JPH0763556A - 傾斜センサ - Google Patents
傾斜センサInfo
- Publication number
- JPH0763556A JPH0763556A JP23731793A JP23731793A JPH0763556A JP H0763556 A JPH0763556 A JP H0763556A JP 23731793 A JP23731793 A JP 23731793A JP 23731793 A JP23731793 A JP 23731793A JP H0763556 A JPH0763556 A JP H0763556A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- shaped magnet
- bar
- hall element
- container
- 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.)
- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造を単純化し、高精度に傾斜角および傾斜
方向を電気的に検出することができる傾斜センサを提供
する。 【構成】 非磁性体容器１は、下方内面が長手方向に湾
曲した形状であり、載置面８が固定されている。中空部
２には、曲線形状に湾曲し、両端部が反対の磁極に着磁
された棒状磁石４が挿入されている。棒状磁石４の磁極
の近傍に磁性流体３が吸着され、棒状磁石４は、磁性流
体３によって浮上され、非磁性体容器１の底面より隔置
される。非磁性体容器１の下部中央部外側壁面には、基
板６に取り付けられた１個のリニアタイプのホール素子
５が配置されている。載置面８が水平の場合棒状磁石４
は中央の位置にあり、ホール素子５の出力はない。載置
面８が傾いたとき、棒状磁石４は、非磁性体容器１の傾
きに応じて移動し、ホール素子５に傾斜の方向と大きさ
に応じた出力が生じる。
方向を電気的に検出することができる傾斜センサを提供
する。 【構成】 非磁性体容器１は、下方内面が長手方向に湾
曲した形状であり、載置面８が固定されている。中空部
２には、曲線形状に湾曲し、両端部が反対の磁極に着磁
された棒状磁石４が挿入されている。棒状磁石４の磁極
の近傍に磁性流体３が吸着され、棒状磁石４は、磁性流
体３によって浮上され、非磁性体容器１の底面より隔置
される。非磁性体容器１の下部中央部外側壁面には、基
板６に取り付けられた１個のリニアタイプのホール素子
５が配置されている。載置面８が水平の場合棒状磁石４
は中央の位置にあり、ホール素子５の出力はない。載置
面８が傾いたとき、棒状磁石４は、非磁性体容器１の傾
きに応じて移動し、ホール素子５に傾斜の方向と大きさ
に応じた出力が生じる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、傾斜角度を電気信号に
変換して傾斜角を測定するための傾斜センサに関するも
のである。
変換して傾斜角を測定するための傾斜センサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】建造物等の水平部の傾斜角の測定は、一
般には、レベルと呼ばれる測定器を用いて、その気泡管
における気泡の位置と目盛り等を読み取る目視による方
法により行なわれている。
般には、レベルと呼ばれる測定器を用いて、その気泡管
における気泡の位置と目盛り等を読み取る目視による方
法により行なわれている。
【０００３】一方、傾斜角を電気信号として検出する方
式としては、静電容量方式が広く提案されている。ま
た、磁気方式については、特開平２−２１２７０９号公
報に記載されているように、軸が水平方向を向いた筒状
の非磁性体容器の中空部に、表面に磁性流体が被着した
永久磁石を変位自在に収容し、容器の外側に磁気感応素
子、例えば、ＭＲ素子やリニアタイプのホールＩＣ、あ
るいは、２個のスイッチタイプのホールＩＣを配置した
水平センサが提案されている。
式としては、静電容量方式が広く提案されている。ま
た、磁気方式については、特開平２−２１２７０９号公
報に記載されているように、軸が水平方向を向いた筒状
の非磁性体容器の中空部に、表面に磁性流体が被着した
永久磁石を変位自在に収容し、容器の外側に磁気感応素
子、例えば、ＭＲ素子やリニアタイプのホールＩＣ、あ
るいは、２個のスイッチタイプのホールＩＣを配置した
水平センサが提案されている。
【０００４】上記公報で提案されている磁気方式の水平
センサにおいては、水平位置であるか否かの検出を行な
うものであり、傾斜角の検出ができないばかりでなく、
リニアタイプのホールＩＣを用いた場合には、傾斜方向
が判別できないという問題があり、また、２個のスイッ
チタイプのホールＩＣを用いたものでは、信号の取り扱
いが複雑になり、信号処理が困難になることがあるとい
う問題がある。
センサにおいては、水平位置であるか否かの検出を行な
うものであり、傾斜角の検出ができないばかりでなく、
リニアタイプのホールＩＣを用いた場合には、傾斜方向
が判別できないという問題があり、また、２個のスイッ
チタイプのホールＩＣを用いたものでは、信号の取り扱
いが複雑になり、信号処理が困難になることがあるとい
う問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、構造を単純化
し、１個のリニアタイプのホール素子により高精度に傾
斜角および傾斜方向を電気的に検出することができる傾
斜センサを提供することを目的とするものである。
題点を解決するためになされたもので、構造を単純化
し、１個のリニアタイプのホール素子により高精度に傾
斜角および傾斜方向を電気的に検出することができる傾
斜センサを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、傾斜センサに
おいて、曲線形状に湾曲し両端部を磁極とする棒状磁石
と、該棒状磁石の曲線形状にほぼ沿う底面を有する非磁
性体容器と、該非磁性体容器に固定された載置面と、前
記棒状磁石の磁極に吸着され前記棒状磁石を前記非磁性
体容器の底面から隔置させる磁性流体と、前記非磁性体
容器の下方中央部外側壁面に設けられた１個のリニアタ
イプのホール素子を有することを特徴とするものであ
る。また、前記棒状磁石の中央部からの最大移動量が、
前記棒状磁石の長さの１／２にほぼ等しいことを特徴と
するものである。
おいて、曲線形状に湾曲し両端部を磁極とする棒状磁石
と、該棒状磁石の曲線形状にほぼ沿う底面を有する非磁
性体容器と、該非磁性体容器に固定された載置面と、前
記棒状磁石の磁極に吸着され前記棒状磁石を前記非磁性
体容器の底面から隔置させる磁性流体と、前記非磁性体
容器の下方中央部外側壁面に設けられた１個のリニアタ
イプのホール素子を有することを特徴とするものであ
る。また、前記棒状磁石の中央部からの最大移動量が、
前記棒状磁石の長さの１／２にほぼ等しいことを特徴と
するものである。
【０００７】
【作用】前記非磁性体容器が水平のときは、棒状磁石が
非磁性体容器の底面の中央部に位置している。また、非
磁性体容器が傾斜したときには、傾斜角に伴って棒状磁
石が中央部より移動する。この棒状磁石の位置の変化
を、非磁性体容器の下方中央部外側壁面に設けた１個の
リニアタイプのホール素子により検出し、これを電気出
力として取り出すことにより、傾斜方向および傾斜角を
検出することができる。棒状磁石の最大移動量を、棒状
磁石の長さにほぼ等しいようにすることによって、水平
位置からの最大検出傾斜角までの棒状磁石の移動量は、
棒状磁石の長さのほぼ１／２となり、直線性のよい傾斜
角の検出が可能となる。
非磁性体容器の底面の中央部に位置している。また、非
磁性体容器が傾斜したときには、傾斜角に伴って棒状磁
石が中央部より移動する。この棒状磁石の位置の変化
を、非磁性体容器の下方中央部外側壁面に設けた１個の
リニアタイプのホール素子により検出し、これを電気出
力として取り出すことにより、傾斜方向および傾斜角を
検出することができる。棒状磁石の最大移動量を、棒状
磁石の長さにほぼ等しいようにすることによって、水平
位置からの最大検出傾斜角までの棒状磁石の移動量は、
棒状磁石の長さのほぼ１／２となり、直線性のよい傾斜
角の検出が可能となる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の傾斜センサ一実施例の概略
構成図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面
図である。図中、１は非磁性体容器、２は中空部、３は
磁性流体、４は棒状磁石、５はホール素子、６は基板、
７はリード線、８は載置面である。非磁性体容器１は、
下方内面を長手方向に曲率を持った湾曲面を有する形状
であり、載置面８が固定されている。非磁性体容器１の
中空部２には、曲線形状に湾曲した棒状磁石４が挿入さ
れている。棒状磁石４は、円形、楕円形、多角形など、
適宜の断面形状のものが用いられ、両端部が反対の磁極
に着磁されている。
構成図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面
図である。図中、１は非磁性体容器、２は中空部、３は
磁性流体、４は棒状磁石、５はホール素子、６は基板、
７はリード線、８は載置面である。非磁性体容器１は、
下方内面を長手方向に曲率を持った湾曲面を有する形状
であり、載置面８が固定されている。非磁性体容器１の
中空部２には、曲線形状に湾曲した棒状磁石４が挿入さ
れている。棒状磁石４は、円形、楕円形、多角形など、
適宜の断面形状のものが用いられ、両端部が反対の磁極
に着磁されている。
【０００９】非磁性体容器１の中空部２内には、適当量
の磁性流体３が挿入されている。磁性流体３としては、
磁性粒子を界面活性剤の助けをかりて溶媒（ベースオイ
ル）中に分散させたものを用いることができる。磁性粒
子は、マグネタイト（ＦｅＯ・Ｆｅ2 Ｏ3 ），マンガン
亜鉛フェライト（ＭｎＯx ＺｎＯy ・Ｆｅ2 Ｏ3 ：ｘ＋
ｙ＝１），コバルト等の直径が７０〜１５０Å程度の微
粒子を用いることができ、溶媒には、水，炭化水素油
（例えば、ケロシン），エーテル，エステル等をベース
オイルにしたものを用いることができる。
の磁性流体３が挿入されている。磁性流体３としては、
磁性粒子を界面活性剤の助けをかりて溶媒（ベースオイ
ル）中に分散させたものを用いることができる。磁性粒
子は、マグネタイト（ＦｅＯ・Ｆｅ2 Ｏ3 ），マンガン
亜鉛フェライト（ＭｎＯx ＺｎＯy ・Ｆｅ2 Ｏ3 ：ｘ＋
ｙ＝１），コバルト等の直径が７０〜１５０Å程度の微
粒子を用いることができ、溶媒には、水，炭化水素油
（例えば、ケロシン），エーテル，エステル等をベース
オイルにしたものを用いることができる。
【００１０】磁性流体３は、棒状磁石４の両端の磁極の
近傍に吸着されるが、磁性流体中の磁性粒子は溶媒中で
沈降、分離することがなく、分散状態を保っているか
ら、棒状磁石４は、磁性流体３によって浮上されたよう
になり、非磁性体容器１の底面より隔置される。それに
より、棒状磁石４の移動は円滑となる。
近傍に吸着されるが、磁性流体中の磁性粒子は溶媒中で
沈降、分離することがなく、分散状態を保っているか
ら、棒状磁石４は、磁性流体３によって浮上されたよう
になり、非磁性体容器１の底面より隔置される。それに
より、棒状磁石４の移動は円滑となる。
【００１１】非磁性体容器１の下部中央部外側壁面に、
基板６に取り付けられた１個のホール素子５が配置され
ている。ホール素子５は、リニアタイプのものが用いら
れるが、ホールＩＣを用いることもできる。
基板６に取り付けられた１個のホール素子５が配置され
ている。ホール素子５は、リニアタイプのものが用いら
れるが、ホールＩＣを用いることもできる。
【００１２】載置面８が水平に置かれた場合、非磁性体
容器１内の棒状磁石４は、中央の位置にある。載置面８
が傾いたとき、非磁性体容器１とホール素子５、基板６
は同様に傾くが、棒状磁石４は、重力方向に対して一定
であるため、棒状磁石４は、中空部２の内部の下部を非
磁性体容器１の傾きに応じて移動することになる。
容器１内の棒状磁石４は、中央の位置にある。載置面８
が傾いたとき、非磁性体容器１とホール素子５、基板６
は同様に傾くが、棒状磁石４は、重力方向に対して一定
であるため、棒状磁石４は、中空部２の内部の下部を非
磁性体容器１の傾きに応じて移動することになる。
【００１３】図２は、非磁性体容器１の中空部２の底面
２ａと棒状磁石４の関係を表わすものである。棒状磁石
４の長さＭと底面２ａの長さＬとしたとき、 Ｌ≒２Ｍ の関係となるようにしている。これによって、棒状磁石
４は、底面２ａの傾きに応じて、左右にその長さＭのｌ
／２を限度とするように移動するから、最大移動時に
は、棒状磁石４の一方の磁極がホール素子５のほぼ中心
位置に来るようになる。
２ａと棒状磁石４の関係を表わすものである。棒状磁石
４の長さＭと底面２ａの長さＬとしたとき、 Ｌ≒２Ｍ の関係となるようにしている。これによって、棒状磁石
４は、底面２ａの傾きに応じて、左右にその長さＭのｌ
／２を限度とするように移動するから、最大移動時に
は、棒状磁石４の一方の磁極がホール素子５のほぼ中心
位置に来るようになる。
【００１４】図３は、ホール素子の信号処理回路の一例
を示すもので、図中、５はホール素子、１１はオペアン
プ、１２は差動増幅回路、Ｖ0 は基準電圧、Ｒ0 は基準
抵抗、ＶOUT は出力電圧である。オペアンプ１１は、基
準電圧Ｖ0 ，基準抵抗Ｒ0 とともに定電流回路を構成
し、ホール素子５に一定の直流電流を流す、ホール素子
５のホール端子電圧は、差動増幅回路１２により検出さ
れ、出力電圧ＶOUT が得られる。
を示すもので、図中、５はホール素子、１１はオペアン
プ、１２は差動増幅回路、Ｖ0 は基準電圧、Ｒ0 は基準
抵抗、ＶOUT は出力電圧である。オペアンプ１１は、基
準電圧Ｖ0 ，基準抵抗Ｒ0 とともに定電流回路を構成
し、ホール素子５に一定の直流電流を流す、ホール素子
５のホール端子電圧は、差動増幅回路１２により検出さ
れ、出力電圧ＶOUT が得られる。
【００１５】図４は、上述した傾斜センサにおける傾斜
角と出力電圧の関係を示す線図である。非磁性体容器１
の傾きに応じて、棒状磁石４は、ホール素子５の中心の
上を端から端まで移動して、ホール素子５には、Ｎ極か
Ｓ極まで連続的に磁束が変化して加わる。そして、ホー
ル素子５にＮ極が作用したときには正電位（または負電
位）、Ｓ極が作用したときには負電位（または正電位）
として表れ、水平時には０となるため、その出力電圧Ｖ
OUT は、図４に示すように、傾斜角の大きさと方向に応
じた値を示す。非磁性体容器１の底面の湾曲面の形状と
棒状磁石４の形状を適当にすれば、傾斜角に応じて出力
電圧を直線的にすることができる。
角と出力電圧の関係を示す線図である。非磁性体容器１
の傾きに応じて、棒状磁石４は、ホール素子５の中心の
上を端から端まで移動して、ホール素子５には、Ｎ極か
Ｓ極まで連続的に磁束が変化して加わる。そして、ホー
ル素子５にＮ極が作用したときには正電位（または負電
位）、Ｓ極が作用したときには負電位（または正電位）
として表れ、水平時には０となるため、その出力電圧Ｖ
OUT は、図４に示すように、傾斜角の大きさと方向に応
じた値を示す。非磁性体容器１の底面の湾曲面の形状と
棒状磁石４の形状を適当にすれば、傾斜角に応じて出力
電圧を直線的にすることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、簡単な構成で安価であり、しかも、高精度の
傾斜センサを提供することができるという効果がある。
によれば、簡単な構成で安価であり、しかも、高精度の
傾斜センサを提供することができるという効果がある。
【図１】本発明の傾斜センサ一実施例の概略構成図であ
る。
る。
【図２】非磁性体容器と棒状磁石の長さの関係の説明図
である。
である。
【図３】ホール素子の信号処理回路の一例を示す回路図
である。
である。
【図４】傾斜角と出力電圧の関係を示す線図である。
１ 非磁性体容器 ２ 中空部 ３ 磁性流体 ４ 棒状磁石 ５ ホール素子 ６ 基板 ７ リード線 ８ 載置面
Claims (2)
- 【請求項１】 曲線形状に湾曲し両端部を磁極とする棒
状磁石と、該棒状磁石の曲線形状にほぼ沿う底面を有す
る非磁性体容器と、該非磁性体容器に固定された載置面
と、前記棒状磁石の磁極に吸着され前記棒状磁石を前記
非磁性体容器の底面から隔置させる磁性流体と、前記非
磁性体容器の下方中央部外側壁面に設けられた１個のリ
ニアタイプのホール素子を有することを特徴とする傾斜
センサ。 - 【請求項２】 前記棒状磁石の中央部からの最大移動量
が、前記棒状磁石の長さの１／２にほぼ等しいことを特
徴とする請求項１に記載の傾斜センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23731793A JPH0763556A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 傾斜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23731793A JPH0763556A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 傾斜センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763556A true JPH0763556A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=17013579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23731793A Pending JPH0763556A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 傾斜センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763556A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6543147B2 (en) | 2000-12-14 | 2003-04-08 | Fujitsu Takamisawa Component Limted | Tilt detector |
| US7555841B2 (en) * | 2006-05-31 | 2009-07-07 | Klaus Manfred Steinich | Inclination sensor |
| WO2011125234A1 (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-13 | 株式会社村田製作所 | 磁束検知センサ |
| WO2011125609A1 (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-13 | 株式会社村田製作所 | 磁束検知センサ |
| CN107621257A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-01-23 | 长安大学 | 一种用于测量隧道边仰坡地表沉降的自测塔尺及方法 |
| WO2021020184A1 (ja) * | 2019-07-27 | 2021-02-04 | 株式会社日本アレフ | 転倒検知センサ |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP23731793A patent/JPH0763556A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6543147B2 (en) | 2000-12-14 | 2003-04-08 | Fujitsu Takamisawa Component Limted | Tilt detector |
| US7555841B2 (en) * | 2006-05-31 | 2009-07-07 | Klaus Manfred Steinich | Inclination sensor |
| WO2011125234A1 (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-13 | 株式会社村田製作所 | 磁束検知センサ |
| WO2011125609A1 (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-13 | 株式会社村田製作所 | 磁束検知センサ |
| JP2011227032A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-10 | Murata Mfg Co Ltd | 磁束検知センサ |
| CN107621257A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-01-23 | 长安大学 | 一种用于测量隧道边仰坡地表沉降的自测塔尺及方法 |
| WO2021020184A1 (ja) * | 2019-07-27 | 2021-02-04 | 株式会社日本アレフ | 転倒検知センサ |
| JP2021022489A (ja) * | 2019-07-27 | 2021-02-18 | 株式会社日本アレフ | 転倒検知センサ |
| CN114175202A (zh) * | 2019-07-27 | 2022-03-11 | 日本艾礼富株式会社 | 翻倒检测传感器 |
| US11972916B2 (en) | 2019-07-27 | 2024-04-30 | Nippon Aleph Co., Ltd. | Fall detection sensor |
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