JPH06117804A

JPH06117804A - 角度測定方法及び装置

Info

Publication number: JPH06117804A
Application number: JP26875192A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Ando; 広和安藤; Sakae Sato; 栄佐藤; Mitsuyoshi Kaneko; 満義金子
Original assignee: KYOSHIN GIKEN KK; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: KYOSHIN GIKEN KK; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】狭い場所においても容易に適用出来て、測定
精度が高く、測定作業に費やされる労力を軽減できる角
度測定方法及び装置の提供。【構成】ひずみゲージ（２）を用いた加速度計（１）
を取り付けた対象物（Ｗ）が基準面（Ｈ）に対して為す
角度（θ）と、加速度計（１）の出力との関係を定め、
加速度計（１）の出力と角度（θ）との関係に基づい
て、加速度計（１）の出力から、測定対象物（Ｗ）が基
準面（Ｈ）に対して為す角度（θ）を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管、板、梁等の測定対
象物が基準面に対して為す角度（例えば、曲げ試験等に
おける曲げ角度）、或いは、測定対象物が基準面に対し
て傾斜している角度を測定するための方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】傾斜角度を測定するため、従来は、例え
ば角度計や分度器を測定対象物に当てたり、測定対象物
のＸ、Ｙ方向の変位から計算により角度を求めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、測定すべき場
所（曲げ試験の場合は実験装置が設置されている箇所）
が狭い場合に、角度計や分度器を測定対象物に当てる作
業や、測定対象物のＸ、Ｙ方向の変位を測定する作業
は、非常に窮屈な姿勢を強いる事となる。そして、その
様な狭い場所において窮屈な姿勢で行われる測定作業
は、安全性の点で問題がある。

【０００４】また、角度計や分度器を測定対象物に当て
る事により行う測定は、精度が低いので、微小角度の測
定は非常に困難であった。

【０００５】その他の従来技術としては、例えば実公平
４−２２２５４号公報には光学系を用いた測定技術が示
されており、特開平４−１８１１６７号公報にはモータ
及び剛体棒を用いた技術が示されている。これ等の技術
は測定精度は比較的良好であるが、構成が複雑であり、
実験装置の設置箇所の様な狭い場所に適用するには困難
であるという問題が存在する。

【０００６】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたものであり、狭い場所においても容易に適
用することが出来て、測定精度が高く、測定作業に費や
される労力を軽減できる様な角度測定方法及び装置の提
供を目的としている。

【０００７】

【発明の原理】発明者等は、ひずみゲージを用いた加速
度計に着目した。ひずみゲージを用いた加速度計は動力
振動実験に良く使用され、実験で用いられるワークに取
り付けられ、ワークに外力すなわち加速度が作用する
と、ひずみゲージが変形して作用した加速度に対応する
出力信号を発生させる。

【０００８】図２は上記の様な加速度計を分解した状態
で示しており、全体を符号１で示す加速度計は、その内
部にひずみゲージ２を備えている。通常は、ひずみゲー
ジ２が変形するのは、水平方向（図２の矢印Ｈ１方向）
である。発明者等は、この状態から静的に９０度傾けれ
ば、重力加速度１Ｇに相当する出力が得られることに着
目した。そして、加速度計を取り付けたワークを、加速
度計の出力がゼロの状態から（９０度に至るまで）徐々
に傾けると、加速度計の出力は重力加速度１Ｇに相当す
る出力値まで、徐々に変化することを見出した。換言す
れば、加速度計の出力と、加速度計を取り付けたワーク
が基準面に対して為す角度との間には一定の関係或いは
特性が存在するのである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の角度測定方法
は、ひずみゲージを用いた加速度計を取り付けた対象物
が基準面に対して為す角度と加速度計の出力との関係を
求める工程と、測定対象物に前記加速度計を取り付ける
工程と、上記工程により求めた角度と加速度計出力との
関係に基づいて測定対象物が基準面に対して為す角度を
求める工程、とを含んでいる。

【００１０】また本発明の角度測定装置は、ひずみゲー
ジを備えており且つ測定対象物に取り付けられている加
速度計と、加速度計の出力を受信し且つ角度と加速度計
出力との関係に基づいて測定対象物が基準面に対して為
す角度を決定する制御手段、とを含んでいる。

【００１１】ここで、基準面は基準面に設定することが
考えられるが、角度測定作業を行う場所、初期設定条件
等に起因して、自由に設定出来るのが好ましい。

【００１２】

【作用】上記した様な構成を具備する本発明の方法及び
装置を用いて測定対象物（ワーク等）が基準面に対して
為す角度を測定するに際しては、実際の測定作業に先立
って、加速度計出力の較正作業を行う。すなわち、実際
の測定に使用する（ひずみゲージを用いた）加速度計の
出力と、該加速度計を取り付けた対象物が基準面に対し
て為す角度との間に存在する関係或いは特性を決定す
る。加速度計或いはひずみゲージは個々の出力特性が相
違するため、加速度計出力と角度との関係、特性も個々
に相違する。従って、使用する加速度計については、予
め出力と角度との関係を求めておかなければならないの
である。ここで、出力と角度との関係は、特性図として
求めても良く、或いは数式（較正式）の形で求めても良
い。

【００１３】なお、加速度計出力と角度との関係を求め
る作業においては、基準面は加速度計を取り付けた測定
対象物の初期状態に一致させて、後述する角度の決定の
際の労力を低減せしめるのが好ましい。

【００１４】加速度計出力と角度との関係が求まれば、
加速度計を取り付けた測定対象物の曲り角度測定試験、
その他の角度測定作業を開始する。この際に、取り付け
られた加速度計は非常にコンパクトであり、レイアウト
の自由度が大きいので、狭い空間であっても、実験装置
と干渉すること無く設置することが出来る。また、窮屈
な姿勢による作業をする必要が無くなるのである。

【００１５】角度測定作業において、測定対象物が基準
面に対して為す角度に対応して加速度計は出力信号を発
生する。この際に、該出力と角度との関係、特性は既に
特性図或いは較正式等の形で求められているので、該関
係、特性に基づいて、上記制御手段により加速度計出力
信号に対応する角度を求めれば良い。

【００１６】上記制御手段は角度測定作業を行っている
オペレータ自身であっても良いが、電子的な制御手段で
あっても良い。そして後者の場合には、本発明による角
度測定は自動的に行われるのである。オペレータによる
手作業の場合であっても、加速度計出力を予め求められ
た特性図に適用するか、較正式に従って計算をすること
により対応する角度は正確且つ迅速に求められる。従っ
て、従来の手作業による角度測定に比較して精度が著し
く高く、費やされる労力が非常に軽減されるのである。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。

【００１８】図１において、測定対象物（例えば管）Ｗ
には加速度計１が取り付けられており、加速度計１はひ
ずみゲージ２を含んでいる。そして、ひずみゲージ２の
出力はラインＬを介して制御ユニット１２に送出され、
制御ユニット１２の処理結果はディスプレイ１４で表示
される。

【００１９】次に、図１の実施例による角度測定作業に
ついて説明する。

【００２０】先ず、加速度計と角度との関係或いは特性
を求める。図３、４で示す表は、それぞれ株式会社共和
電業製で商品名「ＡＳ−２ＧＢ」、「ＡＳ−５ＧＢ」と
して市販されている加速度計を用いて、測定対象物Ｗと
基準面（例えば水平面）Ｈとが為す角度θ（図１）との
関係を測定した結果である。図５、６は、図３、４で示
す結果に基づいて、上記した加速度計（商品名「ＡＳ−
２ＧＢ」、「ＡＳ−５ＧＢ」）の各々について、加速度
計出力と角度θとの関係を特性図として表示したもので
ある。

【００２１】再び図１において、図５、６で示す特性は
制御ユニット１２で記憶される。そして、実際の角度測
定に際して、測定対象物Ｗが基準面Ｈに対して傾斜する
と、角度θに対応する出力が加速度計１（或いはひずみ
ゲージ２）より発生し、その出力はラインＬを介して制
御ユニット１２に入力される。制御ユニット１２におい
て、記憶されている図５、６で示す特性に基づいて、加
速度計１の出力は対応する角度に変換され、ディスプレ
イ１４で表示される。

【００２２】以下、角度測定作業が終了するまで、この
操作が繰り返される。

【００２３】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。

【００２４】（１）角度測定に際して、角度がリアル
タイムで測定できる。

【００２５】（２）曲げ試験時等において、荷重、変
位、歪み等の計測と同様に、曲げ角度もリアルタイムで
測定できる。

【００２６】（３）測定精度が、角度計等を用いる場
合に比較して、格段に向上した。

【００２７】（４）加速度計自体がコンパクトであり
且つ取付場所設定の自由度が大きいので、狭い場所にお
ける角度測定が可能である。

【００２８】（５）既存の設備がそのまま適用出来る
ので、コストを低く抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すブロック図。

【図２】図１の実施例で用いられた加速度計を示す分解
構造斜視図。

【図３】加速度計の出力と測定対象物の角度との関係を
表にして示す図。

【図４】図３とは異なる加速度計の出力と測定対象物の
角度との関係を表にして示す図。

【図５】図３の結果に基いて作成された加速度計の出力
と測定対象物の角度との特性図。

【図６】図４の結果に基いて作成された加速度計の出力
と測定対象物の角度との特性図。

【符号の説明】

１・・・加速度計２・・・ひずみゲージ１２・・・制御ユニット１４・・・ディスプレイＨ１・・・水平方向Ｌ・・・ラインＨ・・・基準面Ｗ・・・測定対象物（ワーク）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ひずみゲージを用いた加速度計を取り付
けた対象物が基準面に対して為す角度と加速度計の出力
との関係を求める工程と、測定対象物に前記加速度計を
取り付ける工程と、上記工程により求めた角度と加速度
計出力との関係に基づいて測定対象物が基準面に対して
為す角度を求める工程、とを含む事を特徴とする角度測
定方法。
【請求項２】ひずみゲージを備えており且つ測定対象
物に取り付けられている加速度計と、加速度計の出力を
受信し且つ角度と加速度計出力との関係に基づいて測定
対象物が基準面に対して為す角度を決定する制御手段、
とを含む事を特徴とする角度測定装置。