JPH0371061A - サーボ加速度計 - Google Patents
サーボ加速度計Info
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- JPH0371061A JPH0371061A JP1205609A JP20560989A JPH0371061A JP H0371061 A JPH0371061 A JP H0371061A JP 1205609 A JP1205609 A JP 1205609A JP 20560989 A JP20560989 A JP 20560989A JP H0371061 A JPH0371061 A JP H0371061A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/093—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/13—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
- G01P15/132—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electromagnetic counterbalancing means
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、振子の変位量を検出し、この検出変位量に応
じた電流を振子に取り付けられたコイルに流すことによ
り、振子に加わる力に平衡する力を発生させるサーボ回
路を備えたサーボ加速度計に関するものである。
じた電流を振子に取り付けられたコイルに流すことによ
り、振子に加わる力に平衡する力を発生させるサーボ回
路を備えたサーボ加速度計に関するものである。
先ず、この種のサーボ加速度計の動作原理を、第3図に
示すブロック線図を参照して説明する。
示すブロック線図を参照して説明する。
同図において、1はマス、2は振子、3は変位検出器、
4はザーボアンブ、5はV/I変換器、6はトルカコイ
ルである。トルカコイル6の発生ずる力F2は、サーボ
加速度計に入力される加速度αが零の時、F2−0とな
るように調整されている。振子2に働く力は、振子20
質量mに作用する加速度αによる力Fl と、I・ルカ
コイル6の発生する力F2の差分値となるので、 F=F+ Fz =、mαF2 ・・illとな
る。
4はザーボアンブ、5はV/I変換器、6はトルカコイ
ルである。トルカコイル6の発生ずる力F2は、サーボ
加速度計に入力される加速度αが零の時、F2−0とな
るように調整されている。振子2に働く力は、振子20
質量mに作用する加速度αによる力Fl と、I・ルカ
コイル6の発生する力F2の差分値となるので、 F=F+ Fz =、mαF2 ・・illとな
る。
振子2の運動方程式は、
として立てられる。
ここで、D:発電ブレーキ定数、に:フレクチャーのハ
ネ定数である。
ネ定数である。
上記(2)式をラプラス変換すると、
して証明される。すなわち、第3図において、加速度α
と電流iとの間の伝達関数Gは、として、振子2の伝達
関数が求まる。
と電流iとの間の伝達関数Gは、として、振子2の伝達
関数が求まる。
振子2の位置変位量Xは、変位検出器3 (変換定数A
o)によって、電圧■。に変換される。そして、この電
圧■。がサーボアンプ4でA1倍に増幅されてVlとさ
れ、この電圧VlがV/T変換回路5(変換定数A2)
で電?M iに変換される。
o)によって、電圧■。に変換される。そして、この電
圧■。がサーボアンプ4でA1倍に増幅されてVlとさ
れ、この電圧VlがV/T変換回路5(変換定数A2)
で電?M iに変換される。
この電流iは、トルカコイル6に供給され、変換定数A
3で力F2に変換される。すなわち、F−F2となるよ
うに負帰還をかけることにより、すなわち力F、に平衡
する力F2を発生させることにより、振子2にはx−0
となるように定点サーボがかかるものとなる。
3で力F2に変換される。すなわち、F−F2となるよ
うに負帰還をかけることにより、すなわち力F、に平衡
する力F2を発生させることにより、振子2にはx−0
となるように定点サーボがかかるものとなる。
ここで、電流iは加速度αに比例するため、この電流i
の値に基づき、入力加速度を検出できるものとなる。
の値に基づき、入力加速度を検出できるものとなる。
電流iが加速度αに比例することは次のように・ ・°
・(4) となる。t−■のとき、S−0となるので、ここで、K
=Oとしたときの(5)式は、Go −・ ・ ・(
6) 3 となり、mとA3は定数であるので、電流iが加速度α
に比例するものとなる。
・(4) となる。t−■のとき、S−0となるので、ここで、K
=Oとしたときの(5)式は、Go −・ ・ ・(
6) 3 となり、mとA3は定数であるので、電流iが加速度α
に比例するものとなる。
第4図に上述の原理に基づくサーボ加速度計のメカ構造
を示す。
を示す。
図において、振子12は人力加速度方向に振動できるよ
うにフレクチャー11で支持されており、振子12の両
側部にはコイル14−1および14−2が取り付けられ
ている。そして、この振子12を挾んで、マグネット1
3−1と13−2とが対向配置されている。すなわち、
マグネット13−1.’ 132とコイル14−1 1
4−2とでトルカコイル17が構成されており、振子1
2と共にコイル14−1゜14−2がマグネット134
.13−2の作る磁界中を運動することになるので、振
子12の位置変位ilxに応じた適当な電流iをコイル
14−1,142に流すことにより、入力加速度αに対
する力のバランスを保つことができるものとなる。
うにフレクチャー11で支持されており、振子12の両
側部にはコイル14−1および14−2が取り付けられ
ている。そして、この振子12を挾んで、マグネット1
3−1と13−2とが対向配置されている。すなわち、
マグネット13−1.’ 132とコイル14−1 1
4−2とでトルカコイル17が構成されており、振子1
2と共にコイル14−1゜14−2がマグネット134
.13−2の作る磁界中を運動することになるので、振
子12の位置変位ilxに応じた適当な電流iをコイル
14−1,142に流すことにより、入力加速度αに対
する力のバランスを保つことができるものとなる。
振子12には、その下端部にスリット板12−2を固着
したうえ、そのスリット板12−2にスリン)’12−
1が開設されており、このスリット12−1と2分割フ
ォトダイオード15.LED16とにより変位検出機構
18が構成され、この変位検出機構18によって振子1
2の位置検出を行うものとしている。第5図は変位検出
機構18の要部を示す平面断面図であり、第6図は第5
図におけるA方向矢視図である。すなわち、変位検出機
構18の零点において、スリット12−1をijl過す
るLED16の光が、2分割フォトダイオード15のフ
ォトダイオード15Aおよび15Bに等分に入射される
ようになっている。このような状態から、スリット12
−■が図示(第5図)矢印方向へ移動すると、フォトダ
イオード15Aおよび15Bでの入射光量に差が生しる
。つまり、フォトダイオード15Aへの入射光量とフォ
トダイオード15Bへの入射光量との差分が、振子12
の位置変位量Xとその変位方向を示すことになり、この
入射光量の差分を出力電圧V。として得るものとすれば
、位置変位量Xと出力電圧Voとの理想特性は第7図に
示すものとして得ることができる。、。
したうえ、そのスリット板12−2にスリン)’12−
1が開設されており、このスリット12−1と2分割フ
ォトダイオード15.LED16とにより変位検出機構
18が構成され、この変位検出機構18によって振子1
2の位置検出を行うものとしている。第5図は変位検出
機構18の要部を示す平面断面図であり、第6図は第5
図におけるA方向矢視図である。すなわち、変位検出機
構18の零点において、スリット12−1をijl過す
るLED16の光が、2分割フォトダイオード15のフ
ォトダイオード15Aおよび15Bに等分に入射される
ようになっている。このような状態から、スリット12
−■が図示(第5図)矢印方向へ移動すると、フォトダ
イオード15Aおよび15Bでの入射光量に差が生しる
。つまり、フォトダイオード15Aへの入射光量とフォ
トダイオード15Bへの入射光量との差分が、振子12
の位置変位量Xとその変位方向を示すことになり、この
入射光量の差分を出力電圧V。として得るものとすれば
、位置変位量Xと出力電圧Voとの理想特性は第7図に
示すものとして得ることができる。、。
で、スリット12−1とフォトダイオード15A15B
の寸法関係を考察するに、Ls(スリット12−1の幅
)−Ud(フォトダイオード15A。
の寸法関係を考察するに、Ls(スリット12−1の幅
)−Ud(フォトダイオード15A。
15Bの各受光面幅)の条件下で、最大の検出範囲と最
大の出力電圧■。を示すものとなる。
大の出力電圧■。を示すものとなる。
なお、振子12の位置変位量Xの検出方法としては、上
述の2分割フォトダイオードによる方法の他、差動トラ
ンスによる方法、静電容量の変化による方法もある。し
かし、差動トランスによる方法、静電容量の変化による
方法は、インビーダンス計測によって変位量を検出する
ものであるので、発振回路を必要とし、2分割フ第1・
ダイオドによる方法と比較して、小型化、低価格化を促
進するうえて不利となる。すなわち、2分割フォトダイ
オードによる方法によれば、位置変位量X出力電圧■。
述の2分割フォトダイオードによる方法の他、差動トラ
ンスによる方法、静電容量の変化による方法もある。し
かし、差動トランスによる方法、静電容量の変化による
方法は、インビーダンス計測によって変位量を検出する
ものであるので、発振回路を必要とし、2分割フ第1・
ダイオドによる方法と比較して、小型化、低価格化を促
進するうえて不利となる。すなわち、2分割フォトダイ
オードによる方法によれば、位置変位量X出力電圧■。
の利1:)が大きく、かつ構成が簡単であるため、コス
I・と性能の両面から見て有利である。
I・と性能の両面から見て有利である。
第8図は、第4図に示したメカ構造に対し構築される電
気回路図であり、LEI)16ばその光量を定める抵抗
R1を介して電源に接続されている。
気回路図であり、LEI)16ばその光量を定める抵抗
R1を介して電源に接続されている。
フォトダイオード↓5A、、15Bば高入力OPアンプ
21−1. 21.−2を介して差動接続されており、
その差動出力がOl)アンプ21−3により増幅される
ものとなっ°ζいる。ずなわち、このOPアンプ21−
3の増幅出力を変位検出凹路21の出力電圧Voとし、
応答性改善のために挿入された位相補償回路22.サー
ボアンプ23を経由して電圧■としたうえ、この電圧V
lを1〜ルカコイル〕7のコイル]、 4.−L 1
4−2に印加するものとしている。
21−1. 21.−2を介して差動接続されており、
その差動出力がOl)アンプ21−3により増幅される
ものとなっ°ζいる。ずなわち、このOPアンプ21−
3の増幅出力を変位検出凹路21の出力電圧Voとし、
応答性改善のために挿入された位相補償回路22.サー
ボアンプ23を経由して電圧■としたうえ、この電圧V
lを1〜ルカコイル〕7のコイル]、 4.−L 1
4−2に印加するものとしている。
したがって、コイル14.−1.、 14−2に電流i
が流れ、変位したスリンl−12−1を零点に戻ず力F
2をトルカコイル17が発生し、加速度によって振子1
2に加わる力と平衡する。そして、このときの電流iが
電流検出回路24において検出され、OPアンプ24−
1の出力として現れるため、このOPアンプ24−1の
出力に基づき、人力加速度を検出することができるもの
となる。
が流れ、変位したスリンl−12−1を零点に戻ず力F
2をトルカコイル17が発生し、加速度によって振子1
2に加わる力と平衡する。そして、このときの電流iが
電流検出回路24において検出され、OPアンプ24−
1の出力として現れるため、このOPアンプ24−1の
出力に基づき、人力加速度を検出することができるもの
となる。
しかしながら、このような従来のサーボ加速度計による
と、前記(5)式および(6)式から明らかなように、
KとA。A、A、A3との比でその精度が決定されるか
ら、精度を高めるためには、ハネ定数Kが極めて小さく
なるようにフレクチャー11を薄<シ、かつ−軸しか自
由度を持たないような構造とする必要がある。このため
、加工および組め立てが困難となり、製品状態でもその
取り扱いには慎重さを要する。
と、前記(5)式および(6)式から明らかなように、
KとA。A、A、A3との比でその精度が決定されるか
ら、精度を高めるためには、ハネ定数Kが極めて小さく
なるようにフレクチャー11を薄<シ、かつ−軸しか自
由度を持たないような構造とする必要がある。このため
、加工および組め立てが困難となり、製品状態でもその
取り扱いには慎重さを要する。
また、第7図において、サーボ系で利用する検出範囲は
、L s / 2〜−I−s / 2までの範囲であす
、振子12がこの範囲を超えて変位してしまった場合、
正帰還がかかり、振子〕2は片側に振り切った状態とな
ってしまう。
、L s / 2〜−I−s / 2までの範囲であす
、振子12がこの範囲を超えて変位してしまった場合、
正帰還がかかり、振子〕2は片側に振り切った状態とな
ってしまう。
このとき(振子12が片側に振り切れたとき)、フレク
チャー11の弾性領域を超えて歪を生しる場合が多く、
これを防止する目的上、ストソバ(図示せず〉が振子1
2の両側に設置される。そして、このストノバは、一般
に市販されている2分割フォトダイオード15のL (
1寸法がI m m f、(ので、0.5 mm〜−0
,5m、mの幅で振7−12が振動するように、両側か
ら調整する必要がある。
チャー11の弾性領域を超えて歪を生しる場合が多く、
これを防止する目的上、ストソバ(図示せず〉が振子1
2の両側に設置される。そして、このストノバは、一般
に市販されている2分割フォトダイオード15のL (
1寸法がI m m f、(ので、0.5 mm〜−0
,5m、mの幅で振7−12が振動するように、両側か
ら調整する必要がある。
一方、振子12ば、その組み付は状態で、その支点の鉛
直方向に変位検出機構18の零点があるように設計され
る。ここで、ハネ定数Kが零でなかった場合を考えると
く製品の性能仕様とコスI・との妥協点で精度を決定し
ており、したがってに=0ではない)、フレクチャー1
1の初期的な歪や組み付は時に生した歪によって、振子
12が変位検出機構18の零点に位置するとは限らない
。
直方向に変位検出機構18の零点があるように設計され
る。ここで、ハネ定数Kが零でなかった場合を考えると
く製品の性能仕様とコスI・との妥協点で精度を決定し
ており、したがってに=0ではない)、フレクチャー1
1の初期的な歪や組み付は時に生した歪によって、振子
12が変位検出機構18の零点に位置するとは限らない
。
すなわち、
■フレクチャー11に歪が生しており、振子J2が変位
検出機構18の検出範囲内に位置していた場合は、ハネ
定数Kが零でないため、フレクチャー11による反力に
よる分だけ加速度計出力にオフセントを生しる。
検出機構18の検出範囲内に位置していた場合は、ハネ
定数Kが零でないため、フレクチャー11による反力に
よる分だけ加速度計出力にオフセントを生しる。
■フレクチャー11に歪が生じており、振子12が変位
検出機構18の検出範囲外に位置している場合は、先に
説明したように、振子12が片側に振り切ってしまう。
検出機構18の検出範囲外に位置している場合は、先に
説明したように、振子12が片側に振り切ってしまう。
なお、組み付は公差が大きい場合、2分割フォトダイオ
ード15の位置を微小に調整する機構が必要となる。こ
の調整は、電源をオンする前に行うか、帰還ループを開
放にして行うかの2iffiりが考えられるが、何れの
場合でも微小な調整作業となり、コストア・ノブが避け
られない。また、重要機能部品である2分割フォトダイ
オード】5の位置を調整するため、サーボ加速度計とし
ての信頼性を低下させてしまう。なお、変位検出機構1
8の検出範囲を広くするためには、2分割フォトダイオ
ード15のアンプサイズを大きくする以外に0 方法がないので、やはりコストアンプとなってしまう。
ード15の位置を微小に調整する機構が必要となる。こ
の調整は、電源をオンする前に行うか、帰還ループを開
放にして行うかの2iffiりが考えられるが、何れの
場合でも微小な調整作業となり、コストア・ノブが避け
られない。また、重要機能部品である2分割フォトダイ
オード】5の位置を調整するため、サーボ加速度計とし
ての信頼性を低下させてしまう。なお、変位検出機構1
8の検出範囲を広くするためには、2分割フォトダイオ
ード15のアンプサイズを大きくする以外に0 方法がないので、やはりコストアンプとなってしまう。
さらに、フォトダイオードの出力インピーダンスは一般
に大きいので、第8図に示したような回路構成を必要と
し、またBi−MO3人力opアンプ等の高入力インピ
ーダンスのアンプ21−1゜2I−2を使用し、かつ信
号線のリーク対策が必要であったため、高価格となる問
題があった。
に大きいので、第8図に示したような回路構成を必要と
し、またBi−MO3人力opアンプ等の高入力インピ
ーダンスのアンプ21−1゜2I−2を使用し、かつ信
号線のリーク対策が必要であったため、高価格となる問
題があった。
また、変位検出機構18の光源16としてLEDを利用
しているが、LEDの輝度は温度特性を有し、かつ輝度
の劣化を生しる。この輝度変化は、2分割フォトダイオ
ード15での入射光量を変化させるから、変位検出回路
21の出力電圧の利得が変動する。従って、サーボ加速
度計の開放利得を変化させるから、輝度変化の補正回路
が必要となる。
しているが、LEDの輝度は温度特性を有し、かつ輝度
の劣化を生しる。この輝度変化は、2分割フォトダイオ
ード15での入射光量を変化させるから、変位検出回路
21の出力電圧の利得が変動する。従って、サーボ加速
度計の開放利得を変化させるから、輝度変化の補正回路
が必要となる。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、振子の変位量を検出しこの検出変位量に応じた電流
を振子に取り付けられたコイルに流すことにより振子に
加わる力に平衡する力を発生させるサーボ回路を備えた
サーボ加速度計において、振子の位置をこの振子に設け
られたスリツトを通過する通過光の照射位置に応じた抵
抗値として検出するフォトポテンショメータと、このフ
ォトポテンショメータの検出々力と可変可能に設定され
る設定出力との差を振子の検出変位量として出力する変
位検出回路とを備えたものである。
で、振子の変位量を検出しこの検出変位量に応じた電流
を振子に取り付けられたコイルに流すことにより振子に
加わる力に平衡する力を発生させるサーボ回路を備えた
サーボ加速度計において、振子の位置をこの振子に設け
られたスリツトを通過する通過光の照射位置に応じた抵
抗値として検出するフォトポテンショメータと、このフ
ォトポテンショメータの検出々力と可変可能に設定され
る設定出力との差を振子の検出変位量として出力する変
位検出回路とを備えたものである。
したがってこの発明によれば、フォトポテンショメータ
の抵抗値変化として振子の位置が検出され、このフォト
ポテンショメータの検出々力と可変可能に設定される設
定出力との差が振子の検出変位量とされ、この検出変位
量に応じた電流がコイルに流されるものとなる。
の抵抗値変化として振子の位置が検出され、このフォト
ポテンショメータの検出々力と可変可能に設定される設
定出力との差が振子の検出変位量とされ、この検出変位
量に応じた電流がコイルに流されるものとなる。
以下、本発明に係るサーボ加速度計を詳細に説明する。
第1図はこのサーボ加速度計の一実施例を示す回路構成
図である。同図において、第8図と同一1 2 符号は同一あるいは同等構成要素を示しその説明は省略
する。このサーボ加速度計の従来のものと異なる点は、
変位検出回路21゛の構成にある。
図である。同図において、第8図と同一1 2 符号は同一あるいは同等構成要素を示しその説明は省略
する。このサーボ加速度計の従来のものと異なる点は、
変位検出回路21゛の構成にある。
すなわち、従来のサーボ加速度計においては、その変位
検出機構18に2分割フォトダイオード15を使用して
いたが、本実施例のサーボ加速度計においてはフォトポ
テンショメーク20を使用している。第2図はこのフォ
トポテンショメータ20の概略的な構造を示す平面図で
あり、セラミソク基板(図示せず)の上に図の如く導体
20−1゜光導電体(CdS、Cd5e)20−2およ
び金属皮膜抵抗20−3が印刷されている。光導電体2
02は、周囲が暗い場合は高抵抗を有するが、光が照射
されると抵抗値が低下する性質をもつ。従って、スリン
l−12−1を通過した通過光が光導電体20−2に照
射されると、その照射された部分の抵抗が局部的に低下
し、導体20−1と金属皮膜抵抗20−3とを電気的に
短絡し、その通過光の照射位置に応じた抵抗値すなわち
電圧値となって、導体20−1に接続された電極20b
より導出されるものとなる。すなわち、光導電体20−
2における光の照射位置という機械的寸法で、電極20
a、20cを介して金属皮膜抵抗20−3に印加された
電圧が分圧され、この分圧電圧が電極20bより導出さ
れるものとなる。そして、この電極20bより導出され
る電圧がOPアンプ21−3の反転入力端へ与えられる
一方、オフセ・2ト調整ポテンショメータ21−4によ
る調整電圧が設定電圧として、OPアンプ21−3の非
反転入力端へ与えられるものとなっている。
検出機構18に2分割フォトダイオード15を使用して
いたが、本実施例のサーボ加速度計においてはフォトポ
テンショメーク20を使用している。第2図はこのフォ
トポテンショメータ20の概略的な構造を示す平面図で
あり、セラミソク基板(図示せず)の上に図の如く導体
20−1゜光導電体(CdS、Cd5e)20−2およ
び金属皮膜抵抗20−3が印刷されている。光導電体2
02は、周囲が暗い場合は高抵抗を有するが、光が照射
されると抵抗値が低下する性質をもつ。従って、スリン
l−12−1を通過した通過光が光導電体20−2に照
射されると、その照射された部分の抵抗が局部的に低下
し、導体20−1と金属皮膜抵抗20−3とを電気的に
短絡し、その通過光の照射位置に応じた抵抗値すなわち
電圧値となって、導体20−1に接続された電極20b
より導出されるものとなる。すなわち、光導電体20−
2における光の照射位置という機械的寸法で、電極20
a、20cを介して金属皮膜抵抗20−3に印加された
電圧が分圧され、この分圧電圧が電極20bより導出さ
れるものとなる。そして、この電極20bより導出され
る電圧がOPアンプ21−3の反転入力端へ与えられる
一方、オフセ・2ト調整ポテンショメータ21−4によ
る調整電圧が設定電圧として、OPアンプ21−3の非
反転入力端へ与えられるものとなっている。
このように構成されたサーボ加速度計にあっては、組み
立てを完了した状態で水平に置き、オフセント調整ポテ
ンショメータ21−4をその中点近傍の基準位置に設定
した状態で電源をオンとすると、オフセント調整ポテン
ショメータ21−4による設定電圧とフォトポテンショ
メータ20の出力電圧(電極20bより導出される電圧
)が一致した点で、定点サーボがかかり振子12が停止
する。
立てを完了した状態で水平に置き、オフセント調整ポテ
ンショメータ21−4をその中点近傍の基準位置に設定
した状態で電源をオンとすると、オフセント調整ポテン
ショメータ21−4による設定電圧とフォトポテンショ
メータ20の出力電圧(電極20bより導出される電圧
)が一致した点で、定点サーボがかかり振子12が停止
する。
この時、トルカコイル17は変位検出機構18゛の零点
に対しての振子12のずれをキャンセルす3 4 ベく力を発生しているので、このトルカコイル17に流
れる電流を零とするようにオフセンl−調整ボテンショ
メータ21−4による設定電圧を調整すれば、振子12
の機械的零点が決定されるものとなり、フォトポテンシ
ョメータ20の出力電圧とオフセソト調整ポテンショメ
ータ21−4により調整された設定電圧との差が振子1
2の検出変位量とされ、この検出変位量に応じた出力電
圧V。が変位検出回路21゛より出力されるものとなる
。
に対しての振子12のずれをキャンセルす3 4 ベく力を発生しているので、このトルカコイル17に流
れる電流を零とするようにオフセンl−調整ボテンショ
メータ21−4による設定電圧を調整すれば、振子12
の機械的零点が決定されるものとなり、フォトポテンシ
ョメータ20の出力電圧とオフセソト調整ポテンショメ
ータ21−4により調整された設定電圧との差が振子1
2の検出変位量とされ、この検出変位量に応じた出力電
圧V。が変位検出回路21゛より出力されるものとなる
。
すなわち、本実施例によるサーボ加速度計によれば、
■フレクチャー11のハネ定数Kが零でない、■フレク
チャー11の歪がある、 ■振子12は組み付は状態で鉛直方向にずれがある、 という場合でも、 fa)電気的に振子12の機械的零点調整が可能である
。
チャー11の歪がある、 ■振子12は組み付は状態で鉛直方向にずれがある、 という場合でも、 fa)電気的に振子12の機械的零点調整が可能である
。
(b)調整工程が簡素化する。
(C1変位検出機構18゛の位置調整機構が不要となり
信頼性が向上する。
信頼性が向上する。
また、バネ定数には製品の性能使用の範囲内で零でない
有限な値が許されるので、 (dlフレクチャー11の機械的強度が向上でき、製品
の対衝撃性が向上する。
有限な値が許されるので、 (dlフレクチャー11の機械的強度が向上でき、製品
の対衝撃性が向上する。
(e)フレクチャー11の加工および絹み付は時の取り
扱いが簡単となる。
扱いが簡単となる。
(f)フレクチャー11のコスI・ダウンを促進できる
。
。
また、フォトポテンショメータ20により広範囲にわた
ってリニアな振子12の変位検出が可能であるので、 (g+検出範囲逸脱による振子工2の振り切れ現象がな
い。
ってリニアな振子12の変位検出が可能であるので、 (g+検出範囲逸脱による振子工2の振り切れ現象がな
い。
(h)フレクチャー11の弾性領域内でスI・ソバを設
定すればよい。
定すればよい。
(i1ストソバの調整が不要である。
(j)lみ立て完了後、すぐに通電可能であり、調整作
業が簡単となる。
業が簡単となる。
また、変位検出回路21゛の回路構成が単純化するので
、 5 6 (k+コストダウンを促進できる。
、 5 6 (k+コストダウンを促進できる。
(1)信頼性が向上する。
さらに、フォトポテンショメータ20の出力インピーダ
ンスが比較的低いので、 (m+汎用バイポーラOPアンプが使用可能となる。
ンスが比較的低いので、 (m+汎用バイポーラOPアンプが使用可能となる。
また、フォトポテンショメータ2oの動作原理から明ら
かなように、変位検出回路21゛の利得はLBDl、6
の輝度変化に無関係であるので、LBDl6の輝度が変
化してもサーボ加速度計の開放利得に影響しないから、 (n)開放利得が安定しており、設計余裕度が向上する
。
かなように、変位検出回路21゛の利得はLBDl、6
の輝度変化に無関係であるので、LBDl6の輝度が変
化してもサーボ加速度計の開放利得に影響しないから、 (n)開放利得が安定しており、設計余裕度が向上する
。
(0)輝度変化補償回路が不要となる。
以上説明したことから明らかなように本発明によるサー
ボ加速度計によると、フォI・ポテンショメータの抵抗
値変化として振子の位置が検出され、このフォトポテン
ショメータの検出々力と可変可能に設定される設定出力
との差が振子の検出変位量とされ、この検出変位量に応
じた電流がコイルに流されるものとなるので、設定出力
の調整により振子の機械的零点を電気的に決定すること
ができるようになる等、従来のサーボ加速度計において
問題となっていた各種問題を一挙に解消し得る効果を奏
する。
ボ加速度計によると、フォI・ポテンショメータの抵抗
値変化として振子の位置が検出され、このフォトポテン
ショメータの検出々力と可変可能に設定される設定出力
との差が振子の検出変位量とされ、この検出変位量に応
じた電流がコイルに流されるものとなるので、設定出力
の調整により振子の機械的零点を電気的に決定すること
ができるようになる等、従来のサーボ加速度計において
問題となっていた各種問題を一挙に解消し得る効果を奏
する。
第1図は本発明に係るサーボ加速度計の一実施例を示す
回路構成図、第2図はこのサーボ加速度計に使用するフ
ォトポテンショメータの概略的な構造を示す平面図、第
3図はサーボ加速度計の動作原理を説明するためのブロ
ソク線図、第4図は従来のサーボ加速度計のメカ構造を
示す断面斜視図、第5図はこのザーボ加速度割における
変位検出a構の要部を示す平面断面図、第6図は第5図
におけるA方向矢視図、第7図はこのサーボ加速度計に
おいてその位置変位量Xと出力電圧V。との理想特性を
示す図、第8図はこのサーボ加速度計の回路構成図であ
る。 12・・・振子、12−■・・・スリツト、13113
−2・・・マグネツト、14.−1. 14−2・7 8 ・・コイル、17・・・トルカコイル、16・・・LE
D、18”・・・・変位検出機構、2o・・フォトポテ
ンショメータ、21゛ ・・・変位検出回路、21−4
・・・オフセフ1〜調整ボテンシElメータ、21−3
・・・opアンプ。
回路構成図、第2図はこのサーボ加速度計に使用するフ
ォトポテンショメータの概略的な構造を示す平面図、第
3図はサーボ加速度計の動作原理を説明するためのブロ
ソク線図、第4図は従来のサーボ加速度計のメカ構造を
示す断面斜視図、第5図はこのザーボ加速度割における
変位検出a構の要部を示す平面断面図、第6図は第5図
におけるA方向矢視図、第7図はこのサーボ加速度計に
おいてその位置変位量Xと出力電圧V。との理想特性を
示す図、第8図はこのサーボ加速度計の回路構成図であ
る。 12・・・振子、12−■・・・スリツト、13113
−2・・・マグネツト、14.−1. 14−2・7 8 ・・コイル、17・・・トルカコイル、16・・・LE
D、18”・・・・変位検出機構、2o・・フォトポテ
ンショメータ、21゛ ・・・変位検出回路、21−4
・・・オフセフ1〜調整ボテンシElメータ、21−3
・・・opアンプ。
Claims (1)
- 振子の変位量を検出しこの検出変位量に応じた電流を前
記振子に取り付けられたコイルに流すことにより前記振
子に加わる力に平衡する力を発生させるサーボ回路を備
えたサーボ加速度計において、前記振子の位置をこの振
子に設けられたスリットを通過する通過光の照射位置に
応じた抵抗値として検出するフォトポテンショメータと
、このフォトポテンショメータの検出々力と可変可能に
設定される設定出力との差を前記振子の検出変位量とし
て出力する変位検出回路とを備えてなるサーボ加速度計
。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1205609A JP2687242B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | サーボ加速度計 |
US07/565,230 US5055759A (en) | 1989-08-10 | 1990-08-09 | Servo accelerometer |
DE4025452A DE4025452C2 (de) | 1989-08-10 | 1990-08-10 | Servobeschleunigungsmesser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1205609A JP2687242B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | サーボ加速度計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0371061A true JPH0371061A (ja) | 1991-03-26 |
JP2687242B2 JP2687242B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16509706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1205609A Expired - Lifetime JP2687242B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | サーボ加速度計 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5055759A (ja) |
JP (1) | JP2687242B2 (ja) |
DE (1) | DE4025452C2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007256266A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Innalabs Technologies Inc | 光学角度感知を用いた補償加速度計 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5703292A (en) * | 1994-03-28 | 1997-12-30 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Sensor having an off-frequency drive scheme and a sense bias generator utilizing tuned circuits |
US5481914A (en) * | 1994-03-28 | 1996-01-09 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Electronics for coriolis force and other sensors |
DE69529793T2 (de) * | 1994-10-11 | 2003-10-23 | Fujikura Ltd., Tokio/Tokyo | Servo-Beschleunigungsmessaufnehmer |
JPH09318653A (ja) * | 1996-05-28 | 1997-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体センサ及びその出力調整方法 |
EP1007978A1 (de) * | 1997-08-28 | 2000-06-14 | Osram Opto Semiconductors GmbH & Co. OHG | Optisch-mechanischer beschleunigungssensor und passive sicherheitseinrichtung, insbesondere airbag-system |
KR20000038207A (en) * | 1998-12-04 | 2000-07-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Structure having comb using electromagnetic force and actuator and inertia sensing sensor using the same |
US6862322B1 (en) * | 2000-05-19 | 2005-03-01 | International Business Machines Corporation | Switchable-bandwidth optical receiver |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3798454A (en) * | 1972-04-25 | 1974-03-19 | Us Navy | Device for counting accelerations, measuring magnitudes thereof, recording and classifying the same according to magnitude |
US3789674A (en) * | 1972-10-27 | 1974-02-05 | Us Navy | Optical accelerometer |
CH565998A5 (ja) * | 1974-06-26 | 1975-08-29 | Fischer Peter | |
JPS5946340B2 (ja) * | 1977-09-24 | 1984-11-12 | 日本航空電子工業株式会社 | 加速度計 |
US4239963A (en) * | 1978-07-26 | 1980-12-16 | Rockwell International Corporation | Fiber optic accelerometer |
JPH0664084B2 (ja) * | 1985-04-16 | 1994-08-22 | シュルンベルジェ オーバーシーズ エス.エイ. | 光感震器 |
US4779463A (en) * | 1987-01-13 | 1988-10-25 | Systron Donner Corporation | Servo accelerometer |
US4930862A (en) * | 1988-01-20 | 1990-06-05 | The Babcock & Wilcox Company | Fiberoptic microbend accelerometer |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP1205609A patent/JP2687242B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-09 US US07/565,230 patent/US5055759A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-10 DE DE4025452A patent/DE4025452C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007256266A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Innalabs Technologies Inc | 光学角度感知を用いた補償加速度計 |
KR100860366B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2008-09-25 | 이나랩 테크놀로지스, 인크. | 광각감지 보상 가속도계 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2687242B2 (ja) | 1997-12-08 |
DE4025452C2 (de) | 1995-05-11 |
US5055759A (en) | 1991-10-08 |
DE4025452A1 (de) | 1991-02-21 |
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