式の加速
度計であってよい。
【００４０】図において加算点１０１、１０２は数２の
式及び数１の第１式に対応し、加算点１０３は数１の第
２式に対応し、加算点１０４及び１０５は数４の式に対
応し、加算点１０６及び１０７は数３の式に対応する。
変位検出装置によって振り子３０の検出点Ｐにおける変
位ｘP は加算点１０３より得られる。サーボアンプは斯
かる変位ｘP を入力とし電流信号ｉを出力する。
式及び数１の第１式に対応し、加算点１０３は数１の第
２式に対応し、加算点１０４及び１０５は数４の式に対
応し、加算点１０６及び１０７は数３の式に対応する。
変位検出装置によって振り子３０の検出点Ｐにおける変
位ｘP は加算点１０３より得られる。サーボアンプは斯
かる変位ｘP を入力とし電流信号ｉを出力する。
【００４１】
【数５】ｉ＝ＫPU・Ｋa ・Ｇa （Ｓ）・ｘP
【００４２】ここに、ＫPUは変位検出装置のゲイン定
数、Ｋa はサーボアンプのゲイン定数、Ｇa （Ｓ）はサ
ーボアンプの補償特性、である。
数、Ｋa はサーボアンプのゲイン定数、Ｇa （Ｓ）はサ
ーボアンプの補償特性、である。
【００４３】斯かる電流信号ｉはトルカにフィードバッ
クされる。トルカによって振り子３０に付与される力Ｆ
T は斯かる電流信号ｉに比例する。
クされる。トルカによって振り子３０に付与される力Ｆ
T は斯かる電流信号ｉに比例する。
【００４４】
【数６】ＦT ＝ＫT ・ｉ
【００４５】ＫT はトルカ定数である。加算点１０１に
て力ＦT が逆極性にて加算される。一方、変位検出装置
からの電流信号ｉは読み取り抵抗器を介して電圧信号Ｅ
0 に変換される。読み取り抵抗器の抵抗値をＲ0 とする
と、電圧信号Ｅ0 は次のように表される。
て力ＦT が逆極性にて加算される。一方、変位検出装置
からの電流信号ｉは読み取り抵抗器を介して電圧信号Ｅ
0 に変換される。読み取り抵抗器の抵抗値をＲ0 とする
と、電圧信号Ｅ0 は次のように表される。
【００４６】
【数７】Ｅ0 ＝Ｒ0 ・ｉ
【００４７】数１の式〜数７の式より、基準面１０ｃに
対する重心Ｇの位置ＸG 、振り子３０の傾斜角θ、Ｚ軸
からの変位検出点Ｐの位置ｘP 、電圧信号Ｅ0 は次のよ
うに表される。
対する重心Ｇの位置ＸG 、振り子３０の傾斜角θ、Ｚ軸
からの変位検出点Ｐの位置ｘP 、電圧信号Ｅ0 は次のよ
うに表される。
【００４８】
【数８】ＸG ＝Ｇ3 （Ｓ）Ｇ-1（Ｓ）・ｍα
θ＝−Ｇ4 （Ｓ）Ｇ-1（Ｓ）・ｍα
ｘP ＝〔Ｇ3 （Ｓ）−（ＬA ＋ＬB ）Ｇ4 （Ｓ）〕Ｇ-1
（Ｓ）・ｍα Ｅ0 ＝Ｒ0 ・ＫPU・Ｋa ・Ｇa （Ｓ）・ｘP α＝−ｄ2 Ｘ／ｄｔ2
（Ｓ）・ｍα Ｅ0 ＝Ｒ0 ・ＫPU・Ｋa ・Ｇa （Ｓ）・ｘP α＝−ｄ2 Ｘ／ｄｔ2
【００４９】ここで、ｍは振り子３０の質量、αは入力
加速度、Ｇ-1（Ｓ）、Ｇ3 （Ｓ）、Ｇ4 （Ｓ）等は次の
式によって表される。
加速度、Ｇ-1（Ｓ）、Ｇ3 （Ｓ）、Ｇ4 （Ｓ）等は次の
式によって表される。
【００５０】
【数９】Ｇ-1（Ｓ）＝〔Ｇ1 （Ｓ）Ｇ3 （Ｓ）−Ｇ
2 （Ｓ）Ｇ4 （Ｓ）〕-1 Ｇ1 （Ｓ）＝ｍＳ2 ＋ＫF ＋ＫFM／ＬB ＋ＫT ＫPUＫa
Ｇa （Ｓ） Ｇ2 （Ｓ）＝ｍＬB Ｓ2 ＋ＫFM＋ＫM ／ＬB ＋（ＬA ＋
ＬB ）ＫT ＫPUＫa Ｇa（Ｓ） Ｇ3 （Ｓ）＝ＩＳ2 ＋ＫM −ＫFMＬB ＋Ｌ（ＬA ＋
ＬB ）ＫT ＫPUＫa Ｇa （Ｓ） Ｇ4 （Ｓ）＝ＫFM−ＫF ＬB ＋ＬＫT ＫPUＫa Ｇ
a （Ｓ）
2 （Ｓ）Ｇ4 （Ｓ）〕-1 Ｇ1 （Ｓ）＝ｍＳ2 ＋ＫF ＋ＫFM／ＬB ＋ＫT ＫPUＫa
Ｇa （Ｓ） Ｇ2 （Ｓ）＝ｍＬB Ｓ2 ＋ＫFM＋ＫM ／ＬB ＋（ＬA ＋
ＬB ）ＫT ＫPUＫa Ｇa（Ｓ） Ｇ3 （Ｓ）＝ＩＳ2 ＋ＫM −ＫFMＬB ＋Ｌ（ＬA ＋
ＬB ）ＫT ＫPUＫa Ｇa （Ｓ） Ｇ4 （Ｓ）＝ＫFM−ＫF ＬB ＋ＬＫT ＫPUＫa Ｇ
a （Ｓ）
【００５１】以上の式はクローズドループとした場合、
即ち、サーボ加速度計に関して導いた。ここで、議論を
簡単化するためにサーボ加速度計のサーボ系を遮断し、
サーボアンプのゲインＫa をＫa ＝０とする。高域共振
そのものはオープンループとしてもクローズドループと
しても同様に発生するからである。Ｋa ＝０を数８の式
及び数９の式に代入して変位検出点Ｐにおける振り子３
０の変位ｘP と入力加速度αの比を求める。
即ち、サーボ加速度計に関して導いた。ここで、議論を
簡単化するためにサーボ加速度計のサーボ系を遮断し、
サーボアンプのゲインＫa をＫa ＝０とする。高域共振
そのものはオープンループとしてもクローズドループと
しても同様に発生するからである。Ｋa ＝０を数８の式
及び数９の式に代入して変位検出点Ｐにおける振り子３
０の変位ｘP と入力加速度αの比を求める。
【００５２】
【数１０】
ｘP ／α＝（Ｓ2 ＋Ｃ）／（Ｓ4 ＋ＡＳ2 ＋Ｂ）
【００５３】ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは次の式によって表さ
れる。
れる。
【００５４】
【数１１】Ａ＝〔ｍ（ＫF ＬB 2 ＋ＫM −２ＫFMＬB ）
＋Ｉ（ＫF ＋ＫFM／ＬB ）〕／ｍＩ Ｂ＝２（ＫF ＫM −ＫFM 2 ）／ｍＩ Ｃ＝〔ＫF ＬB （ＬA ＋ＬB ）＋ＫM −ＫFM（ＬA ＋２
ＬB ）〕／Ｉ
＋Ｉ（ＫF ＋ＫFM／ＬB ）〕／ｍＩ Ｂ＝２（ＫF ＫM −ＫFM 2 ）／ｍＩ Ｃ＝〔ＫF ＬB （ＬA ＋ＬB ）＋ＫM −ＫFM（ＬA ＋２
ＬB ）〕／Ｉ
【００５５】数１１の式の微小項を省略すると、次の式
が得られる。
が得られる。
【００５６】
【数１２】Ａ≒ＫF （Ｉ＋ｍＬB 2 ）／ｍＩ
Ｂ＝２（ＫF ＫM −ＫFM 2 ）／ｍＩ
Ｃ≒ＫF ＬB （ＬA ＋ＬB ）／Ｉ
【００５７】数１０の式は一般に次のように表される。
【００５８】
【数１３】ｘP ／α＝（Ｓ2 ＋Ｃ）／〔（Ｓ2 ＋Ｄ）
（Ｓ2 ＋Ｅ）〕
（Ｓ2 ＋Ｅ）〕
【００５９】ここで、Ｂ＝ＤＥ、Ａ＝Ｄ＋Ｅである。
【００６０】数１３の式を図３Ａに示す。この式の右辺
の１／（Ｓ2 ＋Ｄ）は図１１Ａに示した如き、質点とば
ねからなる振動系の共振を表す。（Ｓ2 ＋Ｃ）／（Ｓ2
＋Ｅ）は図１１Ｂに示した如き、高域共振を表す。
の１／（Ｓ2 ＋Ｄ）は図１１Ａに示した如き、質点とば
ねからなる振動系の共振を表す。（Ｓ2 ＋Ｃ）／（Ｓ2
＋Ｅ）は図１１Ｂに示した如き、高域共振を表す。
【００６１】数１２の式を数１０の式に代入し、数１３
の式に変形する。数１３の式のＤ、Ｅは次のようにな
る。
の式に変形する。数１３の式のＤ、Ｅは次のようにな
る。
【００６２】
【数１４】
Ｄ＝２（ＫF ＫM −ＫFM 2 ）／ＫF （Ｉ＋ｍＬB 2 ）
Ｅ＝ＫF （Ｉ＋ｍＬB 2 ）／ｍＩ
【００６３】尚、２（ＫF ＫM −ＫFM 2 ）／ｍＩ≪
〔（Ｉ＋ｍＬB 2 ）／ｍＩ〕2 を使用した。
〔（Ｉ＋ｍＬB 2 ）／ｍＩ〕2 を使用した。
【００６４】上述のように（Ｓ2 ＋Ｃ）／（Ｓ2 ＋Ｅ）
は高域共振を表す。従って、Ｃ＝Ｅであれば、（Ｓ2 ＋
Ｃ）／（Ｓ2 ＋Ｅ）＝１となり、数１３の式より高域共
振の部分が除去される。Ｃ＝Ｅとなるためには次の式が
成立すればよい。
は高域共振を表す。従って、Ｃ＝Ｅであれば、（Ｓ2 ＋
Ｃ）／（Ｓ2 ＋Ｅ）＝１となり、数１３の式より高域共
振の部分が除去される。Ｃ＝Ｅとなるためには次の式が
成立すればよい。
【００６５】
【数１５】Ｉ＝ｍＬA ＬB
【００６６】ここに、Ｉは振り子３０の慣性モーメン
ト、ｍは振り子３０の質量、ＬA は振り子３０の重心Ｇ
から検出点Ｐまでの距離、ＬB は振り子３０の重心Ｇか
ら可撓継手の一端Ｂまでの距離である。このとき、数１
３の式は次のようになる。
ト、ｍは振り子３０の質量、ＬA は振り子３０の重心Ｇ
から検出点Ｐまでの距離、ＬB は振り子３０の重心Ｇか
ら可撓継手の一端Ｂまでの距離である。このとき、数１
３の式は次のようになる。
【００６７】
【数１６】ｘP ／α＝〔Ｓ2 ＋２（ＫF ＫM −ＫFM 2 ）
／ＫF （Ｉ＋ｍＬB 2 ）〕-1
／ＫF （Ｉ＋ｍＬB 2 ）〕-1
【００６８】図３Ｂに数１６の式のグラフを示す。図３
Ａと図３Ｂを比較すると明らかなように、高域共振の影
響による部分が除去されていることがわかる。以上はオ
ープンループとした場合のサーボ加速度計について説明
した。従って、数９の式にてＫa ＝０とした。
Ａと図３Ｂを比較すると明らかなように、高域共振の影
響による部分が除去されていることがわかる。以上はオ
ープンループとした場合のサーボ加速度計について説明
した。従って、数９の式にてＫa ＝０とした。
【００６９】次にクローズドループとした場合の加速度
計、即ち、サーボ加速度計について考える。サーボ加速
度計は図８及び図９を参照して説明したように、振り子
３０が変位すると斯かる変位がゼロとなるようにトルカ
に電流がフィードバックされる。振り子３０は斯かるト
ルカより力ＦT 及びそれによるモーメントＦT Ｌを受け
る。
計、即ち、サーボ加速度計について考える。サーボ加速
度計は図８及び図９を参照して説明したように、振り子
３０が変位すると斯かる変位がゼロとなるようにトルカ
に電流がフィードバックされる。振り子３０は斯かるト
ルカより力ＦT 及びそれによるモーメントＦT Ｌを受け
る。
【００７０】クローズドループとしたサーボ加速度計で
は、Ｋa ≠０である。従って、数９の式でサーボアンプ
の補償特性Ｇa （Ｓ）を設定する必要がある。サーボ系
をＰＩＤ型制御（比例＋微分＋積分）とする。数１５の
式を充たすものとして、変位検出点Ｐにおける振り子３
０の変位ｘP に関する周波数特性ｘP ／αを計算する。
この計算では、近似式ではなく数８の式のｘP と数９の
式を用いた。
は、Ｋa ≠０である。従って、数９の式でサーボアンプ
の補償特性Ｇa （Ｓ）を設定する必要がある。サーボ系
をＰＩＤ型制御（比例＋微分＋積分）とする。数１５の
式を充たすものとして、変位検出点Ｐにおける振り子３
０の変位ｘP に関する周波数特性ｘP ／αを計算する。
この計算では、近似式ではなく数８の式のｘP と数９の
式を用いた。
【００７１】図４Ａはサーボ加速度計において数１５の
式を充たす場合の周波数特性ｘP ／αを示し、図４Ｂは
サーボ加速度計において数１５の式を充たさない場合の
周波数特性ｘP ／αを示す。図４Ａと図４Ｂを比較する
と明らかなように、クローズドループとしたサーボ加速
度計においても、数１５の式の条件を充たす場合には、
トルカ作用点Ｑまでの距離Ｌに依らず、高域共振の影響
を除去することができる。従って、トルカからの力ＦT
の作用点Ｑが何処であっても、数１５の式を満たしてい
れば、高域共振の影響を除去することができる。
式を充たす場合の周波数特性ｘP ／αを示し、図４Ｂは
サーボ加速度計において数１５の式を充たさない場合の
周波数特性ｘP ／αを示す。図４Ａと図４Ｂを比較する
と明らかなように、クローズドループとしたサーボ加速
度計においても、数１５の式の条件を充たす場合には、
トルカ作用点Ｑまでの距離Ｌに依らず、高域共振の影響
を除去することができる。従って、トルカからの力ＦT
の作用点Ｑが何処であっても、数１５の式を満たしてい
れば、高域共振の影響を除去することができる。
【００７２】図５は、クローズドループ型の加速度計に
おいて数１５の式の条件を充たす場合に、加速度計の電
圧出力Ｅ0 を示す。加速度計の電圧出力Ｅ0 も高域共振
の影響が除去されている。
おいて数１５の式の条件を充たす場合に、加速度計の電
圧出力Ｅ0 を示す。加速度計の電圧出力Ｅ0 も高域共振
の影響が除去されている。
【００７３】図６及び図７を参照して本発明による加速
度計の例を示す。本例の加速度計は加速度計の中心軸線
Ｘ−Ｘに整合して配置されたトルカフレーム８０を有し
ており、図７に明瞭に示されているように、トルカフレ
ーム８０は円筒形状のボビン部８０ａと斯かるトルカフ
レーム８０の内部にてＹ軸と平行に延在するブリッジ部
８０ｂとを有し、ブリッジ部８０ｂにはブリッジ部８０
ｂの軸線に沿って延在する貫通孔８０ｃが形成されてい
る。
度計の例を示す。本例の加速度計は加速度計の中心軸線
Ｘ−Ｘに整合して配置されたトルカフレーム８０を有し
ており、図７に明瞭に示されているように、トルカフレ
ーム８０は円筒形状のボビン部８０ａと斯かるトルカフ
レーム８０の内部にてＹ軸と平行に延在するブリッジ部
８０ｂとを有し、ブリッジ部８０ｂにはブリッジ部８０
ｂの軸線に沿って延在する貫通孔８０ｃが形成されてい
る。
【００７４】図６に明瞭に示されているように、ボビン
部８０ａの外周面にはトルカコイル３４Ａ、３４Ｂが装
着されており、ブリッジ部８０ｂの貫通孔８０ｃの中に
は、屈折率分布型ロッドレンズ８４（以下ＧＩレンズと
称する。）が配置されている。図７に明瞭に示されてい
るように、ＧＩレンズ８４の両側には、変位検出装置４
０Ａ、４０Ｂが配置されており、斯かる位置検出装置は
例えば発光素子４０Ａ及び受光素子４０Ｂとからなる光
学式の変位検出装置であってよい。尚、本例によると、
変位検出装置４０Ａ、４０Ｂの上側に図示しない一対の
ストッパが設けられてよく、それによって振り子３０の
過大な振動や変位が防止され、撓み継ぎ手２０が保護さ
れる。
部８０ａの外周面にはトルカコイル３４Ａ、３４Ｂが装
着されており、ブリッジ部８０ｂの貫通孔８０ｃの中に
は、屈折率分布型ロッドレンズ８４（以下ＧＩレンズと
称する。）が配置されている。図７に明瞭に示されてい
るように、ＧＩレンズ８４の両側には、変位検出装置４
０Ａ、４０Ｂが配置されており、斯かる位置検出装置は
例えば発光素子４０Ａ及び受光素子４０Ｂとからなる光
学式の変位検出装置であってよい。尚、本例によると、
変位検出装置４０Ａ、４０Ｂの上側に図示しない一対の
ストッパが設けられてよく、それによって振り子３０の
過大な振動や変位が防止され、撓み継ぎ手２０が保護さ
れる。
【００７５】トルカフレーム８０のブリッジ部８０ｂ
は、撓み継ぎ手２０の上端部即ち装着部２０ｄに取り付
けられており、こうしてトルカフレーム８０とトルカコ
イル３４Ａ、３４Ｂと撓み継ぎ手２０とは一体的な構造
として構成される。即ち、撓み継ぎ手２０の装着部２０
ｄとトルカフレーム８０とトルカコイル３４Ａ、３４Ｂ
とは回転軸線Ｏ−Ｏ周りに回転可能な振り子３０を構成
している。
は、撓み継ぎ手２０の上端部即ち装着部２０ｄに取り付
けられており、こうしてトルカフレーム８０とトルカコ
イル３４Ａ、３４Ｂと撓み継ぎ手２０とは一体的な構造
として構成される。即ち、撓み継ぎ手２０の装着部２０
ｄとトルカフレーム８０とトルカコイル３４Ａ、３４Ｂ
とは回転軸線Ｏ−Ｏ周りに回転可能な振り子３０を構成
している。
【００７６】本例によると、斯かる振り子３０にはバラ
ンスウェイト９０が装着されている。撓み継ぎ手２０の
撓み部２０ａが軸線Ｏ−Ｏに沿って変形することによっ
て、振り子３０及びバランスウェイト９０は回転軸線Ｏ
−Ｏ周りに回転変位する。バランスウェイト９０は振り
子３０の適当な位置に装着されてよく、例えば、図示の
ように、撓み継ぎ手２０の装着部２０ｄの下端部に装着
されてよい。
ンスウェイト９０が装着されている。撓み継ぎ手２０の
撓み部２０ａが軸線Ｏ−Ｏに沿って変形することによっ
て、振り子３０及びバランスウェイト９０は回転軸線Ｏ
−Ｏ周りに回転変位する。バランスウェイト９０は振り
子３０の適当な位置に装着されてよく、例えば、図示の
ように、撓み継ぎ手２０の装着部２０ｄの下端部に装着
されてよい。
【００７７】この例は数１５の式の条件を満たすように
構成されている。数１５の式の条件を満たすために、バ
ランスウェイト９０と変位検出装置４０Ａ、４０Ｂの一
方が調整されてよいが、好ましくはその両者が調整され
る。バランスウェイト９０の調節は装着位置の調節と質
量の調節の両者を含み、それによって振り子３０の慣性
モーメントＩと質量ｍと振り子３０の下端Ｂから重心Ｇ
までの距離ＬB が変化する。変位検出装置４０Ａ、４０
Ｂの調節は装着位置の調節を含み、それによって、重心
Ｇから変位検出点Ｐまでの距離ＬA が変化する。
構成されている。数１５の式の条件を満たすために、バ
ランスウェイト９０と変位検出装置４０Ａ、４０Ｂの一
方が調整されてよいが、好ましくはその両者が調整され
る。バランスウェイト９０の調節は装着位置の調節と質
量の調節の両者を含み、それによって振り子３０の慣性
モーメントＩと質量ｍと振り子３０の下端Ｂから重心Ｇ
までの距離ＬB が変化する。変位検出装置４０Ａ、４０
Ｂの調節は装着位置の調節を含み、それによって、重心
Ｇから変位検出点Ｐまでの距離ＬA が変化する。
【００７８】例えば、先ず変位検出装置４０Ａ、４０Ｂ
の装着位置を調節する。変位検出装置４０Ａ、４０Ｂの
装着位置の調節は、同時にＧＩレンズ８４の装着位置の
調節を必要とする。従って、変位検出装置４０Ａ、４０
Ｂは、ＧＩレンズ８４がトルカフレーム８０のボビン部
８０ａの円筒部の内部に配置されるように、適当な位置
に配置される。
の装着位置を調節する。変位検出装置４０Ａ、４０Ｂの
装着位置の調節は、同時にＧＩレンズ８４の装着位置の
調節を必要とする。従って、変位検出装置４０Ａ、４０
Ｂは、ＧＩレンズ８４がトルカフレーム８０のボビン部
８０ａの円筒部の内部に配置されるように、適当な位置
に配置される。
【００７９】次にバランスウェイト９０の寸法及び形状
と装着位置が設定される。それによってその質量も決ま
る。バランスウェイト９０の寸法及び形状は、撓み継ぎ
手２０の装着位置の寸法を考慮して設定される。例え
ば、バランスウェイト９０を撓み継ぎ手２０の装着部２
０ｄの下端部に装着する場合には、バランスウェイト９
０の幅は斯かる下端部の幅より小さいか又は等しいよう
に調節される。バランスウェイト９０の形状及び寸法が
決まったら、最後に装着位置が調節される。バランスウ
ェイト９０の装着位置は微調節することができるように
構成される。しかしながら、バランスウェイト９０はそ
の質量を微調節することができるように構成してもよ
い。バランスウェイト９０の微調節によって、数１５の
式を正確に満たすことができる。
と装着位置が設定される。それによってその質量も決ま
る。バランスウェイト９０の寸法及び形状は、撓み継ぎ
手２０の装着位置の寸法を考慮して設定される。例え
ば、バランスウェイト９０を撓み継ぎ手２０の装着部２
０ｄの下端部に装着する場合には、バランスウェイト９
０の幅は斯かる下端部の幅より小さいか又は等しいよう
に調節される。バランスウェイト９０の形状及び寸法が
決まったら、最後に装着位置が調節される。バランスウ
ェイト９０の装着位置は微調節することができるように
構成される。しかしながら、バランスウェイト９０はそ
の質量を微調節することができるように構成してもよ
い。バランスウェイト９０の微調節によって、数１５の
式を正確に満たすことができる。
【００８０】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【００８１】
【発明の効果】本発明の加速度計によると、振り子３０
の長さに沿った位置のうち高域共振が極小となる点の変
位を検出するから、サーボ系のＰＩＤ制御の各制御定数
を適当に設定することによって、本来の加速度計として
の周波数特性を広域に設定することができる利点があ
る。
の長さに沿った位置のうち高域共振が極小となる点の変
位を検出するから、サーボ系のＰＩＤ制御の各制御定数
を適当に設定することによって、本来の加速度計として
の周波数特性を広域に設定することができる利点があ
る。
【００８２】本発明の加速度計では、本来の加速度計と
しての周波数特性を広域に設定することができるから、
使用周波数領域の広い加速度計を提供することができる
利点がある。
しての周波数特性を広域に設定することができるから、
使用周波数領域の広い加速度計を提供することができる
利点がある。
【００８３】本発明の加速度計では、振り子の自由度が
狭くても、大きな入力加速度に対して作動可能な加速度
計を提供することができる利点がある。
狭くても、大きな入力加速度に対して作動可能な加速度
計を提供することができる利点がある。
【００８４】本発明によると、バランスウェイト９０の
位置又は質量を調節することによって振り子３０の重心
Ｇの位置を調節し、振り子３０の長さに沿った位置のう
ち高域共振が極小となる点を所望の位置へ移動させるこ
とができるので、変位検出点と高域共振の極小となる点
とを一致させることができる。
位置又は質量を調節することによって振り子３０の重心
Ｇの位置を調節し、振り子３０の長さに沿った位置のう
ち高域共振が極小となる点を所望の位置へ移動させるこ
とができるので、変位検出点と高域共振の極小となる点
とを一致させることができる。
【図１】本発明の加速度計の機能を説明するために振り
子の部分のみを示した説明図である。
子の部分のみを示した説明図である。
【図２】本発明の加速度計の機能のブロック図である。
【図３】オープンループとしたサーボ加速度計の振り子
の変位の周波数特性を示す図である。
の変位の周波数特性を示す図である。
【図４】クローズドループとしたサーボ加速度計の振り
子の変位の周波数特性を示す図である。
子の変位の周波数特性を示す図である。
【図５】本発明のサーボ加速度計の出力特性を示す図で
ある。
ある。
【図６】本発明の加速度計の主要部を示す図である。
【図７】本発明の加速度計の主要部を示す図である。
【図８】従来の加速度計の主要部を示す図である。
【図９】従来の加速度計の主要部を示す図である。
【図１０】従来のサーボ加速度計の周波数特性を示す図
である。
である。
【図１１】加速度計の高域共振を説明するための説明図
である。
である。
１０ 基台（フレーム）
１０ａ 取り付け部
１０ｂ フランジ部
１０ｃ 基準面
１０ｄ 孔
１０ｅ 係合部
１２ 基台（フレーム）
１２ｅ 係合部
１８ 押さえ板
２０ 撓み継ぎ手
２０ａ 撓み部
２０ｂ 固定部
２０ｄ 装着部
２０ｅ 孔
３０ 振り子
３４Ａ、３４Ｂ トルカコイル
３６Ａ、３６Ｂ 永久磁石
３８Ａ、３８Ｂ ポールピース
４０Ａ 発光素子
４０Ｂ 受光素子
４４ 端子ケース
４４ａ 開口部
５０Ａ、５０Ｂ 外部端子
５４ 蓋
８０ トルカフレーム
８０ａ ボビン部
８０ｂ ブリッジ部
８０ｃ 孔
８４ ロッドレンズ
９０ バランスウェイト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 北條 武
東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株
式会社トキメック内
(56)参考文献 特開 平６−11519（ＪＰ，Ａ)
特公 平６−50320（ＪＰ，Ｂ２)
特公 昭60−16581（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 15/13
Claims (3)
- 【請求項１】 基台と、第１の端部が上記基台に装着さ
れた可撓継手と、上記可撓継手の第２の端部に取り付け
られた質量ｍ、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子重
心Ｇ軸周りの慣性モーメントｌ、かつ、上記重心Ｇから
上記可撓継手の第２の端部までの距離がＬB である振り
子と、上記振り子に入力された加速度に比例したトルク
を発生するトルカと、上記基台と上記振り子との間の相
対変位の検出位置Ｐが上記振り子の重心位置Ｇから振り
子の支点とは反対方向側に距離ＬAだけ離れている変位
検出装置とを有する加速度計において、 ｌ＝ｍ・ＬA ・ＬB となるように構成されていることを特徴とする加速度
計。 - 【請求項２】 基台と、第１の端部が上記基台に装着さ
れた可撓継手と、上記可撓継手の第２の端部に取り付け
られた質量ｍ0 、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子
重心Ｇ0 軸周りの慣性モーメントｌ0 、かつ、上記重心
ＧＯから上記可撓継手の第２の端部までの距離がＬB0で
ある振り子と、上記振り子に入力された加速度に比例し
たトルクを発生するトルカと、上記基台と上記振り子と
の間の相対変位の検出位置ＰＯが上記振り子の重心位置
Ｇ0 から振り子の支点とは反対方向側に距離ＬA0だけ離
れている変位検出装置とを有する加速度計において、 振り子にバランスウエイトを付加し、質量をｍ0 を
ｍ′、重心位置Ｇ0 をＧ′、慣性モーメントｌ0 を
ｌ′、ＬB0をＬB ′，ＬA0をＬA ′に調整することによ
り ｌ′＝ｍ′・ＬA ′・ＬB ′ となるように調整されていることを特徴とする加速度
計。 - 【請求項３】 基台と、第１の端部が上記基台に装着さ
れた可撓継手と、上記可撓継手の第２の端部に取り付け
られた質量ｍ0 、かつ、振り子の回転軸に平行な振り子
重心Ｇ0 軸周りの慣性モーメントｌ0 、かつ、上記重心
Ｇｏから上記可撓継手の第２の端部までの距離がＬB0で
ある振り子と、上記振り子に入力された加速度に比例し
たトルクを発生するトルカと、上記基台と上記振り子と
の間の相対変位の検出位置ＰＯが上記振り子の重心位置
Ｇ0 から振り子の支点とは反対方向側に距離ＬA0だけ離
れている変位検出装置とを有する加速度計において、 振り子の変位検出装置の位置をＬA0をＬA ′に調整する
ことにより ｌ0 ＝ｍ0 ・ＬA ′・ＬB0 となるように調整されていることを特徴とする加速度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29729694A JP3409197B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29729694A JP3409197B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 加速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08160073A JPH08160073A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3409197B2 true JP3409197B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=17844679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29729694A Expired - Lifetime JP3409197B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409197B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8086328B2 (en) * | 2008-08-29 | 2011-12-27 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for vibration rectification error reduction in closed-loop accelerometer systems |
| CN115752319B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-08-15 | 天津风霖物联网科技有限公司 | 一种水平位移自动监测系统及监测方法 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP29729694A patent/JP3409197B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08160073A (ja) | 1996-06-21 |
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