JPH07103759A - Digital inclination measuring instrument - Google Patents

Digital inclination measuring instrument

Info

Publication number
JPH07103759A
JPH07103759A JP24676493A JP24676493A JPH07103759A JP H07103759 A JPH07103759 A JP H07103759A JP 24676493 A JP24676493 A JP 24676493A JP 24676493 A JP24676493 A JP 24676493A JP H07103759 A JPH07103759 A JP H07103759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
servo
movable coil
photoreflectors
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP24676493A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3479325B2 (en
Inventor
Takeshi Haga
武 羽賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAWASAKI KEIKI SEISAKUSHO KK
Original Assignee
KAWASAKI KEIKI SEISAKUSHO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAWASAKI KEIKI SEISAKUSHO KK filed Critical KAWASAKI KEIKI SEISAKUSHO KK
Priority to JP24676493A priority Critical patent/JP3479325B2/en
Publication of JPH07103759A publication Critical patent/JPH07103759A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3479325B2 publication Critical patent/JP3479325B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the zero-point change of a sensor by connecting a variable resistor between a plurality of reflection-type photo reflectors of the bridge circuit of an inclination sensor, connecting a power supply between the connection points of the intermediate tap and the resistor. and then adjusting the variable resistor. CONSTITUTION:A servo-type inclination sensor 1 feeds back the unbalance of output of reflection-type photo reflectors Tra and Trd to a movable coil 17 for balancing torque when a case is inclined and then the coil 17 follows the rotation of the case. Each emitter of the reflectors Tra and Trd is connected to both terminals of a variable resistor VR and the intermediate tap of a resistor VR is connected to one terminal of a power supply Vs and the connection point of resistors R1 and R2 is connected to the other edge of a power supply Vs, where the zero-point change of the sensor 1 can be eliminated by adjusting the resistor VR and minimizing the bridge output voltage to the coil 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、土木工学、機械工学等
の広い分野において使用される、高精度ディジタル水準
器と汎用ディジタル傾斜測定器との両機能を兼ね備え
た、サーボ型傾斜センサーを用いたディジタル傾斜測定
器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a servo-type tilt sensor that has both functions of a high-precision digital level and a general-purpose digital tilt measuring device, which is used in a wide range of fields such as civil engineering and mechanical engineering. The present invention relates to a digital tilt measuring instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、土木工学、機械工学等の広い分野
において、水平度の精密測定と傾斜測定とを同一の測定
器で測定管理することができ、また、被測定物に対する
直付け測定や遠隔測定が可能であるような絶対水平度保
証型の傾斜測定器が要望されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a wide range of fields such as civil engineering and mechanical engineering, precision measurement of horizontality and inclination measurement can be controlled by the same measuring instrument, and direct measurement and measurement on an object to be measured can be performed. There has been a demand for an absolute levelness-guaranteed tilt measuring device that enables remote measurement.

【0003】本発明と同一発明者によって開発されたサ
ーボ型傾斜センサーは、例えば特開平4一110607
号公報に開示しているように、従来の各種傾斜センサー
に比べて精度が高く、構成が比較的簡単であり、かつ、
外部磁場等の影響を受け難い等の優れた特性を有するた
め、上記要望に沿い、今後の傾斜センサーの主流になる
ものと考えられている。
A servo type inclination sensor developed by the same inventor as the present invention is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 41110607.
As disclosed in Japanese Patent Publication, the accuracy is higher than that of various conventional tilt sensors, the configuration is relatively simple, and
Since it has excellent characteristics such as being less susceptible to the influence of an external magnetic field, etc., it is considered to be the mainstream of future tilt sensors in line with the above demand.

【0004】しかしながら、サーボ型傾斜センサーの実
用化の障害となっているのは、ゼロ変化が大きいことで
あった。一般にゼロ変化とは、水準器あるいは傾斜セン
サーを水平にして指示値を最小値に合わせ、つぎに、こ
れを大きく傾けた後に再び水平に置いた時に指示値が前
の水平時から変化する現象のことである。
However, the obstacle to the practical use of the servo type tilt sensor is that the zero change is large. Generally, a zero change is a phenomenon in which the reading changes from the previous level when the level or tilt sensor is leveled, the reading is adjusted to the minimum value, and then it is tilted largely and then placed again horizontally. That is.

【0005】従来の傾斜測定器は温度特性が悪いために
温度変化によってゼロ変化を発生するものが殆どであ
り、そのため、例外なくゼロ調整機構を設けていた。
Since most of the conventional inclination measuring devices generate a zero change due to a temperature change because of poor temperature characteristics, a zero adjusting mechanism is provided without exception.

【0006】サーボ型傾斜センサーのゼロ変化発生のメ
カニズムはまだ解明されていなかったが、本発明者によ
る研究の結果、それは下記のように説明することができ
る。
The mechanism of the zero change occurrence of the servo type tilt sensor has not been clarified yet, but as a result of research by the present inventor, it can be explained as follows.

【0007】まず、サーボ型傾斜センサーの一般的構成
とその動作の基本であるサーボメカニズムについて説明
する。サーボ型傾斜センサーは、図6および図7に示す
ように、磁界を発生する磁石15と、磁石15からの磁
束φ1、φ2の通路を形成するヨーク16と、磁束φ
1、φ2と交差しスパンバンドによって振り子状に支持
され回動自在に取り付けられた可動コイル17と、可動
コイル17の左右端に取り付けられた2つの反射板とし
てのシャッター18、19と、反射型ホトリフレクタ2
0、21と、図8に示すように形成されたブリッジ回路
22とによって構成されている。
First, the general structure of the servo type tilt sensor and the servo mechanism which is the basis of its operation will be described. As shown in FIGS. 6 and 7, the servo type tilt sensor includes a magnet 15 that generates a magnetic field, a yoke 16 that forms a path for magnetic fluxes φ1 and φ2 from the magnet 15, and a magnetic flux φ.
1 and φ2, a movable coil 17 rotatably mounted by being supported by a span band like a pendulum, shutters 18 and 19 as two reflectors attached to the left and right ends of the movable coil 17, and a reflective type Photo reflector 2
0 and 21, and a bridge circuit 22 formed as shown in FIG.

【0008】反射型ホトリフレクタ20、21は、サー
ボ型傾斜センサーの外殻をなすケースの内部に固定され
ておりケースに追随して傾くようになっている。従っ
て、反射型ホトリフレクタ20、21と回動自在なシャ
ッター18、19との間の各間隙g1、g2は可変であ
る。
The reflection type photoreflectors 20 and 21 are fixed inside the case which is the outer shell of the servo type inclination sensor, and are inclined so as to follow the case. Therefore, the gaps g1 and g2 between the reflective photoreflectors 20 and 21 and the rotatable shutters 18 and 19 are variable.

【0009】なお、スパンバンドとは、白金−ニッケル
合金からなる断面が長方形の薄いバンドストリップ材で
あり、その捩じり力によって回動平衡力を与えている。
スパンバンド支持方式は、ピボット支持方式に比べて、
ガタおよび摩擦が少ないため、可動コイル17が受ける
僅かな振動でも正確に検出する。
The span band is a thin band strip material made of a platinum-nickel alloy and having a rectangular cross section, and its rotational force is applied by its twisting force.
Compared to the pivot support method, the span band support method
Since there is little backlash and friction, even slight vibrations received by the movable coil 17 can be accurately detected.

【0010】可動コイル17は、図7に示すように、そ
の重心Gが中心OよりY方向にΔyだけ下がった位置に
あるように調整されている。つまり、可動コイル17は
スパンバンドによって吊り下げられた振り子状に回動自
在に支持されている。このように可動コイルを振り子状
に支持することによって、サーボメカニズムのおけるト
ルクバランスが機能し、傾斜角を測定することができ
る。
As shown in FIG. 7, the movable coil 17 is adjusted so that its center of gravity G is lower than the center O by Δy in the Y direction. That is, the movable coil 17 is rotatably supported in the form of a pendulum suspended by the span band. By thus supporting the movable coil in a pendulum shape, the torque balance in the servo mechanism functions and the tilt angle can be measured.

【0011】反射型ホトリフレクタ20、21は、ホト
ダイオードとホトトランジスタとからなり、反射型ホト
リフレクタ20、21の各ホトダイオードから赤外線を
シャッター18、19に向かって出力し、シャッター1
8、19で反射した赤外線が各ホトトランジスタのベー
スに入力し、光電流Icを流すように構成されている。
The reflection type photoreflectors 20 and 21 are composed of photodiodes and phototransistors. The infrared rays are output from the photodiodes of the reflection type photoreflectors 20 and 21 toward the shutters 18 and 19, respectively.
The infrared rays reflected by 8 and 19 are input to the bases of the respective phototransistors to flow the photocurrent Ic.

【0012】反射型ホトリフレクタ20、21の各ホト
トランジスタの光電流Icはシャッターとの距離によっ
て図9に示すように変化する。サーボ型傾斜センサーに
おいては、上記相対光電流−距離曲線の直線部分を利用
するため、間隙g1、g2は約0.5mmとなるように
している。この部分では、反射型ホトリフレクタとシャ
ッターとが接近すると光電流は小さくなる。
The photocurrent Ic of each phototransistor of the reflection type photoreflectors 20 and 21 changes as shown in FIG. 9 depending on the distance from the shutter. In the servo type tilt sensor, since the linear portion of the relative photocurrent-distance curve is used, the gaps g1 and g2 are set to about 0.5 mm. In this portion, the photocurrent becomes small when the reflective photoreflector and the shutter are close to each other.

【0013】また、図10は、ホトトランジスタのコレ
クタ−エミッタ間電圧VCEと光電流Icの関係を表す電
圧−電流曲線を、赤外線の光量Ee〔mW/cm2 〕を
パラメータとして示したものである。
FIG. 10 shows a voltage-current curve representing the relationship between the collector-emitter voltage V CE of the phototransistor and the photocurrent Ic, with the light amount Ee [mW / cm 2 ] of infrared rays as a parameter. is there.

【0014】ブリッジ回路22は、反射型ホトリフレク
タ20、21のホトトランジスタTra、Trdと、抵
抗器R1、R2と、可動コイル17と、出力抵抗器Ro
と電源Vsとによって構成されている。
The bridge circuit 22 includes phototransistors Tra and Trd of the reflection type photoreflectors 20 and 21, resistors R1 and R2, a movable coil 17, and an output resistor Ro.
And a power supply Vs.

【0015】ホトトランジスタTra、Trdの各エミ
ッタの接続点と、抵抗器R1、R2の接続点との間に電
源Vsが接続されている。また、ホトトランジスタTr
aのコレクタと抵抗器R1の接続点と、ホトトランジス
タTrdのコレクタと抵抗器R2の接続点との間に、可
動コイル17と出力抵抗器Roとの直列回路が接続され
ている。
A power supply Vs is connected between the connection point of the emitters of the phototransistors Tra and Trd and the connection point of the resistors R1 and R2. Also, the phototransistor Tr
A series circuit of the movable coil 17 and the output resistor Ro is connected between the connection point of the collector of a and the resistor R1 and the connection point of the collector of the phototransistor Trd and the resistor R2.

【0016】ブリッジ回路22において、ホトトランジ
スタTra、Trdの各コレクタ−エミッタ間電圧VCE
をVCEa、VCEdとし、抵抗器R1、R2の各電圧をV
A 、VD とすると、可動コイル17の出力電圧Voは、 Vo=VCEa−VCEd=VA −VD である。
In the bridge circuit 22, collector-emitter voltage V CE of each of the phototransistors Tra and Trd .
Be V CE a and V CE d, and the voltages of the resistors R1 and R2 are V
Assuming A and V D , the output voltage Vo of the movable coil 17 is Vo = V CE a−V CE d = V A −V D.

【0017】また、ブリッジの平衡条件は、 VA ・VCEd=VD ・VCEa である。The balance condition of the bridge is V A · V CE d = V D · V CE a.

【0018】上記構成によるサーボ型傾斜センサーの動
作について説明すると、まず、電源が入っていない場
合、サーボ型傾斜センサーのケースが例えば右に傾斜し
たとすると、反射型ホトリフレクタ20、21は図11
に示すようにケースと共に傾くが、シャッター18、1
9は、反射型ホトリフレクタ20、21の面に衝突する
まで水平を保持している。
The operation of the servo type tilt sensor having the above structure will be described. First, when the case of the servo type tilt sensor is tilted to the right when the power is not turned on, the reflection type photoreflectors 20 and 21 are shown in FIG.
Although it tilts with the case as shown in, shutters 18 and 1
9 is held horizontal until it collides with the surfaces of the reflective photoreflectors 20, 21.

【0019】そこで、電源を投入すると、反射型ホトリ
フレクタ20の相対光電流Iaは増加し電圧VCEaは減
少し、一方、反射型ホトリフレクタ21の相対光電流I
dは減少し電圧VCEdは増加する。そこで、VCEd−V
CEa=−Vo又はVCEa−V CEd=Voによって可動コ
イル17に電流Ioが流れる。この電流Ioによって可
動コイル17を矢印の方向に回転するトルクが発生す
る。
Therefore, when the power is turned on, the reflection type photo
The relative photocurrent Ia of the deflector 20 increases and the voltage VCEa is reduced
A little, on the other hand, the relative photocurrent I of the reflective photoreflector 21.
d decreases and voltage VCEd increases. So VCEd-V
CEa = -Vo or VCEa-V CEMoveable by d = Vo
A current Io flows through the ill 17. Allowed by this current Io
A torque is generated to rotate the moving coil 17 in the direction of the arrow.
It

【0020】このトルクの大きさTは、 T=±A・B・N・Io で表される。ただし、Aは可動コイル17の面積、Bは
磁束密度、Nはコイルの巻回数である。
The magnitude T of the torque is represented by T = ± A · B · N · Io. Here, A is the area of the movable coil 17, B is the magnetic flux density, and N is the number of turns of the coil.

【0021】このトルクTとケースの傾斜によるトルク
とが平衡するまで可動コイル17は回転し、所謂トルク
バランスが起こり、図12に示すように間隙g1と間隙
g2とが等しくなるように自動制御される。
The movable coil 17 rotates until the torque T and the torque due to the inclination of the case are balanced, so-called torque balance occurs, and the gap g1 and the gap g2 are automatically controlled so as to be equal as shown in FIG. It

【0022】サーボ型傾斜センサーが水平な時には、出
力電流Ioは、正方向と負方向に交互に振動しており、
正のピーク値Io+ と負のピーク値I- との差0とな
る。これによって、可動コイル17はX軸方向に引っ張
られている。この状態をサーボが働いている状態とい
い、シャッター18、19がケースの回転に追随して回
動する準備が整った状態である。
When the servo type tilt sensor is horizontal, the output current Io oscillates alternately in the positive and negative directions.
The difference between the positive peak value Io + and the negative peak value I is zero. Thereby, the movable coil 17 is pulled in the X-axis direction. This state is called a state in which the servo is operating, and the shutters 18 and 19 are ready to rotate following the rotation of the case.

【0023】この状態からケースを傾斜させると、上記
のようにホトトランジスタTraの電圧VCEaとホトト
ランジスタTrdの電圧VCEdとに差が生じて、この差
Voによる電流Ioが可動コイル17を流れ、その結
果、シャッター18、19は反射型ホトリフレクタ2
0、21との間隙g1、g2を等しくするように回動す
る。
When the case is tilted from this state, a difference occurs between the voltage V CE a of the phototransistor Tra and the voltage V CE d of the phototransistor Trd as described above, and the current Io due to this difference Vo causes the moving coil 17 to move. And as a result, the shutters 18, 19 are reflected by the reflective photoreflector 2.
Rotation is performed so that the gaps g1 and g2 with respect to 0 and 21 are made equal.

【0024】従って、ケースを0〜360度回転して
も、シャッター18、19は反射型ホトリフレクタ2
0、21との間隙g1とg2が等しく保持されるように
ケースの回転に追随する。一方、出力電圧Voは傾斜角
に相当する電圧を出力することになる。このようなトル
クバランスは、上述のように、可動コイルの重心Gをず
らした振子状構造によるものである。
Therefore, even if the case is rotated by 0 to 360 degrees, the shutters 18 and 19 are the reflection type photoreflector 2.
Following the rotation of the case, the gaps g1 and g2 between 0 and 21 are kept equal. On the other hand, the output voltage Vo outputs a voltage corresponding to the tilt angle. Such torque balance is due to the pendulum-like structure in which the center of gravity G of the movable coil is displaced as described above.

【0025】サーボ型傾斜センサーはサーボメカニズム
によって動作することは上記のとおりであるが、それで
はサーボ型傾斜センサーを水平にして指示値をゼロに合
わせた後、ある角度だけ傾けた後、再び水平に戻した時
指示値がゼロに戻るはずであるが、それが元に戻らない
所謂ゼロ変化が起こるのは何故であろうか。
As described above, the servo-type tilt sensor operates by the servo mechanism. In this case, the servo-type tilt sensor is leveled to adjust the reading to zero, tilted by a certain angle, and then leveled again. When returned, the indicated value should return to zero, but why does the so-called zero change that does not return occur?

【0026】サーボ型傾斜センサーにおけるゼロ変化の
発生メカニズムを解明するために、従来のサーボ型傾斜
センサーについて、水平時および左右に10°、15
°、30°傾斜時のそれぞれの場合について、ブリッジ
回路22の各部の電圧および電流を測定した結果を図1
3に示す。
In order to elucidate the generation mechanism of the zero change in the servo-type tilt sensor, the conventional servo-type tilt sensor is horizontally and horizontally at 10 ° and 15 °.
FIG. 1 shows the results of measuring the voltage and current of each part of the bridge circuit 22 for each case of inclination of 30 ° and 30 °.
3 shows.

【0027】この測定データにおいて特に注目する点
は、水平時のVCEaとVCEdは、いずれも8.45Vで
あり、また、IaとIdは−4.23mAおよび−4.
18mAとほぼ同一値を示している。
The points of particular interest in this measurement data are that V CE a and V CE d at the time of horizontal are both 8.45 V, and Ia and Id are −4.23 mA and −4.
It shows almost the same value as 18 mA.

【0028】ホトトランジスタの性能のバラツキは一般
のトランジスタより大きいにもかかわらず、測定結果が
このようになる理由は、可動コイル17がサーボメカニ
ズムによって、シャッターと反射型ホトリフレクタとの
距離を自動選択し、各反射型ホトリフレクタの相対光変
換率に差を付けることによって、VCEaとVCEdおよび
IaとIdをそれぞれ等しくするように動作するためで
あると考えられる。
Although the variation in the performance of the phototransistor is larger than that of a general transistor, the reason why the measurement result is as described above is that the movable coil 17 automatically selects the distance between the shutter and the reflection type photoreflector by the servo mechanism. However, it is considered that V CE a and V CE d and Ia and Id are made equal to each other by making the relative light conversion rates of the reflection type photoreflectors different from each other.

【0029】上記測定データに基づき、図10に示すよ
うに、VCE−Ic曲線上に各傾斜角に対応する負荷線を
描いて見る。
Based on the above measurement data, as shown in FIG. 10, a load line corresponding to each inclination angle is drawn on the V CE -Ic curve.

【0030】その結果、サーボ型傾斜センサーを傾斜さ
せた時、負荷線の動作点が妄動していることが分かる。
このように負荷線の動作点が妄動するということは、サ
ーボ型傾斜センサーを傾斜状態から水平状態に戻した
時、負荷線は元の位置に戻らないことを意味する。これ
はすなわち、ゼロ変化を起こす原因であると考えられ
る。
As a result, it can be seen that the operating point of the load line is deviated when the servo type tilt sensor is tilted.
Such delusion of the operating point of the load line means that the load line does not return to its original position when the servo type tilt sensor is returned from the tilted state to the horizontal state. This is considered to be the cause of the zero change.

【0031】上記の仮説を検証するために、図14に示
すように、従来型のサーボ型傾斜センサーの左右の反射
型ホトリフレクタの各相対光変換率−距離特性曲線Q
1、Q2を可動コイルの中心に関して左右対称に描いて
みた。
In order to verify the above hypothesis, as shown in FIG. 14, each relative light conversion rate-distance characteristic curve Q of the left and right reflection type photoreflectors of the conventional servo type tilt sensor.
1 and Q2 were drawn symmetrically with respect to the center of the moving coil.

【0032】図14において、直線mは、距離g1、g
2が等しく共に0.5mmである水平基準線を示す。ま
た、直線nは、サーボ型傾斜センサーが傾斜した時、可
動コイルが自動制御によって水平基準線mに対して傾斜
した状態を示す。
In FIG. 14, the straight line m is the distance g1, g
2 shows a horizontal reference line where 2 are equal and both are 0.5 mm. A straight line n indicates a state in which the movable coil is tilted with respect to the horizontal reference line m by automatic control when the servo-type tilt sensor is tilted.

【0033】ここで、直線nと左右の特性曲線Q1、Q
2との各交点q1、q2、q3、q4を通り水平基準線
mに平行な直線を引くと、それらの直線は斜線で示すよ
うな領域内に入る。この領域は不感帯領域、つまり、動
作点のオフセットが生ずる領域である。
Here, the straight line n and the left and right characteristic curves Q1, Q
When straight lines that pass through the intersections q1, q2, q3, and q4 with 2 and are parallel to the horizontal reference line m are drawn, those straight lines fall within the area indicated by the diagonal lines. This area is a dead zone area, that is, an area where an operating point offset occurs.

【0034】上記交点q1〜q4が左右対称位置に無い
と、引き算してゼロが得られないわけであるから、不感
帯領域の幅が大きい程オフセットが大きく、動作点のず
れも大きくなると考えられる。
If the intersection points q1 to q4 are not in symmetrical positions, it is impossible to obtain zero by subtraction. Therefore, it is considered that the larger the dead zone area, the larger the offset and the larger the deviation of the operating point.

【0035】[0035]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水平度の超
精密測定と傾斜測定とを同一の測定器で行うことがで
き、また、直付け測定や遠隔測定も可能なディジタル傾
斜測定器を提供することを目的とし、そのため、ゼロ変
化がない絶対水平度保証型のサーボ型傾斜センサーを実
現し、これによって、最小読取値0.001度で誤差1
%以内の精度を有するディジタル傾斜測定器を実現する
ことに解決すべき技術的課題を有する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a digital tilt measuring device capable of performing ultra-precision horizontal level measurement and tilt measuring with the same measuring device, and also capable of direct mounting and remote measuring. The purpose is to provide a servo-type tilt sensor that guarantees absolute levelness without any change of zero, and thus provides an error of 1 with a minimum reading of 0.001 degree.
There is a technical problem to be solved in realizing a digital tilt measuring instrument with an accuracy within%.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るディジタル傾斜測定器は、可動コイル
型計器の固定部をケース内に固定し、上記可動コイル型
計器の可動コイルをスパンバンドによって重心を下方に
ずらして振子状に回動自在に支持し、上記可動コイルの
上記スパンバンド方向と直角方向の両側に反射板を固定
し、上記反射板に向かって光を発し反射光によって上記
反射板との距離を検出する1対の反射型ホトリフレクタ
を反射板に接近して上記ケース内に固定し、上記1対の
反射型ホトリフレクタと2個の抵抗器とによってブリッ
ジ回路を形成し、このブリッジ回路の中央に上記可動コ
イルを接続し、上記ケースを傾斜させた時、上記2つの
反射型ホトリフレクタの各出力の不平衡を上記可動コイ
ルの電流にフィードバックすることによってトルクバラ
ンスをとり、上記可動コイルが上記ケースの回動に追随
するようにしたサーボ型傾斜センサーを備えるディジタ
ル傾斜測定器であって、上記サーボ型傾斜センサーの上
記ブリッジ回路は、上記2つの反射型ホトリフレクタ間
に可変抵抗器を接続し、この可変抵抗器の中間タップと
上記2個の抵抗器の接続点との間に電源を接続して構成
され、この可変抵抗器を調整することによって、各上記
反射型ホトリフレクタの電圧−電流特性曲線上に引いた
負荷線の動作点を安定させ、それによって上記サーボ型
傾斜センサーのゼロ変化を無くするように構成される。
In order to solve the above problems, in a digital inclination measuring instrument according to the present invention, a movable coil type instrument has a fixed portion fixed in a case so that the movable coil of the movable coil type instrument is fixed. The center of gravity is shifted downward by a span band so that it can be pivotally supported like a pendulum, and reflectors are fixed on both sides of the movable coil in the direction perpendicular to the span band direction, and light is emitted toward the reflector and reflected light. A pair of reflection type photoreflectors for detecting the distance to the reflection plate are fixed to the case by approaching the reflection plate, and a bridge circuit is formed by the pair of reflection type photoreflectors and two resistors. When the movable coil is formed in the center of the bridge circuit and the case is tilted, the imbalance of the outputs of the two reflection type photoreflectors is fed to the current of the movable coil. A digital tilt measuring instrument comprising a servo-type tilt sensor in which torque is balanced by backing and the movable coil follows the rotation of the case, wherein the bridge circuit of the servo-type tilt sensor is A variable resistor is connected between two reflection type photoreflectors, and a power supply is connected between the intermediate tap of this variable resistor and the connection point of the above two resistors, and this variable resistor is adjusted. By doing so, the operating point of the load line drawn on the voltage-current characteristic curve of each of the reflection type photoreflectors is stabilized, thereby eliminating the zero change of the servo type inclination sensor.

【0037】また、本発明に係るディジタル傾斜測定器
は、上記可変抵抗器を、調整した後の中間タップの両側
の抵抗値をそれぞれ有する2つの固定抵抗器で置き換え
て構成してもよい。
Further, the digital inclination measuring device according to the present invention may be configured by replacing the variable resistor with two fixed resistors each having a resistance value on both sides of the adjusted intermediate tap.

【0038】[0038]

【作用】上記可変抵抗器の中間タップの両側の抵抗値を
調整して出力電圧の最小値を求めることによって、2つ
のホトトランジスタの電圧−電流曲線上に引いた負荷線
の動作点の妄動を無くし、その結果、ゼロ変化を除去す
る。
By adjusting the resistance values on both sides of the center tap of the variable resistor to obtain the minimum value of the output voltage, delusion of the operating point of the load line drawn on the voltage-current curves of the two phototransistors can be prevented. Eliminate and thus eliminate the zero change.

【0039】可変抵抗器を調整後、この可変抵抗器は、
中間タップの両側の調整後の抵抗値にそれぞれ等しい2
つの固定抵抗器によって付け替えられる。
After adjusting the variable resistor, the variable resistor is
2 equal to the adjusted resistance on both sides of the center tap
Replaced by two fixed resistors.

【0040】上記構成によるサーボ型傾斜センサーを持
つディジタル傾斜測定器は、水平度を最小読取値0.0
01度で誤差が1%という高精度で測定することができ
る。
The digital inclination measuring instrument having the servo type inclination sensor having the above-mentioned structure has the minimum horizontal reading of 0.0.
It is possible to measure with a high accuracy of 1% at 01 degree.

【0041】サーボ型傾斜センサーのケースが傾斜する
と反射型ホトリフレクタがケースに追随して回動する。
そして、一方の反射型ホトリフレクタは対向するシャッ
ターとの距離を縮小し、他方の反射型ホトリフレクタは
対向するシャッターとの距離を拡大しようとする。その
結果、2つの反射型ホトリフレクタの光電変換出力間に
不平衡が生じ、傾斜角に相当する電流が可動コイルに流
れる。
When the case of the servo-type tilt sensor is tilted, the reflective photoreflector rotates following the case.
Then, one of the reflective photoreflectors tries to reduce the distance from the facing shutter, and the other reflective photoreflector tries to increase the distance to the facing shutter. As a result, an imbalance occurs between the photoelectric conversion outputs of the two reflective photoreflectors, and a current corresponding to the tilt angle flows through the moving coil.

【0042】この電流によって発生したトルクは、ケー
スの傾斜トルクとバランスし、その結果、可動コイルは
ケースに追随して回動することになる。可動コイルの出
力電流を角度に比例する電圧として取り出し表示する。
従って、サーボ型傾斜センサーは通常の傾斜計として動
作する。
The torque generated by this current balances the tilt torque of the case, and as a result, the movable coil rotates following the case. The output current of the moving coil is extracted and displayed as a voltage proportional to the angle.
Therefore, the servo-type tilt sensor operates as a normal inclinometer.

【0043】このように、本発明に係るディジタル傾斜
測定器は、水準器として水平度の高精密測定を行うと共
に、傾斜計として通常の傾斜測定を行うことができる。
As described above, the digital inclination measuring instrument according to the present invention can perform high-precision measurement of the levelness as a level and can also perform normal inclination measurement as an inclinometer.

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明に係るディジタル傾斜測定器の
実施例について説明する。本発明に係るディジタル傾斜
測定器は、図1に示すように、本発明の特徴をなすゼロ
変化のないサーボ型傾斜センサー1と、チョッパースタ
ビライザ型差動増幅回路2と、LPフィルタ回路3と、
直線化回路4と、極性反転回路5と、V−F変換回路6
と、分周器7と、カウンター回路8と、マルチプレクサ
9と、デコ−ダ10と、表示回路11と、電源トランス
12と、電圧安定化回路13とを主体として構成されて
いる。
Embodiments of the digital inclination measuring device according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, a digital tilt measuring device according to the present invention includes a servo-type tilt sensor 1 having no zero change, a chopper stabilizer-type differential amplifier circuit 2, an LP filter circuit 3, which are features of the present invention.
Linearization circuit 4, polarity inversion circuit 5, and VF conversion circuit 6
The frequency divider 7, the counter circuit 8, the multiplexer 9, the decoder 10, the display circuit 11, the power supply transformer 12, and the voltage stabilizing circuit 13 are mainly configured.

【0045】上記の他、オプションとして、遠隔測定用
のトランスミッター/レシーバ14を備えている。
In addition to the above, a transmitter / receiver 14 for telemetry is optionally provided.

【0046】本実施例によるディジタル傾斜測定器の最
小読取値は温度0〜70℃で±0.001度(3.6
秒)であり、この誤差は1%以内に保証されている。ま
た、温度ドリフトは00秒04/℃という驚異的な値を
示している。
The minimum reading of the digital tilt measuring instrument according to the present embodiment is ± 0.001 degree (3.6 at a temperature of 0 to 70 ° C.).
Sec), and this error is guaranteed within 1%. Further, the temperature drift shows an astonishing value of 00 sec 04 / ° C.

【0047】このような高い性能は、本発明によって始
めて実現されたゼロ変化の無いサーボ型傾斜センサー1
と、温度ドリフトの小さい差動増幅回路2と、LPフィ
ルタ回路3とによるものである。
Such high performance is realized by the present invention for the first time without a zero change servo-type tilt sensor 1.
This is due to the differential amplifier circuit 2 having a small temperature drift and the LP filter circuit 3.

【0048】サーボ型傾斜センサー1の出力は、可動コ
イルの直列抵抗Ro=8.2KΩでは、3V/30度、
6.2V/75度であり、最小値は0.1mV/0.0
01度である。サーボ型傾斜センサー1の詳細について
は後述する。
The output of the servo type tilt sensor 1 is 3 V / 30 degrees when the series resistance Ro of the moving coil is 8.2 KΩ.
It is 6.2 V / 75 degrees, and the minimum value is 0.1 mV / 0.0
It is 01 degrees. Details of the servo-type tilt sensor 1 will be described later.

【0049】差動増幅回路2は、2個のオペアンプを用
いたチョッパスタビライザアンプであり、温度誤差がΔ
Vos/ΔT=0.01〜0.05μV/℃の部品から
選択される。温度誤差を0.02μV/℃とすれば、温
度が25℃から70℃へ45℃上昇した時のΔVosの
上昇は0.02×45=0.9μVである。
The differential amplifier circuit 2 is a chopper stabilizer amplifier using two operational amplifiers and has a temperature error of Δ.
Vos / ΔT = 0.01 to 0.05 μV / ° C. Selected from the components. If the temperature error is 0.02 μV / ° C., the increase in ΔVos when the temperature rises from 25 ° C. to 70 ° C. by 45 ° C. is 0.02 × 45 = 0.9 μV.

【0050】従って、水平時での最小読取値0.001
度の測定誤差は0.9μV÷0.1mV=0.9%であ
る。このような値は従来のサーボ型傾斜センサーでは得
られなかったものである。
Therefore, the minimum read value 0.001 at horizontal level
The measurement error of the degree is 0.9 μV ÷ 0.1 mV = 0.9%. Such a value cannot be obtained by the conventional servo type tilt sensor.

【0051】LPフィルタ回路3は、差動増幅回路2に
発生するチョッパーノイズを除去する。LPフィルタ回
路3からの出力電圧は、直線化回路4で電圧/角度曲線
4aによって±90度の範囲の角度電圧に変換される。
The LP filter circuit 3 removes the chopper noise generated in the differential amplifier circuit 2. The output voltage from the LP filter circuit 3 is converted by the linearization circuit 4 into an angular voltage in the range of ± 90 degrees by the voltage / angle curve 4a.

【0052】極性反転回路5は、傾斜角度の方向によっ
て電圧の極性を反転する。極性反転回路5の出力電圧は
V−F変換回路6において周波数に変換される。また、
極性反転回路5の出力は表示回路11のに供給され角度
の正負符号を形成する。
The polarity reversing circuit 5 inverts the polarity of the voltage depending on the direction of the inclination angle. The output voltage of the polarity inverting circuit 5 is converted into a frequency in the VF conversion circuit 6. Also,
The output of the polarity reversing circuit 5 is supplied to the display circuit 11 to form the sign of the angle.

【0053】V−F変換回路6は、角度0〜74度59
分は6.2Vで変換し、角度0〜59分59秒は1Vで
変換する。
The VF conversion circuit 6 has an angle of 0 to 74 degrees 59.
Minutes are converted at 6.2V, and angles 0 to 59 minutes 59 seconds are converted at 1V.

【0054】V−F変換回路6の出力は、表示回路11
の度表示部分11aに供給されると共に、分周器7で
3.6/100に分周され、カウンタ回路群8に供給さ
れる。
The output of the VF conversion circuit 6 is the display circuit 11
Is supplied to the counter circuit group 8 while being supplied to the counter display group 11a, divided into 3.6 / 100 by the frequency divider 7.

【0055】カウンタ回路群8は、角度の分、秒の指示
値の各第1桁用の10進カウンタと、分、秒の指示値の
各第2桁用の6進カウンタとからなる。
The counter circuit group 8 is composed of a decimal counter for each first digit of the indication value of the angle minute and second and a hexadecimal counter for each second digit of the indication value of minute and second.

【0056】カウンタ群8の各カウンタのカウント値は
マルチプレクサ9を介してデコ−ダ10へ送られる。デ
コ−ダ10は、角度の分、秒の各カウント値を解読し、
表示回路11へ送る。
The count value of each counter of the counter group 8 is sent to the decoder 10 via the multiplexer 9. The decoder 10 decodes each count value of angle minutes and seconds,
It is sent to the display circuit 11.

【0057】表示回路11は、上記カウント値に従っ
て、角度を6桁(99°59’59”)でディジタル表
示する。なお、表示回路11は、度を表示する部分と分
秒を表示する部分とは別々の回路で構成されている。
The display circuit 11 digitally displays the angle in 6 digits (99 ° 59'59 ") according to the count value. The display circuit 11 has a portion for displaying degrees and a portion for displaying minutes and seconds. Are composed of separate circuits.

【0058】上記の構成によって、ゼロ変化のないサー
ボ型傾斜センサー1と、温度誤差が小さい差動増幅回路
2と、LPフィルタ回路3とによって、絶対水平度を1
%以内に保証した高精度のディジタル傾斜測定器を実現
することができた。
With the above configuration, the servo-type tilt sensor 1 having no zero change, the differential amplifier circuit 2 having a small temperature error, and the LP filter circuit 3 have an absolute horizontal level of 1.
We were able to realize a high-precision digital inclination measuring instrument guaranteed within%.

【0059】つぎに、本発明に係るディジタル傾斜測定
器の特徴であるサーボ型傾斜センサー1の構成について
詳細に説明する。サーボ型傾斜センサー1は、上記従来
のサーボ型傾斜センサーと同様に、可動コイル型計器の
固定部をケース内に固定し、可動コイル型計器の可動コ
イルをスパンバンドによってその重心を下方にずらして
振子状に回動自在に支持し、可動コイルのスパンバンド
方向と直角方向の両側に反射板を固定し、反射板に向か
って光を発し反射光によって反射板との距離を検出する
1対の反射型ホトリフレクタを反射板に接近してケース
内に固定し、上記1対の反射型ホトリフレクタと2個の
抵抗器とによってブリッジ回路を形成し、このブリッジ
回路の中央に可動コイルを接続して構成されている。
Next, the structure of the servo type tilt sensor 1 which is a feature of the digital tilt measuring device according to the present invention will be described in detail. In the servo type tilt sensor 1, like the conventional servo type tilt sensor described above, the fixed portion of the moving coil type instrument is fixed in the case, and the center of gravity of the moving coil of the moving coil type instrument is shifted downward by the span band. A pair of pendulums are supported rotatably, a reflector is fixed on both sides of the movable coil in the direction perpendicular to the span band direction, light is emitted toward the reflector, and the distance from the reflector is detected by the reflected light. The reflection type photoreflector is fixed in the case close to the reflection plate, and a bridge circuit is formed by the pair of reflection type photoreflector and two resistors, and a moving coil is connected to the center of the bridge circuit. Is configured.

【0060】サーボ型傾斜センサー1は、上記説明した
サーボメカニズムによって動作し、ケースを傾斜させた
時、上記2つの反射型ホトリフレクタの各出力の不平衡
を可動コイルの電流にフィードバックすることによって
トルクバランスをとり、可動コイルがケースの回動に追
随するようになっている。
The servo type tilt sensor 1 operates by the servo mechanism described above, and when the case is tilted, the unbalance of each output of the above two reflection type photoreflectors is fed back to the current of the moving coil to generate a torque. It is balanced so that the moving coil follows the rotation of the case.

【0061】本発明に係るサーボ型傾斜センサー1の特
徴は、上記研究結果に基づき、ゼロ変化を無くするよう
に図2に示すように構成されたブリッジ回路を有するこ
とである。
A feature of the servo type tilt sensor 1 according to the present invention is that it has a bridge circuit configured as shown in FIG. 2 so as to eliminate the zero change based on the above research results.

【0062】本ブリッジ回路では、ホトトランジスタT
ra、Trdの各エミッタを可変抵抗器VRの両端に接
続し、可変抵抗器VRの中間タップを電源Vsの1端に
接続している。電源Vsの他端は、抵抗器R1、R2の
接続点と接続されている。
In this bridge circuit, the phototransistor T
The emitters of ra and Trd are connected to both ends of the variable resistor VR, and the intermediate tap of the variable resistor VR is connected to one end of the power source Vs. The other end of the power supply Vs is connected to the connection point of the resistors R1 and R2.

【0063】可変抵抗器VRの中間タップの両側の電圧
をV1、V2とし、ブリッジの両側のアームの電圧をV
a、Vdとすると、 Va=V1+VCEa Vd=V2+VCEd である。
The voltages on both sides of the center tap of the variable resistor VR are V1 and V2, and the voltages on both arms of the bridge are V1.
Letting a and Vd be Va = V1 + V CE a Vd = V2 + V CE d.

【0064】このブリッジ回路の調整は極めて簡単であ
る。すなわち、可変抵抗器VRを調整することにより、
Va、Vdの各値が等しくなるようにV1、V2の値を
調整し、その結果、出力電圧Voが最小となるようにす
ればよい。
The adjustment of this bridge circuit is extremely simple. That is, by adjusting the variable resistor VR,
The values of V1 and V2 may be adjusted so that the values of Va and Vd are equal, and as a result, the output voltage Vo may be minimized.

【0065】図2に示すブリッジ回路を有するサーボ型
傾斜センサー1について、各部の電圧、電流の測定デー
タを図3に示す。また、この測定データによってTr
a、TrdのVCEa−Ia直線、VCEd−Ia直線、V
a−Ia直線、およびVd−Id直線を描いてみると図
4のようになる。
FIG. 3 shows measured data of voltage and current of each part of the servo type tilt sensor 1 having the bridge circuit shown in FIG. In addition, Tr
a, Trd V CE a-Ia straight line, V CE d-Ia straight line, V
Drawing the a-Ia straight line and the Vd-Id straight line is as shown in FIG.

【0066】この図から分かるように、いずれの負荷線
群においても、動作点a、d、Pは不動のままで、各負
荷線共、動作点を中心にして傾いている。すなわち、動
作点が動かないから、水平状態→傾斜状態→水平状態と
しても、各直線は原状に復帰し、従って、ゼロ変化が起
こらない。
As can be seen from this figure, in any of the load line groups, the operating points a, d, and P remain immobile, and all the load lines are tilted around the operating point. That is, since the operating point does not move, each straight line returns to its original state even if the horizontal state → the inclined state → the horizontal state is maintained, and therefore zero change does not occur.

【0067】図5は、サーボ型傾斜センサー1の傾斜角
−出力電圧特性を出力抵抗Roをパラメータとして示
す。
FIG. 5 shows the inclination angle-output voltage characteristic of the servo type inclination sensor 1 using the output resistance Ro as a parameter.

【0068】本発明に係るディジタル傾斜測定器は、上
記構成によるサーボ型傾斜センサー1と温度ドリフトの
小さいチョッパスタビライザ型差動増幅器2とを使用す
ることによって、従来のものに比してつぎのような優れ
た性能を有している。 (1)従来存在しなかった絶対水平度保証のディジタル
水準器と傾斜測定器との両機能を兼ね備えたディジタル
傾斜測定器を実現した。
The digital inclination measuring device according to the present invention uses the servo type inclination sensor 1 and the chopper stabilizer type differential amplifier 2 having a small temperature drift as follows, as compared with the conventional one. It has excellent performance. (1) We have realized a digital inclination measuring instrument that has both the functions of a digital level and an inclination measuring instrument that guarantee absolute horizontality, which did not exist in the past.

【0069】(2)温度0〜70℃で最小読取値は0.
001度で、誤差は±1.0%、最大読取値は±90度
で誤差は±0.001%の超高精度である。 (3)温度特性は、0″04/℃の驚異的値が得られ
た。
(2) The minimum reading is 0.
At 001 degrees, the error is ± 1.0%, the maximum read value is ± 90 degrees, and the error is ± 0.001%. (3) As for the temperature characteristics, a surprising value of 0 ″ 04 / ° C. was obtained.

【0070】(4)サーボ型傾斜センサー1の出力は、
高安定の±6.2V/±90度の電圧が得られた。 (5)ゼロ変化が無いからサーボ型傾斜センサー1の歩
留りが高い。
(4) The output of the servo type tilt sensor 1 is
A highly stable voltage of ± 6.2 V / ± 90 degrees was obtained. (5) Since there is no zero change, the yield of the servo type tilt sensor 1 is high.

【0071】さらに、本発明に係るディジタル傾斜測定
器の角度−出力電圧特性は3V/30度であるから、最
小読取値0.001度を電圧に換算すると0.1mVと
なる。そこで、サーボ型傾斜センサー1の直径が30m
mとすると、0.001度の回動による変位は、15×
tan0.001°=0.2618μmである。この場
合の電圧/変位の変換値は、381.97μV/1μm
であり、極めて精度が高い。
Furthermore, since the angle-output voltage characteristic of the digital inclination measuring device according to the present invention is 3 V / 30 degrees, the minimum reading value 0.001 degrees is converted into a voltage of 0.1 mV. Therefore, the diameter of the servo-type tilt sensor 1 is 30 m.
If m, the displacement due to the rotation of 0.001 degree is 15 ×
Tan 0.001 ° = 0.2618 μm. The converted value of voltage / displacement in this case is 381.97 μV / 1 μm
And is extremely accurate.

【0072】従って、本発明に係るディジタル傾斜測定
器は、水準器および傾斜測定器トランジスタしてのみな
らず、土木工学における変位測定用、機械工学における
測長や測量用として、高精度のトランシット等に広く応
用することができる。
Therefore, the digital inclination measuring instrument according to the present invention is not only used as a level and inclination measuring instrument transistor, but also as a highly accurate transit for displacement measurement in civil engineering, length measurement and surveying in mechanical engineering, etc. It can be widely applied to.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、簡単な
構成によってゼロ変化の無いサーボ型傾斜センサーを実
現し、これによって、例えば温度0〜70℃で最小読取
値が0.001度で誤差が1.0%という高精度のディ
ジタル水準器兼傾斜測定器を実現した。これにより、水
平度の高精密測定と傾斜測定とを一つの測定器で行うこ
とができると云う極めて優れた効果を奏する。
As described above, the present invention realizes a servo type tilt sensor without a zero change with a simple structure, whereby a minimum reading value is 0.001 degree at a temperature of 0 to 70 ° C., for example. A highly accurate digital level and tilt measuring instrument with an error of 1.0% was realized. As a result, there is an extremely excellent effect that the high-precision measurement of the levelness and the inclination measurement can be performed by one measuring device.

【0074】また、本発明は、広い分野の変位測定、測
長、測量用の測定器に広く応用することができ、従っ
て、各種の測定に貢献するところ大である。
Furthermore, the present invention can be widely applied to measuring instruments for displacement measurement, length measurement, and surveying in a wide range of fields, and therefore contributes greatly to various measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るディジタル傾斜測定器の実施例の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a digital inclination measuring device according to the present invention.

【図2】同実施例におけるサーボ型傾斜センサーのブリ
ッジ回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a bridge circuit of the servo-type tilt sensor in the embodiment.

【図3】同ブリッジ回路による測定データである。FIG. 3 shows measurement data obtained by the bridge circuit.

【図4】同測定データによって描いた、サーボ型傾斜セ
ンサーの動作を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an operation of the servo-type tilt sensor drawn by the measurement data.

【図5】サーボ型傾斜センサーの傾斜角−出力特性を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an inclination angle-output characteristic of a servo type inclination sensor.

【図6】従来技術を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図7】従来技術を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図8】従来技術を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図9】従来技術を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図10】従来技術を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図11】従来技術を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図12】従来技術を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図13】従来技術を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【図14】従来技術を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サーボ型傾斜センサー 2 差動増幅回路 3 LPフィルタ回路 4 直線化回路 5 極性反転回路 6 V−F変換回路 7 分周器 8 カウンター回路群 9 マルチプレクサ 10 デコ−ダ 11 表示回路 12 電源トランス 13 安定化回路 14 トランスミッター 15 磁石 16 ヨーク 17 可動コイル 18、19 シャッター 20、21 反射型ホトリフレクタ 22ブリッジ回路 L0〜L4 負荷線 Tra、Trd 反射型ホトリフレクタ20,21のホ
トトランジスタ VCEa、VCEd Tra、Trdのコレクタ−エミッタ
間電圧 Ro、R1、R2 抵抗器 VR 可変抵抗器 Vs 電源 Va、Vd、Eo 電圧 Io 出力電流 Ia、Id ホトトランジスタ電流 O 可動コイルの中心 G 可動コイルの重心
1 Servo-type inclination sensor 2 Differential amplification circuit 3 LP filter circuit 4 Linearization circuit 5 Polarity inversion circuit 6 V-F conversion circuit 7 Frequency divider 8 Counter circuit group 9 Multiplexer 10 Decoder 11 Display circuit 12 Power transformer 13 Stable Circuit 14 Transmitter 15 Magnet 16 Yoke 17 Moving coil 18, 19 Shutter 20, 21 Reflective photoreflector 22 Bridge circuit L0 to L4 Load line Tra, Trd Phototransistor V CE a, V CE d of reflective photoreflector 20, 21 Tra-Trd collector-emitter voltage Ro, R1, R2 resistor VR variable resistor Vs power supply Va, Vd, Eo voltage Io output current Ia, Id phototransistor current O center of moving coil G center of gravity of moving coil

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】可動コイル型計器の固定部をケース内に固
定し、前記可動コイル型計器の可動コイルをスパンバン
ドによってその重心を下方にずらして振子状に回動自在
に支持し、前記可動コイルの前記スパンバンド方向と直
角方向の両側に反射板を固定し、前記反射板に向かって
光を発し反射光によって前記反射板との距離を検出する
1対の反射型ホトリフレクタを反射板に接近して前記ケ
ース内に固定し、前記1対の反射型ホトリフレクタと2
個の抵抗器とによってブリッジ回路を形成し、このブリ
ッジ回路の中央に前記可動コイルを接続し、前記ケース
を傾斜させた時、前記2つの反射型ホトリフレクタの各
出力の不平衡を前記可動コイルの電流にフィードバック
することによってトルクバランスをとり、前記可動コイ
ルが前記ケースの回動に追随するようにしたサーボ型傾
斜センサーを備えるディジタル傾斜測定器であって、 前記サーボ型傾斜センサーの前記ブリッジ回路は、前記
2つの反射型ホトリフレクタ間に可変抵抗器を接続し、
この可変抵抗器の中間タップと前記2個の抵抗器の接続
点との間に電源を接続して構成され、この可変抵抗器を
調整することによって、各前記反射型ホトリフレクタの
電圧−電流特性曲線上に引いた負荷線の動作点を安定さ
せ、それによって前記サーボ型傾斜センサーのゼロ変化
を無くするようにしたことを特徴とするディジタル傾斜
測定器。
1. A movable coil type instrument has a fixed portion fixed in a case, and a movable coil of the movable coil type instrument is rotatably supported in a pendulum shape by shifting a center of gravity of the movable coil by a span band to be movable. Reflecting plates are fixed to both sides of the coil in the direction perpendicular to the span band direction, and a pair of reflection type photoreflectors for emitting light toward the reflecting plate and detecting the distance from the reflecting plate by the reflected light are provided on the reflecting plate. The pair of reflective photoreflectors and the pair of reflective photoreflectors are fixed to each other and are fixed in the case.
A bridge circuit is formed by a plurality of resistors, the movable coil is connected to the center of the bridge circuit, and when the case is tilted, the imbalance of each output of the two reflection type photoreflectors is caused by the movable coil. Is a digital tilt measuring instrument comprising a servo-type tilt sensor in which torque is balanced by feeding back the current to the movable coil so that the movable coil follows the rotation of the case, wherein the bridge circuit of the servo-type tilt sensor is used. Connects a variable resistor between the two reflective photoreflectors,
A power supply is connected between the intermediate tap of the variable resistor and the connection point of the two resistors, and the voltage-current characteristic of each reflection type photoreflector is adjusted by adjusting the variable resistor. A digital inclination measuring instrument characterized in that an operating point of a load line drawn on a curve is stabilized so that zero change of the servo type inclination sensor is eliminated.
【請求項2】前記可変抵抗器を、調整後の中間タップの
両側の抵抗値と同じ値をそれぞれ有する2つの固定抵抗
器で置き換えることを特徴とする請求項1に記載のディ
ジタル傾斜測定器。
2. The digital tilt measuring instrument according to claim 1, wherein the variable resistor is replaced with two fixed resistors each having a resistance value on both sides of the adjusted center tap.
JP24676493A 1993-10-01 1993-10-01 Digital tilt measuring instrument Expired - Lifetime JP3479325B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24676493A JP3479325B2 (en) 1993-10-01 1993-10-01 Digital tilt measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24676493A JP3479325B2 (en) 1993-10-01 1993-10-01 Digital tilt measuring instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07103759A true JPH07103759A (en) 1995-04-18
JP3479325B2 JP3479325B2 (en) 2003-12-15

Family

ID=17153322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24676493A Expired - Lifetime JP3479325B2 (en) 1993-10-01 1993-10-01 Digital tilt measuring instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3479325B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3479325B2 (en) 2003-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4136955A (en) Apparatus for correcting theodolites
US4167818A (en) Electronic inclination gauge
US3603147A (en) Pulsed anemometer circuit
EP0344934A1 (en) Digital inclinometer
JP2000314638A (en) Encoder
JPH08178700A (en) Incremental encoder
US3775617A (en) Servo apparatus with photosensitive device and compensating circuit
US3081552A (en) Suspension devices
US7930134B2 (en) Electronic device for measuring motion of screw mechanism
JP3479325B2 (en) Digital tilt measuring instrument
JPH0247448Y2 (en)
US4097734A (en) Zero index for electro-optical measuring device
CN105091789A (en) High-precision angle measurement device based on spatial four-frequency differential laser gyroscope, and installation calibration method for high-precision angle measurement device
JP2002048536A (en) Electronic level, and horizontal stage using the same
US2964954A (en) Gyro integrator
US3741015A (en) Precision pressure gauge
US3882731A (en) Torquer scale factor temperature correction means
JPH09210681A (en) Clinometer
RU2791671C1 (en) Fiber optic angular velocity sensor and method for measuring angular velocity
JPH04252Y2 (en)
JPS6356713B2 (en)
JP2622619B2 (en) Servo type tilt sensor
JPH09304070A (en) Automatic regulator of detection signal for electronic surveying instrument
JPH09210680A (en) Clinometer
RU1812427C (en) Inclination meter

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 9