JPH08128825A - 傾斜角検出方法及び傾斜計 - Google Patents
傾斜角検出方法及び傾斜計Info
- Publication number
- JPH08128825A JPH08128825A JP26965094A JP26965094A JPH08128825A JP H08128825 A JPH08128825 A JP H08128825A JP 26965094 A JP26965094 A JP 26965094A JP 26965094 A JP26965094 A JP 26965094A JP H08128825 A JPH08128825 A JP H08128825A
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- tilt angle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は傾斜角検出方法及び傾斜計に関し、
特に、傾斜角を高精度に、かつ、傾斜角をデジタル出力
で得ることを目的とする。 【構成】 本発明による傾斜角検出方法及び傾斜計は、
各加速度計(1,4)の出力をｓｉｎθとｃｏｓθの乗算を
して乗算出力を得ると共に、この各乗算出力を減算処理
することにより得た減算出力をアップ／ダウンカウンタ
(12)によってデジタル傾斜角出力(φ)を得る構成であ
る。
特に、傾斜角を高精度に、かつ、傾斜角をデジタル出力
で得ることを目的とする。 【構成】 本発明による傾斜角検出方法及び傾斜計は、
各加速度計(1,4)の出力をｓｉｎθとｃｏｓθの乗算を
して乗算出力を得ると共に、この各乗算出力を減算処理
することにより得た減算出力をアップ／ダウンカウンタ
(12)によってデジタル傾斜角出力(φ)を得る構成であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、傾斜角検出方法及び傾
斜計に関し、特に、傾斜角を３６０゜の範囲で高精度
に、かつ、傾斜角をデジタル出力で得るための新規な改
良に関する。
斜計に関し、特に、傾斜角を３６０゜の範囲で高精度
に、かつ、傾斜角をデジタル出力で得るための新規な改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の傾斜計と
しては、例えば、一般に市販されているものとして、図
２に示すサーボ傾斜角センサがある。すなわち、図２に
おいて符号１で示されるものはケース２内にフレクチャ
３を介して片持式に設けられた振子であり、この振子１
に設けられたムービングコイル４は、ケース２に固定の
マグネット５と対応し、このムービングコイル４とマグ
ネット５とによりトルカ６を構成している。前記トルカ
６の下方には検出器７が設けられ、この検出器７の出力
が増幅器８を経て前記コイル４に入力されている。前記
コイル４から出力される信号出力９は、傾斜角に応じた
傾斜角信号として取出される。
しては、例えば、一般に市販されているものとして、図
２に示すサーボ傾斜角センサがある。すなわち、図２に
おいて符号１で示されるものはケース２内にフレクチャ
３を介して片持式に設けられた振子であり、この振子１
に設けられたムービングコイル４は、ケース２に固定の
マグネット５と対応し、このムービングコイル４とマグ
ネット５とによりトルカ６を構成している。前記トルカ
６の下方には検出器７が設けられ、この検出器７の出力
が増幅器８を経て前記コイル４に入力されている。前記
コイル４から出力される信号出力９は、傾斜角に応じた
傾斜角信号として取出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の傾斜計は、以上
のように構成されていたため、次のような課題が存在し
ていた。すなわち、この場合、傾斜角出力としては、ｓ
ｉｎ波で出力されるが、このｓｉｎ波出力の場合、９０
゜及び２７０゜付近の精度が悪化し、検出範囲としては
±９０゜（８９゜と９１゜の傾斜角に対する出力は同一
となる）において検出精度が低下することになってい
た。
のように構成されていたため、次のような課題が存在し
ていた。すなわち、この場合、傾斜角出力としては、ｓ
ｉｎ波で出力されるが、このｓｉｎ波出力の場合、９０
゜及び２７０゜付近の精度が悪化し、検出範囲としては
±９０゜（８９゜と９１゜の傾斜角に対する出力は同一
となる）において検出精度が低下することになってい
た。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、傾斜角を３６０゜の範囲
で、かつ、傾斜角をデジタル出力で得るようにした傾斜
角検出方法及び傾斜計を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、傾斜角を３６０゜の範囲
で、かつ、傾斜角をデジタル出力で得るようにした傾斜
角検出方法及び傾斜計を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による傾斜角検出
方法は、互いに検出軸を９０゜ずらせて配置した第１、
第２加速度計を用い、前記第１加速度計の第１出力を第
１デジタル傾斜角φ１にてｃｏｓφの乗算を行って第１
乗算出力(sinθcosφ)を得る工程と、前記第２加速度計
の第２出力を第２デジタル傾斜角φ２にてｓｉｎφの乗
算を行って第２乗算出力(cosθsinφ)を得る工程と、前
記第１、第２乗算出力を減算(sinθcosφ-cosθsinφ)
して得た減算出力をアップ／ダウンカウンタを介してデ
ジタル傾斜角出力(φ)を出力する工程とからなる方法で
ある。
方法は、互いに検出軸を９０゜ずらせて配置した第１、
第２加速度計を用い、前記第１加速度計の第１出力を第
１デジタル傾斜角φ１にてｃｏｓφの乗算を行って第１
乗算出力(sinθcosφ)を得る工程と、前記第２加速度計
の第２出力を第２デジタル傾斜角φ２にてｓｉｎφの乗
算を行って第２乗算出力(cosθsinφ)を得る工程と、前
記第１、第２乗算出力を減算(sinθcosφ-cosθsinφ)
して得た減算出力をアップ／ダウンカウンタを介してデ
ジタル傾斜角出力(φ)を出力する工程とからなる方法で
ある。
【０００６】さらに詳細には、前記減算出力を、積分器
と可変周波数発振器を介して処理した後に、前記アップ
／ダウンカウンタに入力する方法である。
と可変周波数発振器を介して処理した後に、前記アップ
／ダウンカウンタに入力する方法である。
【０００７】本発明による傾斜計は、互いに検出軸を９
０゜ずらせて配置した第１、第２加速度計と、前記第１
加速度計に接続されたｃｏｓマルチプライヤと、前記第
２加速度計に接続されたｓｉｎマルチプライヤと、前記
各マルチプライヤからの第１、第２乗算出力(sinθcos
φ、cosθsinφ)を減算するための減算器と、前記減算器
に接続された積分器と、前記積分器に接続された可変周
波数発振器と、前記可変周波数発振器に接続されたアッ
プ／ダウンカウンタとを備え、前記アップ／ダウンカウ
ンタからデジタル傾斜角出力(φ)を得るようにした構成
である。
０゜ずらせて配置した第１、第２加速度計と、前記第１
加速度計に接続されたｃｏｓマルチプライヤと、前記第
２加速度計に接続されたｓｉｎマルチプライヤと、前記
各マルチプライヤからの第１、第２乗算出力(sinθcos
φ、cosθsinφ)を減算するための減算器と、前記減算器
に接続された積分器と、前記積分器に接続された可変周
波数発振器と、前記可変周波数発振器に接続されたアッ
プ／ダウンカウンタとを備え、前記アップ／ダウンカウ
ンタからデジタル傾斜角出力(φ)を得るようにした構成
である。
【０００８】
【作用】本発明による傾斜角検出方法及び傾斜計におい
ては、第１、第２加速度計の各出力を、各デジタル傾斜
角にてｃｏｓφ及びｓｉｎφの乗算を行って各乗算出力
を得ると共に、この各乗算出力を減算して得た減算出力
を積分する。この積分された出力電圧に基づいて可変周
波数発振器を出力させ、得られた発振出力に基づいてア
ップ／ダウンカウンタを作動させてデジタル傾斜角出力
（φ）を得る。
ては、第１、第２加速度計の各出力を、各デジタル傾斜
角にてｃｏｓφ及びｓｉｎφの乗算を行って各乗算出力
を得ると共に、この各乗算出力を減算して得た減算出力
を積分する。この積分された出力電圧に基づいて可変周
波数発振器を出力させ、得られた発振出力に基づいてア
ップ／ダウンカウンタを作動させてデジタル傾斜角出力
（φ）を得る。
【０００９】
【実施例】以下、図面と共に本発明による傾斜角検出方
法及び傾斜計の好適な実施例について詳細に説明する。
図１において符号１で示されるものは第１加速度計であ
り、この第１加速度計の第１出力ｓｉｎθは、ｃｏｓマ
ルチプライヤ２に入力されて第１デジタル傾斜角φ１が
乗算され、第１乗算出力ｓｉｎθｃｏｓθとして減算器
３に入力される。
法及び傾斜計の好適な実施例について詳細に説明する。
図１において符号１で示されるものは第１加速度計であ
り、この第１加速度計の第１出力ｓｉｎθは、ｃｏｓマ
ルチプライヤ２に入力されて第１デジタル傾斜角φ１が
乗算され、第１乗算出力ｓｉｎθｃｏｓθとして減算器
３に入力される。
【００１０】前記第１加速度計１とは、その検出軸を９
０゜ずらせて配置した第２加速度計４の第２出力ｃｏｓ
θは、ｓｉｎマルチプライヤ５に入力されて第２デジタ
ル傾斜角φ２が乗算され、第２乗算出力ｃｏｓθｓｉｎ
θとして前記減算器３に入力される。
０゜ずらせて配置した第２加速度計４の第２出力ｃｏｓ
θは、ｓｉｎマルチプライヤ５に入力されて第２デジタ
ル傾斜角φ２が乗算され、第２乗算出力ｃｏｓθｓｉｎ
θとして前記減算器３に入力される。
【００１１】前記減算器３にて減算された減算出力ｓｉ
ｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφは、積分器１０に入力
されて積分され、この積分器１０からの積分出力１０ａ
は可変周波数発振器１１を経てアップ／ダウンカウンタ
１２に入力されてデジタル傾斜角出力φが出力される。
なお、このデジタル傾斜角出力φは、前記各マルチプラ
イヤ２，４に帰還入力されている。
ｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφは、積分器１０に入力
されて積分され、この積分器１０からの積分出力１０ａ
は可変周波数発振器１１を経てアップ／ダウンカウンタ
１２に入力されてデジタル傾斜角出力φが出力される。
なお、このデジタル傾斜角出力φは、前記各マルチプラ
イヤ２，４に帰還入力されている。
【００１２】前述の構成において、前記減算出力ｓｉｎ
θｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφは、ｓｉｎ（θ−φ）で
あり、θ〜φの範囲では、θ−φ〜ｓｉｎθｃｏｓφ−
ｃｏｓθｓｉｎφとなり、これは各加速度計１，４の傾
斜角θとデジタル傾斜角φの差分であり、この減算出力
ｓｉｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφによって積分器１
０、可変周波数発振器１１及びアップ／ダウンカウンタ
１２が周知の機能を行うことにより、前記減算出力ｓｉ
ｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφが零となるように動作
し、θ＝φとなって前述の傾斜角θに対するデジタル傾
斜角φを得ることができる。また、２個の加速度計１，
４を用いることにより、３６０゜の範囲の傾斜角を検出
することができる。
θｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφは、ｓｉｎ（θ−φ）で
あり、θ〜φの範囲では、θ−φ〜ｓｉｎθｃｏｓφ−
ｃｏｓθｓｉｎφとなり、これは各加速度計１，４の傾
斜角θとデジタル傾斜角φの差分であり、この減算出力
ｓｉｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφによって積分器１
０、可変周波数発振器１１及びアップ／ダウンカウンタ
１２が周知の機能を行うことにより、前記減算出力ｓｉ
ｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφが零となるように動作
し、θ＝φとなって前述の傾斜角θに対するデジタル傾
斜角φを得ることができる。また、２個の加速度計１，
４を用いることにより、３６０゜の範囲の傾斜角を検出
することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明による傾斜角検出方法及び傾斜計
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得ることができる。２個の加速度計の出力を減算処理
しているため、３６０゜の傾斜角範囲で高精度に検出を
行うことができる。また、各加速度計に特に温度による
ゲイン変動が発生しても、ゲイン変動が互いに相殺さ
れ、誤差発生を防止することができる。
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得ることができる。２個の加速度計の出力を減算処理
しているため、３６０゜の傾斜角範囲で高精度に検出を
行うことができる。また、各加速度計に特に温度による
ゲイン変動が発生しても、ゲイン変動が互いに相殺さ
れ、誤差発生を防止することができる。
【図１】本発明による傾斜計を示す構成図である。
【図２】従来構成を示す構成図である。
１ 第１加速度計 ３ 減算器 ４ 第２加速度計 ｓｉｎθ 第１出力 ｃｏｓθ 第２出力 ｓｉｎθｃｏｓφ 第１乗算出力 ｃｏｓθｓｉｎφ 第２乗算出力 ｓｉｎθｃｏｓφ−ｃｏｓθｓｉｎφ 減算出力 φ デジタル傾斜角出力
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに検出軸を９０゜ずらせて配置した
第１、第２加速度計(1,4)を用い、前記第１加速度計(1)
の第１出力(sinθ)を第１デジタル傾斜角φ１にてｃｏ
ｓφの乗算を行って第１乗算出力(sinθcosφ)を得る工
程と、前記第２加速度計(4)の第２出力(cosθ)を第２デ
ジタル傾斜角φ２にてｓｉｎφの乗算を行って第２乗算
出力(cosθsinφ)を得る工程と、前記第１、第２乗算出
力(sinθcosφ、cosθsinφ)を減算(sinθcosφ-cosθsi
nφ)して得た減算出力(sinθcosφ-cosθsinφ)をアッ
プ／ダウンカウンタ(12)を介してデジタル傾斜角出力
(φ)を出力する工程とからなることを特徴とする傾斜角
検出方法。 - 【請求項２】 前記減算出力(sinθcosφ-cosθsinφ)
を、積分器(10)と可変周波数発振器(11)を介して処理し
た後に、前記アップ／ダウンカウンタ(12)に入力するこ
とを特徴とする請求項１記載の傾斜角検出方法。 - 【請求項３】 互いに検出軸を９０゜ずらせて配置した
第１、第２加速度計(1,4)と、前記第１加速度計(1)に接
続されたｃｏｓマルチプライヤ(2)と、前記第２加速度
計(4)に接続されたｓｉｎマルチプライヤ(5)と、前記各
マルチプライヤ(2,5)からの第１、第２乗算出力(sinθc
osφ、cosθsinφ)を減算するための減算器(3)と、前記
減算器(3)に接続された積分器(10)と、前記積分器(10)
に接続された可変周波数発振器(11)と、前記可変周波数
発振器(11)に接続されたアップ／ダウンカウンタ(12)と
を備え、前記アップ／ダウンカウンタ(12)からデジタル
傾斜角出力(φ)を得るように構成したことを特徴とする
傾斜計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26965094A JPH08128825A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 傾斜角検出方法及び傾斜計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26965094A JPH08128825A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 傾斜角検出方法及び傾斜計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128825A true JPH08128825A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17475310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26965094A Pending JPH08128825A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 傾斜角検出方法及び傾斜計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08128825A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101963502A (zh) * | 2010-09-25 | 2011-02-02 | 合肥工业大学 | 多传感器协同的数字倾角测量系统及倾角测量方法 |
| WO2011075983A1 (zh) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 湖南三一智能控制设备有限公司 | 一种角度测量装置和方法及工程机械 |
| USRE44311E1 (en) | 2004-10-20 | 2013-06-25 | Black & Decker Inc. | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor |
| US9199362B2 (en) | 2010-01-07 | 2015-12-01 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9266178B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-02-23 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9475180B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-10-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US11192232B2 (en) | 2016-06-20 | 2021-12-07 | Black & Decker Inc. | Power tool with anti-kickback control system |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26965094A patent/JPH08128825A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE45112E1 (en) | 2004-10-20 | 2014-09-09 | Black & Decker Inc. | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor |
| USRE44311E1 (en) | 2004-10-20 | 2013-06-25 | Black & Decker Inc. | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor |
| USRE44993E1 (en) | 2004-10-20 | 2014-07-08 | Black & Decker Inc. | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor |
| WO2011075983A1 (zh) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 湖南三一智能控制设备有限公司 | 一种角度测量装置和方法及工程机械 |
| US9211636B2 (en) | 2010-01-07 | 2015-12-15 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9199362B2 (en) | 2010-01-07 | 2015-12-01 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9266178B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-02-23 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9321156B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-04-26 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9321155B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-04-26 | Black & Decker Inc. | Power tool having switch and rotary input control |
| US9475180B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-10-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US10160049B2 (en) | 2010-01-07 | 2018-12-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| CN101963502A (zh) * | 2010-09-25 | 2011-02-02 | 合肥工业大学 | 多传感器协同的数字倾角测量系统及倾角测量方法 |
| US11192232B2 (en) | 2016-06-20 | 2021-12-07 | Black & Decker Inc. | Power tool with anti-kickback control system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040608 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |