JPH0481608A - 傾斜センサおよび傾斜角測定装置 - Google Patents
傾斜センサおよび傾斜角測定装置Info
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- JPH0481608A JPH0481608A JP19580390A JP19580390A JPH0481608A JP H0481608 A JPH0481608 A JP H0481608A JP 19580390 A JP19580390 A JP 19580390A JP 19580390 A JP19580390 A JP 19580390A JP H0481608 A JPH0481608 A JP H0481608A
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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】
ｆａｌ産業上の利用分野
この発明は、ある物体の水平面に対する傾斜を検出する
傾斜センサおよびそれを用いた傾斜角測定装置に関する
。
傾斜センサおよびそれを用いた傾斜角測定装置に関する
。
（ｂ）従来の技術
従来より、例えばジャイロコンパスにおいてその垂直環
の傾斜を測定するために、第５図に示すような電解液水
準器からなる傾斜センサが用いられている。
の傾斜を測定するために、第５図に示すような電解液水
準器からなる傾斜センサが用いられている。
第５図において１０は湾曲させたガラス管であり、その
内部に３つの電極１１．１２．１３がそれぞれ設けられ
、ガラス管外部にそれぞれリート線１４．１５．１６が
引き出されている。ガラス管１０の内部には電解液１７
が所定量封入されている。
内部に３つの電極１１．１２．１３がそれぞれ設けられ
、ガラス管外部にそれぞれリート線１４．１５．１６が
引き出されている。ガラス管１０の内部には電解液１７
が所定量封入されている。
このように構成された傾斜センサが傾斜すれば、ガラス
管内の電解液１７の水平面が相対的に傾斜し、電極１１
−１２間の電気抵抗と電極１１−１３間の電気抵抗とに
差が生じる。この電気抵抗の差を電圧信号として検出し
て傾斜角度を測定するようにしている。
管内の電解液１７の水平面が相対的に傾斜し、電極１１
−１２間の電気抵抗と電極１１−１３間の電気抵抗とに
差が生じる。この電気抵抗の差を電圧信号として検出し
て傾斜角度を測定するようにしている。
（Ｃ１発明が解決しようとする課題
前述の電解液水準器による傾斜センサはジャイロコンパ
スの垂直環の傾斜を測定する場合のように小型軽量が要
求される箇所に適用し得るものであるが、次のような欠
点を備えていた。
スの垂直環の傾斜を測定する場合のように小型軽量が要
求される箇所に適用し得るものであるが、次のような欠
点を備えていた。
■ガラス管の製法上正確に左右対称形にすることは困難
であり、正確な左右対称特性が得難い。
であり、正確な左右対称特性が得難い。
■内部に封入する電解液は電気化学的に安定で一定の導
電率が保たれるように、その組成が定められていて、電
解液の粘度を自由に変更することはできない。そのため
使用目的に応じた応答性を有する傾斜センサを適宜構成
することは困難である。
電率が保たれるように、その組成が定められていて、電
解液の粘度を自由に変更することはできない。そのため
使用目的に応じた応答性を有する傾斜センサを適宜構成
することは困難である。
■容器には電解液に対し化学的に安定なガラス管が必要
とされるが、製造過程でガラス管に気泡が生じやすく、
そのため強度が低い。例えば傾斜を測定すべき部材にガ
ラス管を接着した際、その接着部にクラックが生じやす
い。
とされるが、製造過程でガラス管に気泡が生じやすく、
そのため強度が低い。例えば傾斜を測定すべき部材にガ
ラス管を接着した際、その接着部にクラックが生じやす
い。
この発明の目的は、小型軽量で且つ前述した欠点のない
全く新規な原理に基づく傾斜センサおよびそれを用いた
傾斜角測定装置を櫂供することにある。
全く新規な原理に基づく傾斜センサおよびそれを用いた
傾斜角測定装置を櫂供することにある。
ｆｄ１課題を解決するための手段
この発明の傾斜センサは、容器内に磁性流体とこの磁性
流体とは比重の異なる他の液体または気体を封入し、容
器の傾斜に基づき上記磁性流体が相対的に移動してルー
プ内の磁性流体断面積が変化する位置に差動コイルを設
け、上記容器の外部にＬ記差動コイル全体と磁界結合す
る外部コイルを設けてなり、 上記差動コイルと一ヒ記外部コイル間の相互インダクタ
ンスおよびその極性から容器の傾斜を検出できるように
したことを特徴とする。
流体とは比重の異なる他の液体または気体を封入し、容
器の傾斜に基づき上記磁性流体が相対的に移動してルー
プ内の磁性流体断面積が変化する位置に差動コイルを設
け、上記容器の外部にＬ記差動コイル全体と磁界結合す
る外部コイルを設けてなり、 上記差動コイルと一ヒ記外部コイル間の相互インダクタ
ンスおよびその極性から容器の傾斜を検出できるように
したことを特徴とする。
また、この発明の傾斜角測定装置は、容器内に磁性流体
とこの磁性流体とは比重の異なる他の液体または気体を
封入し、容器の傾斜に基づき上記磁性流体が相対的に移
動してループ内の磁性流体断面積が変化する位置に差動
コイルを設け、上記容器の外部に上記差動コイル全体と
磁界結合する外部コイルを設けてなる傾斜センサと、上
記差動コイルまたは外部コイルの何れか一方に交流信号
を印加する手段と、 他方のコイルに発生する交流信号の大きさおよび位相を
検出する手段とからなる。
とこの磁性流体とは比重の異なる他の液体または気体を
封入し、容器の傾斜に基づき上記磁性流体が相対的に移
動してループ内の磁性流体断面積が変化する位置に差動
コイルを設け、上記容器の外部に上記差動コイル全体と
磁界結合する外部コイルを設けてなる傾斜センサと、上
記差動コイルまたは外部コイルの何れか一方に交流信号
を印加する手段と、 他方のコイルに発生する交流信号の大きさおよび位相を
検出する手段とからなる。
（ｅ）作用
この発明の傾斜センサの原理図を第１図（Ａ）（Ｂ）に
示す。第１図（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は側面断面図
である。第１図において１は偏平な円盤状の容器であり
、その内部に所定量の磁性流体２が封入されている。こ
の例では容器内の磁性流体以外の空間には空気が存在す
る。また容器１内部のほぼ中央部にはループの巻回方向
が互いに異なる２つのループを接続してなる差動コイル
３が設けられている。そして容器１の外部には差動コイ
ル３と磁界結合する外部コイル４が設けられている。図
に示すように差動コイル３のループ内の一部に磁性流体
２が存在し、容器１全体が傾斜（回動）すれば、差動コ
イル３の２つのループ内の磁性流体断面積が一方では増
大し、他方では減少する。差動コイル３と外部コイル４
との磁界結合はループ内の透磁率で定まり、透磁率の高
い磁性流体２のループ内断面積にほぼ比例する。
示す。第１図（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は側面断面図
である。第１図において１は偏平な円盤状の容器であり
、その内部に所定量の磁性流体２が封入されている。こ
の例では容器内の磁性流体以外の空間には空気が存在す
る。また容器１内部のほぼ中央部にはループの巻回方向
が互いに異なる２つのループを接続してなる差動コイル
３が設けられている。そして容器１の外部には差動コイ
ル３と磁界結合する外部コイル４が設けられている。図
に示すように差動コイル３のループ内の一部に磁性流体
２が存在し、容器１全体が傾斜（回動）すれば、差動コ
イル３の２つのループ内の磁性流体断面積が一方では増
大し、他方では減少する。差動コイル３と外部コイル４
との磁界結合はループ内の透磁率で定まり、透磁率の高
い磁性流体２のループ内断面積にほぼ比例する。
差動コイル３の２つのループ内の磁性流体断面積が等し
い時、差動コイル３と外部コイル４間の磁界結合がキャ
ンセルされて相互インダクタンスは０であるが、容器１
が傾斜して差動コイル３０２つのループ内の磁性流体断
面積に差が生しれば、その差に応じた相互インダクタン
スが発生する。
い時、差動コイル３と外部コイル４間の磁界結合がキャ
ンセルされて相互インダクタンスは０であるが、容器１
が傾斜して差動コイル３０２つのループ内の磁性流体断
面積に差が生しれば、その差に応じた相互インダクタン
スが発生する。
そしてその極性は容器１の傾斜方向によって定まる。
この発明の請求項（２）に係る傾斜角測定装置では、原
理図として示した第１図のような傾斜センサの差動コイ
ルの端子Ｔ１または外部コイルの端子Ｔ２の何れか一方
に交流信号を印加し、他方のコイルに発生ずる交流信号
の大きさおよび位相を検出することによって傾斜角を測
定する。前述したように容器１の傾斜方向および傾斜角
度に応じて差動コイル３と外部コイル４間の相互インダ
クタンスの極性およびその値が定まるため、容器１が水
平状態であれば他方のコイルには交流信号が発生せず、
容器の傾斜方向および傾斜角度に応じて他方のコイルに
発生ずる交流信号の位相とその大きさが定まる。このこ
とによって傾斜センサの取り付けられた物体の傾斜角を
測定することができる。
理図として示した第１図のような傾斜センサの差動コイ
ルの端子Ｔ１または外部コイルの端子Ｔ２の何れか一方
に交流信号を印加し、他方のコイルに発生ずる交流信号
の大きさおよび位相を検出することによって傾斜角を測
定する。前述したように容器１の傾斜方向および傾斜角
度に応じて差動コイル３と外部コイル４間の相互インダ
クタンスの極性およびその値が定まるため、容器１が水
平状態であれば他方のコイルには交流信号が発生せず、
容器の傾斜方向および傾斜角度に応じて他方のコイルに
発生ずる交流信号の位相とその大きさが定まる。このこ
とによって傾斜センサの取り付けられた物体の傾斜角を
測定することができる。
ｆｆ）実施例
この発明の実施例である傾斜センサの構造を第２図（Ａ
）、（Ｂ）および第３図（Ａ）、（Ｂ）に示す。第２図
（Ａ）は第２図（Ｂ）におけるＡへの矢視断面図、第２
図（Ｂ）は第２［ａ （Ａ）におけるＢ−Ｂの矢視断面
図である。また第３図（Ａ）は容器および外部コイル固
定枠の片側のみ表す正面図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ
）におけるＢ−Ｂの矢視断面図である。
）、（Ｂ）および第３図（Ａ）、（Ｂ）に示す。第２図
（Ａ）は第２図（Ｂ）におけるＡへの矢視断面図、第２
図（Ｂ）は第２［ａ （Ａ）におけるＢ−Ｂの矢視断面
図である。また第３図（Ａ）は容器および外部コイル固
定枠の片側のみ表す正面図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ
）におけるＢ−Ｂの矢視断面図である。
第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、容器２１には２６
ａ〜２６ｄで示す４つの部屋が設けられていて、２７ａ
〜２７ｄで示す空気通路で互いに連絡されている。第３
図に示した形状を有する片側容器を互いに２つ重ね合わ
せることによって１つの容器および１つの外部コイル固
定枠を形成する。その際、第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように容器２１内の２つの部屋（第３図（Ａ）に示した
２ ６ ａ、 ２６ ｂ）にそれぞれコイル２３２．
２３ｂを収納し、差動接続する。一方外部コイル間定枠
２５には外部コイル２４を取り付ける。また容器２１内
には図に示すように差動コイル２３ａ２３ｂのループ内
の半分の高さに磁性流体２２が溜るように磁性流体を注
入する。この磁性流体としては、カルボニル鉄やマグネ
タイト等の極微粒子の表面を界面活性剤で処理し、シリ
コン油や水等にけん濁させたものを用いる。また、容器
の材料としては非磁性、非導電性、熱安定性および加工
性に優れたもの、例えば切削加工可能なセラミクス材料
が適している。
ａ〜２６ｄで示す４つの部屋が設けられていて、２７ａ
〜２７ｄで示す空気通路で互いに連絡されている。第３
図に示した形状を有する片側容器を互いに２つ重ね合わ
せることによって１つの容器および１つの外部コイル固
定枠を形成する。その際、第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように容器２１内の２つの部屋（第３図（Ａ）に示した
２ ６ ａ、 ２６ ｂ）にそれぞれコイル２３２．
２３ｂを収納し、差動接続する。一方外部コイル間定枠
２５には外部コイル２４を取り付ける。また容器２１内
には図に示すように差動コイル２３ａ２３ｂのループ内
の半分の高さに磁性流体２２が溜るように磁性流体を注
入する。この磁性流体としては、カルボニル鉄やマグネ
タイト等の極微粒子の表面を界面活性剤で処理し、シリ
コン油や水等にけん濁させたものを用いる。また、容器
の材料としては非磁性、非導電性、熱安定性および加工
性に優れたもの、例えば切削加工可能なセラミクス材料
が適している。
以上のように構成したことにより、容器２１が傾斜すれ
ば差動コイル２３ａ、２３ｂに対する磁性流体２２の相
対的水平面が移動し、コイル２３ａのループ内の磁性流
体断面積とコイル２３ｂ内の磁性流体断面積に差が生し
る。これにより外部コイル２４との相互インダクタンス
が生じ、このことから傾斜角を測定することができる。
ば差動コイル２３ａ、２３ｂに対する磁性流体２２の相
対的水平面が移動し、コイル２３ａのループ内の磁性流
体断面積とコイル２３ｂ内の磁性流体断面積に差が生し
る。これにより外部コイル２４との相互インダクタンス
が生じ、このことから傾斜角を測定することができる。
次に第２図に示した傾斜センサを用いた傾斜角測定装置
のブロック図を第４図に示す。第４図において交流電源
は傾斜センサの差動コイルまたは外部コイルの何れか一
方に交流信号を与えるとともに、乗算回路に対し基準と
なる交流信号を与える。増幅回路は傾斜センサの他方の
コイルに発生する交流信号を一定倍率で増幅し、増幅信
号を乗算回路の他方の入力へ与える。乗算回路は交流電
源の出力信号と増幅回路の出力信号との乗算を行う。平
滑回路は乗算回路の出力信号を平滑して傾斜センサの傾
斜に応した電圧信号を出力する。従って傾斜センサの出
力信号が入力信号と同位相の信号であるとき平滑回路の
出力は正電位となり、傾斜センサの出力信号レベルに比
例した出力電圧が得られる。逆に傾斜センサの出力信号
が入力信号とは逆位相の信号であれば平滑回路の出力信
号は負電位となり、傾斜センサの出力信号のレベルに比
例した負の電圧信号が得られる。傾斜センサの出力信号
がＯであれば平滑回路の出力も０となる。
のブロック図を第４図に示す。第４図において交流電源
は傾斜センサの差動コイルまたは外部コイルの何れか一
方に交流信号を与えるとともに、乗算回路に対し基準と
なる交流信号を与える。増幅回路は傾斜センサの他方の
コイルに発生する交流信号を一定倍率で増幅し、増幅信
号を乗算回路の他方の入力へ与える。乗算回路は交流電
源の出力信号と増幅回路の出力信号との乗算を行う。平
滑回路は乗算回路の出力信号を平滑して傾斜センサの傾
斜に応した電圧信号を出力する。従って傾斜センサの出
力信号が入力信号と同位相の信号であるとき平滑回路の
出力は正電位となり、傾斜センサの出力信号レベルに比
例した出力電圧が得られる。逆に傾斜センサの出力信号
が入力信号とは逆位相の信号であれば平滑回路の出力信
号は負電位となり、傾斜センサの出力信号のレベルに比
例した負の電圧信号が得られる。傾斜センサの出力信号
がＯであれば平滑回路の出力も０となる。
なお、上述した実施例では差動コイルを容器内に収納す
るとともに磁性流体に浸漬するように構成したが、容器
の傾斜に応して磁性流体が移動することによってループ
内の磁性流体断面積が変化する位置であれば、差動コイ
ルを容器外部に設けて磁性流体から隔離してもよい。
るとともに磁性流体に浸漬するように構成したが、容器
の傾斜に応して磁性流体が移動することによってループ
内の磁性流体断面積が変化する位置であれば、差動コイ
ルを容器外部に設けて磁性流体から隔離してもよい。
また、実施例は平面内での傾斜角を検出するようにした
ものであったが、作動コイルと外部コイルを複数組み設
ければ、三次元方向の傾斜角を検出することも可能であ
る。
ものであったが、作動コイルと外部コイルを複数組み設
ければ、三次元方向の傾斜角を検出することも可能であ
る。
（ｇ１発明の効果
この発明によれば、電解液を用いず、容器としてガラス
管を用いる必要性がなく、左右対称特性に優れた精密な
傾斜センサが得られる。また、磁性流体は電解液とは異
なり化学的に安定で容器等との反応もないため、その粘
度を適宜設定して使用目的に応じた応答性を持たせるこ
とができる。
管を用いる必要性がなく、左右対称特性に優れた精密な
傾斜センサが得られる。また、磁性流体は電解液とは異
なり化学的に安定で容器等との反応もないため、その粘
度を適宜設定して使用目的に応じた応答性を持たせるこ
とができる。
第１図はこの発明の傾斜センサの作用説明に供する原理
図である。第２図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の実施例で
ある傾斜センサの構造を表す断面図、第３図（Ａ）、（
Ｂ）は同傾斜センサを構成する容器および外部コイル固
定枠の断面図である。第４図はこの発明の実施例である
傾斜角測定装置のブロック図である。第５図は従来の傾
斜センサの構造を表す図である。 １．２１−容器、 ２．２２−磁性流体、 第１図 （Ａ） （Ｂ） ２３ａ、２３ｂ−差動コイル、 ２４−外部コイル、 一外部コイル固定枠、 ａ〜２６ｄ一部屋、 ａ〜２７ｄ−空気通路。
図である。第２図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の実施例で
ある傾斜センサの構造を表す断面図、第３図（Ａ）、（
Ｂ）は同傾斜センサを構成する容器および外部コイル固
定枠の断面図である。第４図はこの発明の実施例である
傾斜角測定装置のブロック図である。第５図は従来の傾
斜センサの構造を表す図である。 １．２１−容器、 ２．２２−磁性流体、 第１図 （Ａ） （Ｂ） ２３ａ、２３ｂ−差動コイル、 ２４−外部コイル、 一外部コイル固定枠、 ａ〜２６ｄ一部屋、 ａ〜２７ｄ−空気通路。
Claims (2)
- （１）容器内に磁性流体とこの磁性流体とは比重の異な
る他の液体または気体を封入し、容器の傾斜に基づき上
記磁性流体が相対的に移動してループ内の磁性流体断面
積が変化する位置に差動コイルを設け、上記容器の外部
に上記差動コイル全体と磁界結合する外部コイルを設け
てなり、 上記差動コイルと上記外部コイル間の相互インダクタン
スおよびその極性から容器の傾斜を検出できるようにし
た傾斜センサ。 - （２）容器内に磁性流体とこの磁性流体とは比重の異な
る他の液体または気体を封入し、容器の傾斜に基づき上
記磁性流体が相対的に移動してループ内の磁性流体断面
積が変化する位置に差動コイルを設け、上記容器の外部
に上記差動コイル全体と磁界結合する外部コイルを設け
てなる傾斜センサと、 上記差動コイルまたは外部コイルの何れか一方に交流信
号を印加する手段と、 他方のコイルに発生する交流信号の大きさおよび位相を
検出する手段とからなる傾斜角測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19580390A JP2945450B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 傾斜センサおよび傾斜角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19580390A JP2945450B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 傾斜センサおよび傾斜角測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481608A true JPH0481608A (ja) | 1992-03-16 |
| JP2945450B2 JP2945450B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=16347242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19580390A Expired - Fee Related JP2945450B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 傾斜センサおよび傾斜角測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945450B2 (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08128826A (ja) * | 1994-11-01 | 1996-05-21 | Asahi Optical Co Ltd | レーザ測量装置 |
| WO2005050069A1 (ja) | 2003-11-21 | 2005-06-02 | Daikin Industries, Ltd. | 表面コーティングされたシール材 |
| JP2007170634A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Daikin Ind Ltd | 半導体製造装置用バルブの弁体およびその製造方法 |
| WO2019156175A1 (ja) | 2018-02-08 | 2019-08-15 | ダイキン工業株式会社 | フルオロポリマーの製造方法、重合用界面活性剤、界面活性剤の使用及び組成物 |
| WO2019168183A1 (ja) | 2018-03-01 | 2019-09-06 | ダイキン工業株式会社 | フルオロポリマーの製造方法 |
| WO2019172382A1 (ja) | 2018-03-07 | 2019-09-12 | ダイキン工業株式会社 | フルオロポリマーの製造方法 |
| WO2019230653A1 (ja) | 2018-05-28 | 2019-12-05 | 国立大学法人東京工業大学 | ニトリルオキシド化合物 |
| WO2020026909A1 (ja) | 2018-07-30 | 2020-02-06 | ダイキン工業株式会社 | 含フッ素ポリマーを含有する組成物および成形品 |
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