JPH0419507A - トルク平衡型傾斜角測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は一般測量、地殻変動精密測量等の静的高精度の
傾斜測定および車両、船舶、ロボット等の動的傾斜測定
に用いて好適のトルク平衡型傾斜角測定装置に関するも
のである。

〈従来の技術〉 電子式傾斜計を構成する手段として直流Ｗｉ！計の計器
可動部に加わる重力トルクを利用する方法はすでに公知
の事実として知られている。（特公昭３４−３１４５号
「トルク測定装置」参照）また、これをもとにして具体
化されたものにインダクタンス型トルク平衡傾斜計があ
り、そのピックアップ部を直流電源型のインタラブ光電
変換器に取り替えた形式のものが特願昭５９−１９３２
９４号「回転運動体の慣性力動的トルク測定装置」に示
されている。また、インタラプタ光電変換器の伝達函数
を増大するための増幅素子を内蔵した高感度型を使用し
たものが時開昭和６２−１０６３１２号「トルク平衡型
傾斜角測定装置」に示されている。これを第７図に示す
。同図（イ）は平面図、（ロ）は要部側面図である。こ
れらの図に於て、Ｕは不平衡重錘（９）をもつゼロ中心
直流電流計、ｔは高感度インタラブ光電変換器Ｈ１、Ｆ
２を持つ検出部、（５０）は指示器、（５１）は直ｒＩ
Ｌ電源を示す。電流計部Ｕの本体となるゼロ中心直流計
ユニットは、トートバンド軸心（１３ａ）、（１３ｂ）
に支承され一端に不平衡重錘（９）をもつ可動コイル（
１）に給金された指針（２）は他端両側面に光反射面Ｆ
１、Ｆ２を有する。

反射面Ｆ１、Ｆ２よりそれぞれ一定距離を隔てて対向す
る左右対称位置に、高感度インタラブ光電変換器Ｈ１お
よびＦ２を固定する。高感度インタラプタ光電変換器Ｈ
１、Ｆ２では、それぞれ受光トランジスタＰＴｒｌ及び
ＰＴｒ２がトランジスタＴｒｉ及びＴｒ２にダーリント
ン接続され、それぞれ反射面Ｆ１、Ｆ２による発受光変
換値をダーリントン回路により高倍率で増幅されている
。

第８図はインタラプタ光電変換器の特性を示すもので同
図（イ）は中央平衡位置をゼロ中心とする反射面Ｆ１、
Ｆ２の正負距離に対する発受光変換値特性を、同図（ロ
）は差動出力特性を示すもので、この高感度型インタラ
プタ光電変換器の左右の素子面と反射面との間隔と検出
電流の関係が比例する範囲を利用して、フィードバック
作動範囲に設定し、この範囲内で出力差電流を負帰還す
る方式としている。すなわち、第３図は本発明の動作ブ
ロックを示す図であるが従来技術の動作も同様であるの
で同図に従って説明すると、検出部ｔの伝達函数Ｇｔを
、素子面及び反射面間の距離対発受光変換値比の伝達函
数Ｇｄと該受光入力対電流出力比の伝達函数Ｇａの積が
検出部の伝達函数Ｇｔとなって、高感度型のインタラプ
タ光電変換器のダーリントン回路により、後段に補助増
幅器を設ける必要がないものが実現されている。また第
３図に示すように重力分の入力トルクＴｉとフィードバ
ックトルクＴｆとの差トルクεが検出部の前向きのルー
プ伝達函数Ｇｔによって出力値ＥＯに変換され、該出力
は後向きのフィードバックルーズの伝達函数Ｇｆを介し
てフィードバックトルクＴｆとなるものが実現されてい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来技術のトルク平衡方式により傾斜角計測を行う手段
として、インタラプタ光電変換器を使用する場合、第８
図（イ）に示すように左右の素子面と反射面との間隔に
左右出力の平衡点を中心とする正負出力の限界点Ｍ１お
よびＭ２が存在するため、この左右の素子面と反射面と
可変間隙の最大値をオン・オフ境界域の限界距離以下に
設定する必要がある。これは左右素子面と反射面との間
の特性をＭｌ、Ｍ２以下の比例域を負帰還作動域にとれ
ば、その外側Ｍ１、Ｍ２以上の領域では正帰還動作域と
なる。従って負帰還動作中何らかの外的要因により、可
動部が負帰還域を逸脱して、正帰還域に入った場合、自
動制御が不能になり反射面が画素子のいずれかの面に吸
着される。すなわち、トルク平衡運動が不可能になる。

従って前述した可変間隙の最大値を、オン・オフ境界域
の限界距離以下に設定することは極めて重要である。

すなわち、素子面から限界距＠Ｍｌ、Ｍ２までの距離は
通常のインタラプタ光電変換器では約１ｍｍ程度以下で
、実際には同変換器の限界距離に固体間誤差があり、ま
た同一距離での検出電流にも固体間誤差があって、この
範囲は一般的なインクラブタ光電変換素子では通常３〜
４倍程度である。従って、左右の素子特性をほぼ同一の
ものにして同一距離で同一検出電流を出力する条件にて
、検出差電流が負帰還されるとき最適条件となるがこの
条件を満足するための機器調整することおよび位置設定
することは左右に素子が分離して配置され、別々に調整
する必要があるため極めて微妙で困難である。

また、インタラプタ光電変換素子の左右の検出電流を各
々Ａ、　　Ｂとすると、このとき−の検出差電流工１は
次式のようになる。

１１＝Ａ−Ｂ　　　　　　　　　　（１）また、温度及
び電源変動による影響は、インタラブブタ光電変換素子
の左右の検出電流が同一ランクの素子を使用しているの
で同一比率で作用すると考えて良く、このときの変化率
を７１とすると（１）式は次のようになる。

１１．１＝Ａη１−Ｂｉ２ ＝７１　（Ａ−Ｂ）　　　　　　　（２）従って、検出
差電流を負帰還する従来技術では温度および電源変動に
よって、インタラプタ光電素子の発光強度が変化するこ
と、およびダーリントン接続された受光トランジスタの
電流増幅率が変化することにより、左右の検出電流は変
化率η１の影響を受けるため、測定値の再現性において
支障をきたす欠点がある。

第７図（イ）に於て、インタラプタ光電変換素子を使用
した従来技術では左右者々の検出電流はダーリントン接
続された受光ランジスタＰＴｒｌ及びＰＴｒ２とトラン
ジスタＴｒｉ及びＴｒ２に接続された負荷抵抗ＲＬＩ、
およびＲＬ２によるコレクタ電圧として検出される。こ
の電圧を各々、ＶＡ、ＶＢ、可動コイル（１）の内部抵
抗をｒ、コイルを流れる検出差電流を工２とすると次式
が成立する。

ＶＡ−ＶＢ Ｉ２＝ 但し、　ＶＡ＝Ａ−ＲＬＩ ＶＡ＝Ｂ　　−ＲＬ２ すなわち、従来技術では検出差電流工２は可動コイルの
内部抵抗ｒに反比例する。

また、インタラプタ光電変換素子による温度および電源
変動による変化率をη１、可動コイルの内部抵抗の温度
変動による変化率η２とすると（３）式は次のようにな
る。

η　１　　（ＶＡ−ＶＢ） Ｉ２ｔ７＝ η　２　・　ｒ ＶＡ−ＶＢ ＝η　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
４）η　１ 但し　η＝ η　２ 従って、可動コイルに負帰還される電流工２は温度及び
電源変動の影響を受ける。すなわち、第３図に示すブロ
ック図において、可動コイルに負帰還される電流工２に
よる電流トルクＴｆはη倍の影響を受は前向きの伝達函
数Ｇｔが充分大きくても出力電圧ＥＯは誤差成分を含む
ため、測定値の再現性において支障をきたす欠点がある
。

また、可動コイルに接続されている指針は回転軸を支点
として円弧運動をしているのでインタラプタ光電変換素
子によって得られる傾斜角による検出差電流は当該電流
の正弦に比例するので検出出力電圧ＥＯは後段で補正す
る必要があり傾斜角に対して直線的な出力を必要とする
場合は不便であった。

従って、本発明はこれらの問題点を解決することを目的
としている。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は前述の問題点を解決するために、ゼロ中心直流
電流の可動コイルに結合された一端に不平衡重錘をもつ
指針の他方先端の重力重錘に反射面を設け、この反射面
に対向距離を隔てて、指針の可動方向に対して直角に長
方体の一端が斜めに切断された透明アクリル又はガラス
の先導波路の一端に発光素子と位置検出素子を配置し、
発光素子からの光出力が光導波路内を空気層との全反射
により伝播し、傾斜角に対応して可動する指針の先端に
設けられた反射面に照射され、この反射位置からの反射
光を再び先導波路を伝播して、位置検出素子に導くこと
が可能な同一光軸型の先導波路を配置する手段、または
可動コイルに結合された指針の先端に不平衡重錘を持ち
他方先端に重力重錘を有する指針の可動方向に対して直
角に指針を中心に対向距離を隔てて、一方に反射鏡を設
は対向する他方に長方体の一端が斜めに切断された透明
アクリル又はガラスの光導波路の一端に発光素子と位置
検出素子を配置し、発光素子からの光が先導波路内を空
気層との全反射により伝播し、対向する反射面に照射さ
れた光が傾斜角に対応して可動する指針にて遮光する暗
部を持つ光信号を再び光導波路を伝播して、位置検出素
子に導くことが可能な同一光軸型の光導波路を配置する
手段を有し、検出部は電流計部と容易に分離、組立が可
能となる手段を有する。

また、位置検出素子は反射光位置を検出することが可能
な光位置検出素子または反射光または遮光位置を検出す
ることが可能な二分割位置検出素子を用いる手段、及び
指針が回転軸に対して描く半径に対応した曲率を有する
二分割位置検出素子を用いる手段を有する。

また、発光素子は同素子の光出力を安定的に駆動させる
ことが可能な手段を有する。

一方、光位置検出素子および二分割位置検出素子の検出
電流を電圧値に変換する回路、左右の検出電圧の総和お
よび検出差電圧を演算する回路、これらの電圧の比を演
算する回路、この演算出力を定電流出力にて可動コイル
に負帰還する手段、または、二分割位置検出素子および
光位置検出素子の検出電流を電圧値に変換する回路、こ
の出力をディジタル値に変換し処理演算するワンチップ
マイクロコンピュータ部と同出力をアナログ電流値に変
換するＤ／Ａ変換器より構成され、当該出力を定電流出
力として電流計の可動コイルに負帰還し、自動制御ルー
プを形成する手段を有する。

〈作用〉 本発明においては光学的に同一光軸となる光導波路を可
動する指針に対し直角に配置することで光導波路は可動
部との対向設定距離と傾斜角に対応する光位置に対して
は無関係となる作用をし、過振防止ストッパーの作用に
より外力又は電源投入時の初期状態により可動部が負帰
還域を逸脱してトルク平衡運動が不可能となることがな
く、特に光位置検出素子を使用する場合は可変間隙の最
大値が広く設定でき、可動部の左右平衡位置設定を容易
にする作用を有する。すなわち、機器調整時の位置設定
は容易になる作用を持つ。また、位置検出素子の左右出
力を各々Ａ、　　Ｂとしコイルへの帰還電流を工３とす
ると各々の出力の和Ａ＋Ｂと差Ａ−Ｂの比を求めると次
式で示される。

−Ｂ Ｉ３＝　　α　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（５）Ａ＋Ｂ 但し、α：可動コイルの感度によってきまる定数また、
温度及び電源変動の影響は一個の光源に対する位置検出
素子の各々の出力に対して同一比率で作用すると考えて
良いので、この変化率を７３とすると（５）式は次の示
される。

η３Ａ−η３Ｂ Ｉ３＝　　α η　３　Ａ　＋　η　３　Ｂ η　３　　（Ａ−Ｂ） ＝　α　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（６）η　３　　（Ａ＋Ｂ） すなわち、（６）式は（５）式に対して何等影響を受け
てないので光源の温度及び電源変動による発光出力の変
化に対して無関係に働く作用を持つ。

また、可動部の傾斜角に対する出力変化は可動部が円弧
運動していることから正弦に比例して出力されるため、
曲率を持った検出素子の作用により、直線化した出力と
する作用を有する。

また、可動コイルに定電流出力として負帰還するとき可
動コイル自身の温度変化による内部抵抗ｒに変化があっ
ても可動コイルを流れる電流に対して無関係となるよう
に作用するのでこの影響を回避する作用を有する。

〈実施例〉 第１図は本発明の第１実施例を示すもので、Ｕは電流計
部、ｅは検出部、ｐはアナログ演算・制御部、ｎは表示
部である。第２図に於て検出部ｅは光導波路（４）、シ
リンドリカルレンズ（５）、発光素子（６）、位置検出
素子（７）、可動コイル（１）に結合された指針（２）
の先端に接続され、光導波路（４〉に対向して反射面Ｆ
３を有する重力重錘（３）および指針の振れ幅を制限す
るストッパー（８）であり、同検出部はこれらの部品に
て構成されることを特徴としてν）る。

同検出部に於て、本実施例の位置検出素子（７）は−次
元光位置検出素子であり同検出素子に光スポットが入射
すると入射位置には光エネルギ一番ご比例した電荷が発
生し、光電流として抵抗層を通り、左右の電極より取り
出され、開光スボ・ントの重心位置が検出されるもので
ある。

第２図は本第１実施例の動作を示した光導波路を中心と
する検出部の詳細を示す図である。同図において（イ）
は先導波路周辺の上面図、（ロ）は同側面図、（ハ）は
光位置検出素子の受光面ｐ−ｐ’断面を示す図であり、
（ニ）は反射面（３）のＥ、−Ｅ’断面を示す図である
。また、光導波路（４）は直方体をした透明アクリル又
はガラスで垂直軸方向の厚みが約３〜５ｍｍ程度で、水
平軸方向は垂直軸方向の厚みよりも十分大きく、指針の
可動方向での光導波路内の反射による影響を受けない程
度の大きさとし、一端は斜めに切断され、他端にシリン
ドリカルレンズ（５）が結合された構成を有している。

今、発光素子（６）から光導波路（４）の斜め切断旧情
に入射角ｌで入射するとこの光は先導波路（４）内を空
気層との全反射により角度ｍで入射及び反射して伝播し
、シリンドリカルレンズ（５）側に向い、同レンズ効果
により同図（ニ）のｈ−ｈ’に示すようなスリット状の
光が投影される。このスリット状の光に対し、反射面（
３）が傾斜角に対応して中央に位置するとき、その反射
光は再びシリンドリカルレンズ（５）を介して光導波路
（４）を垂直軸方向には全反射を繰り返しながら伝播し
、水平軸方向には直接位置検出素子（７）側にスリット
状の光ｋが投影される０反射面位置（３ａ）、（３ｂ）
に対応するスリット光は各々ｋａ、ｋｂとなって投影さ
れ、位置検出素子（７）を配置することで、傾斜角の変
位に対応した電気信号に変換することが可能となる。

第６図は本発明の断面図を示す。同図（イ）は正面図、
同図（ハ）は本第１実施例の側面図である。同図に於て
電流計部Ｕの本体となるゼロ中心直流電流計ユニットは
（１３ａ）、（１３ｂ）のトートバンド軸に支承され一
端に不平衡重錘（９）をもつ可動コイル（１）に結合さ
れた指針（２）はその他端側面に光反射面Ｆ３を有する
反射面（３）を有するもので検出部ｅはプリント基板（
１５）の上に光導波路（４）と保護カバー（１２）の間
に空気層間隙（１７）を有し、発光素子（６）、位置検
出素子（７）およびストッパー（８）が一体接続された
構造を成し、接触子（１６ａ）、（１６ｂ）にて可動コ
イル（１）に接続され、容易に電流計部Ｕと分離、組立
出来る特徴を有する。

（１８ａ）、（１８ｂ）は組立時の固定ネジである。ま
た、電流計部Ｕおよび検出部ｅはこれらを支える支持台
、外来光を遮光する暗箱の機能を有する保護カバー（１
４ａ）、（１４ｂ）にて覆われる構造を有する。

また、第１図の演算・制御部ｐについて（３７）は発光
素子の光出力を安定させ駆動・制御する回路、（３１）
、（３２）は位置検出素子のＡおよびＢ端子より出力さ
れる光′ＷＬ流を電圧値に変換する回路、（３３）はＡ
およびＢ端子出力の差電圧を演算し、（３４）は同和電
圧を演算する回路、（３５）はＡおよびＢの差電圧を和
電圧で除する機能を有する除滴算回路、（３６）は除滴
算回路出力値を電流値に変換し定電流出力にて電流計部
Ｕに電流帰還するＶ／Ｉ変換回路である。また、同図表
示部ｎについて（３８）は出力電圧が傾斜角に対して正
弦に比例しているのでこれを傾斜角に対して直線的に比
例するように補正する直線化補正回路、（３９）はアナ
ログ電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路、（４
０）はデジタル表示部である。すなわち、当該演算手段
により、位置検出素子（７）に入射するスリット光の強
度に無関係に傾斜角に対応する電気信号が得られるアナ
ログ演算・制御方式の傾斜角測定装置となる。

第４図は本発明の第２実施例を示す。同図に於て第１実
施例と同一符号のものは相当部分を示し、第１実施例の
場合との相異点を中心に説明をする。

同図に於てｄは検出部、ｑはデジタル演算・制御部、ｎ
は表示、部である。検出部ｄに於て、（７）は位置検出
素子、（１０）は指針先端の重力重錘、（１１）は導波
路に対面して配置された反射面であり、同検出部はこれ
らの部品と第１実施例同様の導波路、発光素子、過振防
止ストッパーにて構成されることを特徴としている。同
検出部に於て本実施例の位置検出素子（７）は二分割位
置検出素子であり、受光素子が二分割された構成で、当
該素子に暗スリット（スポット）が照射される時、各々
の素子出力が位置情報となる一 第５図は位置検出素子に半径ｒ１の曲率をつけた二分割
受光素子を示す図である。同図において（２）は可動コ
イルの指針、（１０）は重力重錘、（７ｂ）は曲率を有
する二分割位置検出素子である。第１実施例の一次元光
位置検出素子および本第２実施例の曲率のない通常の二
分割位置検出素子の場合、位置検出出力は正弦に比例す
るが二分割位置検出素子に曲率をもたせることにより傾
斜角に対する指針の振れによる位置検出素子の出力電流
は傾斜角θに対して半径ｒ１が常に一定のため位置検出
出力は補正を必要とせず、本発明の実施例の検出部に適
用できる。

検出部ｄに於てその動作について説明する。発光素子（
６）より、導波路（４）に入射し、導波路（４）内を第
１実施例の場合と同様に空気層との間で全反射を繰り返
しながら伝播し、シリンドリカルレンズ（５）を介して
、反射面（１１）にスリット状の光が投影される。導波
路（４）と反射面（１１）の中間位置に可動コイル（１
）に結合された指針（２）が配置される。この場合の指
針（２）は反射しにくい塗装色および構造とし、導波路
（４）から反射面（１１）に向かう光を遮光するように
機能する。従って、反射面（１１）によって反射される
光は再び導波路（４）Ｉｇにシリンドリカルレンズ（５
）を介して戻るとき指針（２）の傾斜角に対する位置は
暗スリットとなり全反射を繰り返して、位置検出素子（
７）に到達する。すなわち、第１実施例の場合、指針（
２）の位置が明部スリット光となり他は暗部として位置
検出素子側に到達するが第２実施例の場合、指針（２）
の位置が暗スリットとなり、池は明部反射光として位置
検出素子に到達し、傾斜角の変位に対応した電気信号に
変換することが可能となる。

第６図（ロ）は本第２実施例の要部渕面図である。同図
に於て、第１実施例の場合と同様に一体接続された構造
を成し、容易に電流計部Ｕと分離、組立でき、可動コイ
ル（１）に結合された指針（２）の先端の重力重錘は先
導波路（４）より下部に位置するように構成され、指針
（２）の可動位置を検出できる特徴を有する。

また、第４図の演算・制御部ｑに於て、（４１）はワン
チップマイクロコンピュータ、　（３９）はデジタル表
示値をアナログ電流を出力するＡ／Ｄ変換回路であり、
検出部ｄの出力電流をＩ／Ｖ変換回路（３１）、（３２
）により各々電圧値に変換し、（３９）のＡ／Ｄ変換器
により各々ディジタル値に変換する。ワンチップマイク
ロコンピュータ（４１）のプログラムにより演算し、（
４２）のＤ／Ａ変換器でアナログ電流値に変換し定電流
出力として可動コイルに負帰還する。また、同図の表示
部ｎについて、（４０）はデジタル表示部である。すな
わち、第１実施例場合と同様にこの値を蚤々Ａ、　　Ｂ
とするとワンチップマイクロコンピュータ（４１）によ
り、第１実施例の場合のアナログ演算と同様に各々の出
力の和Ａ＋Ｂと差Ａ−Ｂの比をプログラムにより演算す
ることで、位置検出素子（７）に入射する光の強度に無
関係に傾斜角に対応する電気信号が得られるデジタル演
算・制御方式の傾斜角測定装置となる。

本発明において、第１実施例の演算・制御部ｐの代わり
に第２実施例の演算・制御部ｑを適用し、第２実施例の
演算・制御部ｑの代わりに第１実施例の演算・制御部ｐ
を適用しても良い。第１実施例の検出部に使用する位置
検出素子（７）は−次元光位置検出素子を用いているが
通常の二分割位置検出素子または曲率を持った二分割位
置検出素子いずれを用いても良い。また、本発明では直
流電流計の軸芯をトートバンド型のものとしたがピボッ
ト型軸芯のものでも良い。また、検出部は若干反射面に
投影されるスリット光の線幅の拡大を許せばシリンドリ
カルレンズ（５）はなくても本発明の機能は損なわれな
い。

また、第３図は本発明の動作を示すブロック図である。

同図に於て、Ｔｉは重力分入力トルク、Ｔｆは可動トル
クに負帰還される電流トルク、εは両トルクＴｉとＴｆ
との差である。すなわち、自動制御の理論によれば第３
図のトルク平衡ブロック図において前向きのループの伝
達函数Ｇｄ、Ｇａの利得が充分に大きければトルク平衡
の精度に無関係であり、この精度は後向きのループＧｆ
によって決定される。従って、従来光源が２個で検出部
出力の差電圧を可動コイルに印加することにより、可動
コイルに帰還する方式をしていたが本発明では１個の光
源で検出部出力の差電圧と和電圧の比を演算し、この出
力を定電流出力として可動コイルに負帰還することによ
り、安定度及び精度の向上を計り、後向きの伝達関数Ｇ
ｆに与える影響を軽減している。従来、検出部は可動コ
イル（１）に結合された指針（２）の可動方向に対して
対面方向にインタラプタ光電変換器を２領配置していた
が本発明では指針（２）の可動方向に対して直角に先導
波路（４）を配置し、当該光導波路と発光素子（６）お
よび受光素子を一体型とした同一光軸構造の検出部とす
ることで、光学調整の簡素化を計っていることを特徴と
している。

〈発明の効果〉 本発明の効果は次の通りである。

（イ）検出部を可動コイルの指針の可動方向に対し、直
角に光導波路を配置し、当該光導波路と発光および受光
素子を一体型とした同一光軸構造の構成とすることで光
学的な位置決めを容易にし、過振防止ストッパーにより
負帰還動作を逸脱することがなく、従って、分離・組立
・調整作業を容易にする効果がある。

（ロ）検出部の検出方式を従来２領の光源を２領の受光
素子で検出し、各々の差電圧を可動コイルに印加するこ
とににより可動コイルに帰還する方式としていたが本発
明では発光素子を１個とし、位置検出素子に対し、発光
出力が左右の検出値に一様に作用する効果を有し、この
出力の総和と差成分の比を演算し、定電流出力として可
動コイルに負帰還することにより、温度及び電源変動に
よるドリフトの影響を軽減する効果を持ち、高精度で高
安定の傾斜角測定装置を得ることができる。

（ハ）従来、傾斜角測定出力は正弦に比例した出力をし
ていたが曲率を有する位置検出素子によれば直線化出力
が容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の構成を示す図、第２図は先導波路
を中心とする検出部の詳細を示す図、第３図は本発明の
動作を示すブロック図、第４図は第２実施例の構成を示
す図、第５図は曲率をつけた二分割位置検出素子の動作
を示す図、第６図は本発明の第１および第２実施例の断
面図、第７図はインタラプタ変換器を用いた従来技術の
実施例を示す図、第８図はその特性を示す図である。 （１）・・・可動コイル、（２）・・・指針、（３）・
・・指針に接続された反射面、（４〉・・・光導波路、
（５）・・・シリンドリカルレンズ、（６）・・・発光
素子、（７）・・・位置検出素子、（８）・・・ストッ
パー、（９）・・・不平衡重錘、（１ｏ）・・・重力分
重錘、く１１）・・・反射面、Ａ、　　Ｂ・・・位置検
出素子出力、ｇ・・・対向距離、Ｔｉ・・・重力分入力
トルク、Ｔｆ・・・フィードバックトルク、ε・・・入
力トルクとフィードバックトルクの差成分、Ｇｔ・・・
前向きの伝達関数、Ｇｆ・・・後向きの伝達関数 特許出願人　オプトロ技研株式会社 代表者　用材　雅範 （イ） （ロ） 第７図 顕鉢 （伺 （ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゼロ中心直流電流計の可動コイルに結合された一端
   に不平衡重錘をもつ指針の他方先端に重力重錘を設け、
   指針の可動方向に対して直角に対向距離を隔てて、発受
   光が光学的に同一光軸で、発光及び位置検出素子を設け
   た光導波路と指針の過振防止ストッパーから成り、可動
   する指針の変位に対応した反射光信号の位置検出が可能
   な検出部と同検出部からの検出値の総和と差成分の比を
   演算し、定電流出力として可動コイルに負帰還する演算
   ・制御部から成ることを特徴とするトルク平衡型傾斜角
   測定装置。 ２、請求項１に記載した傾斜角測定装置において、可動
   する指針先端の重力重錘に反射面を設け、検出部を同反
   射面を含む構成とし、同反射面に該発光素子より照射さ
   れ反射された光信号を検出部の位置検出素子に導くトル
   ク平衡型傾斜角測定装置。 ３、請求項１に記載した傾斜角測定装置において、可動
   する指針の先端に重力重錘と指針を中心に導波路に対し
   対向距離を隔てて反射面を設け、検出部を同反射面及び
   指針を含む構成とし、同反射面に該発光素子より照射さ
   れた光と指針により遮光された暗部にて得られる光位置
   信号を検出部の位置検出素子に導くトルク平衡型傾斜角
   測定装置。 ４、請求項１に記載した傾斜角測定装置において、可動
   する指針の半径に対応する曲率をつけた位置検出素子を
   持ち傾斜角に対して直線的な出力を有するトルク平衡型
   傾斜角測定装置。