JPH08152321A - ２軸傾斜計 - Google Patents
２軸傾斜計Info
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- JPH08152321A JPH08152321A JP29525394A JP29525394A JPH08152321A JP H08152321 A JPH08152321 A JP H08152321A JP 29525394 A JP29525394 A JP 29525394A JP 29525394 A JP29525394 A JP 29525394A JP H08152321 A JPH08152321 A JP H08152321A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンパクトな構成のもとに１台で傾斜の量と
方向を計測することのできる２軸傾斜計を提供する。 【構成】 非磁性体からなる上に凹状の皿１の上に、球
状磁場発生体２を配置するとともに、皿１の周囲には複
数個の磁気センサ３１〜３６を固定配置し、その各磁気
センサ３１〜３６の出力を取り込んで、皿１上での球状
磁場発生体２の位置を求めることで皿１の傾斜角度と方
向（２軸での傾斜角度）を算出する演算手段４を設け
る。
方向を計測することのできる２軸傾斜計を提供する。 【構成】 非磁性体からなる上に凹状の皿１の上に、球
状磁場発生体２を配置するとともに、皿１の周囲には複
数個の磁気センサ３１〜３６を固定配置し、その各磁気
センサ３１〜３６の出力を取り込んで、皿１上での球状
磁場発生体２の位置を求めることで皿１の傾斜角度と方
向（２軸での傾斜角度）を算出する演算手段４を設け
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の傾斜角度を、そ
の傾斜の方向と併せて計測することのできる２軸傾斜計
に関する。
の傾斜の方向と併せて計測することのできる２軸傾斜計
に関する。
【０００２】
【従来の技術】部材または構造体等の傾斜角度を計測す
る装置として、従来、支持体に固定された水平軸に揺動
自在に振り子を支承するとともに、この振り子にスリッ
ト状の貫通孔を穿ち、その振り子の両側に発光素子と受
光素子を対向配置することにより、支持体の傾斜に伴う
振り子による光の遮蔽量の変化から、水平軸の回りへの
振り子の揺動角度、従って支持体の一定方向への傾斜角
度を計測する装置が知られている。
る装置として、従来、支持体に固定された水平軸に揺動
自在に振り子を支承するとともに、この振り子にスリッ
ト状の貫通孔を穿ち、その振り子の両側に発光素子と受
光素子を対向配置することにより、支持体の傾斜に伴う
振り子による光の遮蔽量の変化から、水平軸の回りへの
振り子の揺動角度、従って支持体の一定方向への傾斜角
度を計測する装置が知られている。
【０００３】また、従来、支持体に固定された球状の磁
石に、球状の磁性体を揺動自在に吸引支持するととも
に、球状磁石の鉛直下方に磁気センサを設けることによ
り、支持体の傾斜による球状磁性体の位置変化に伴う磁
気センサの出力変化から、任意の方向への傾斜角度を計
測する装置が提案されている（特開平４−２７３０１１
号）。
石に、球状の磁性体を揺動自在に吸引支持するととも
に、球状磁石の鉛直下方に磁気センサを設けることによ
り、支持体の傾斜による球状磁性体の位置変化に伴う磁
気センサの出力変化から、任意の方向への傾斜角度を計
測する装置が提案されている（特開平４−２７３０１１
号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の傾
斜計のうち、前者の装置では、振り子の揺動は水平軸回
りに拘束されているため、ある一方向への傾斜角度しか
計測することはできず、その方向以外の傾斜成分につい
ては全く計測不能である。
斜計のうち、前者の装置では、振り子の揺動は水平軸回
りに拘束されているため、ある一方向への傾斜角度しか
計測することはできず、その方向以外の傾斜成分につい
ては全く計測不能である。
【０００５】ところで、物体の傾斜量（角度）とその傾
斜の方向を測定するためには、２方向への傾斜成分を個
別に測定する必要があるが、このような測定を実現する
には、前者の装置を２台設ける必要があり、小型化が困
難であり、価格も高くなるという問題がある。
斜の方向を測定するためには、２方向への傾斜成分を個
別に測定する必要があるが、このような測定を実現する
には、前者の装置を２台設ける必要があり、小型化が困
難であり、価格も高くなるという問題がある。
【０００６】これに対し後者の装置では、球状磁性体は
何ら拘束されることなく、支持体の任意方向への傾斜に
追従して球状磁石に対する接触点が変化しつつ、その中
心が常に球状磁石の中心に対して鉛直下方に位置するよ
う移動するから、任意方向への傾斜の絶対量の計測が可
能であるが、その傾斜の方向については全く計測するこ
とはできない。
何ら拘束されることなく、支持体の任意方向への傾斜に
追従して球状磁石に対する接触点が変化しつつ、その中
心が常に球状磁石の中心に対して鉛直下方に位置するよ
う移動するから、任意方向への傾斜の絶対量の計測が可
能であるが、その傾斜の方向については全く計測するこ
とはできない。
【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、その目的は、コンパクトな構成のともに１台で
傾斜の量と方向、換言すれば２軸（２方向）の傾斜角度
を計測することのできる傾斜計を提供することにある。
もので、その目的は、コンパクトな構成のともに１台で
傾斜の量と方向、換言すれば２軸（２方向）の傾斜角度
を計測することのできる傾斜計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明の２軸傾斜計は、非磁性体からなる上に凹
状の皿１と、その皿１上に配置された球状の磁場発生体
２と、皿１の周囲に当該皿１に対して固定配置された複
数個の磁気センサ（例えばホール素子）３１〜３６と、
その各磁気センサ３１〜３６からの出力を取り込み、皿
１上での球状磁場発生体２の位置を求めてこの皿１の２
軸での傾斜角度を算出する演算手段４を備えていること
によって特徴づけられる。
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明の２軸傾斜計は、非磁性体からなる上に凹
状の皿１と、その皿１上に配置された球状の磁場発生体
２と、皿１の周囲に当該皿１に対して固定配置された複
数個の磁気センサ（例えばホール素子）３１〜３６と、
その各磁気センサ３１〜３６からの出力を取り込み、皿
１上での球状磁場発生体２の位置を求めてこの皿１の２
軸での傾斜角度を算出する演算手段４を備えていること
によって特徴づけられる。
【０００９】ここで、球状磁場発生体とは、球状の永久
磁石のほか、例えば円筒形状等の永久磁石を球形のプラ
スチック等の内部に埋め込んだものなどを言う。
磁石のほか、例えば円筒形状等の永久磁石を球形のプラ
スチック等の内部に埋め込んだものなどを言う。
【００１０】
【作用】本発明は、凹面上の球体が、この凹面の姿勢変
化に追随して常にその凹面の最も低い箇所に位置するよ
うに移動する点と、発生する磁場分布が既知の磁場発生
体の位置は、複数の磁気センサの出力から求め得る点を
利用して、上に凹状の非磁性体からなる皿１の上に球状
の磁場発生体２を配置するとともに、その球状磁場発生
体２の皿１上での位置を、皿１の周囲に固定配置された
磁気センサ３１〜３６の出力から算出することにより、
皿１の傾斜角度を２軸で計測しようとするものである。
化に追随して常にその凹面の最も低い箇所に位置するよ
うに移動する点と、発生する磁場分布が既知の磁場発生
体の位置は、複数の磁気センサの出力から求め得る点を
利用して、上に凹状の非磁性体からなる皿１の上に球状
の磁場発生体２を配置するとともに、その球状磁場発生
体２の皿１上での位置を、皿１の周囲に固定配置された
磁気センサ３１〜３６の出力から算出することにより、
皿１の傾斜角度を２軸で計測しようとするものである。
【００１１】すなわち、皿１が傾斜すると、球状磁場発
生体２はその傾斜の方向および量に応じた特定の位置、
つまり皿１の最も低い位置に移動する。一方、皿１の周
囲に皿１に対して固定された磁気センサ３１〜３６の各
出力は、それぞれ、皿１上での磁場発生体２の位置に応
じた値となるから、これらの出力から皿１上での磁場発
生体２の位置を計算によって求めることができる。球状
の磁場発生体２は前記したように常に皿１の最も低い位
置に移動するから、各磁気センサ３１〜３６の出力に基
づく球状磁場発生体２の位置の計算結果は、その状態に
おける皿１の最も低い位置を表す情報、つまり皿１の傾
斜の方向と量を表す情報となり、皿１の傾斜角度の２軸
での計測が可能となる。
生体２はその傾斜の方向および量に応じた特定の位置、
つまり皿１の最も低い位置に移動する。一方、皿１の周
囲に皿１に対して固定された磁気センサ３１〜３６の各
出力は、それぞれ、皿１上での磁場発生体２の位置に応
じた値となるから、これらの出力から皿１上での磁場発
生体２の位置を計算によって求めることができる。球状
の磁場発生体２は前記したように常に皿１の最も低い位
置に移動するから、各磁気センサ３１〜３６の出力に基
づく球状磁場発生体２の位置の計算結果は、その状態に
おける皿１の最も低い位置を表す情報、つまり皿１の傾
斜の方向と量を表す情報となり、皿１の傾斜角度の２軸
での計測が可能となる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明実施例の構成の説明図であり、
（Ａ）は全体構成を示す模式図、（Ｂ）はその皿１のＢ
−Ｂ断面図である。
（Ａ）は全体構成を示す模式図、（Ｂ）はその皿１のＢ
−Ｂ断面図である。
【００１３】皿１は例えばプラスチックまたは非磁性金
属などの非磁性体によって形成されており、その上面は
上に向けて凹状の球面Ｓとなっているそして、この皿１
の球面Ｓの上には、球状磁場発生体２が載せられてい
る。この球状磁場発生体２は、例えば永久磁石を球形に
加工したもの、あるいは、円筒状等の永久磁石を球形の
プラスチック内に埋め込んだもの等を使用することがで
きる。
属などの非磁性体によって形成されており、その上面は
上に向けて凹状の球面Ｓとなっているそして、この皿１
の球面Ｓの上には、球状磁場発生体２が載せられてい
る。この球状磁場発生体２は、例えば永久磁石を球形に
加工したもの、あるいは、円筒状等の永久磁石を球形の
プラスチック内に埋め込んだもの等を使用することがで
きる。
【００１４】また、皿１の周囲、すなわち球面Ｓの上縁
部には、６個のホール素子３１〜３６が互いに６０°の
間隔を開けて固定されている。この各ホール素子３１〜
３６の出力はそれぞれ増幅器５１〜５６によって増幅さ
れた後、マルチプレクサ６を介して順次Ａ−Ｄ変換器７
に導入されてデジタル化され、刻々と演算部４に取り込
まれる。
部には、６個のホール素子３１〜３６が互いに６０°の
間隔を開けて固定されている。この各ホール素子３１〜
３６の出力はそれぞれ増幅器５１〜５６によって増幅さ
れた後、マルチプレクサ６を介して順次Ａ−Ｄ変換器７
に導入されてデジタル化され、刻々と演算部４に取り込
まれる。
【００１５】演算部４は例えば１６ビットの１チップマ
イクロコンピュータであり、あらかじめ球状磁場発生体
２が発生する磁気分布を記憶しており、その記憶内容
と、Ａ−Ｄ変換器７を介して取り込んだ各ホール素子３
１〜３６からのデジタルデータを用いて、後述する演算
により皿１の２軸の傾斜角度を算出する。
イクロコンピュータであり、あらかじめ球状磁場発生体
２が発生する磁気分布を記憶しており、その記憶内容
と、Ａ−Ｄ変換器７を介して取り込んだ各ホール素子３
１〜３６からのデジタルデータを用いて、後述する演算
により皿１の２軸の傾斜角度を算出する。
【００１６】なお、皿１には必要に応じて適当な蓋を装
着してもよいし、皿１を適当な容器内に封入してもよ
く、また、皿１の底面は必ずしも図示のような平面であ
る必要はなく、傾斜を測定すべき物体ないしは構造体に
対して一定の姿勢で固定または載置できる形状を有して
いればよい。
着してもよいし、皿１を適当な容器内に封入してもよ
く、また、皿１の底面は必ずしも図示のような平面であ
る必要はなく、傾斜を測定すべき物体ないしは構造体に
対して一定の姿勢で固定または載置できる形状を有して
いればよい。
【００１７】さて、以上の本発明実施例において、皿１
上の球状磁場発生体２は、皿１の姿勢、つまり傾斜の方
向および量が変化すると球面Ｓ上を転がり、常に皿１の
姿勢に応じた特定の位置、すなわち球面Ｓの最も低い位
置に移動する。各ホール素子３１〜３６は皿１に固定さ
れているから、皿１の姿勢変化によって球状磁場発生体
２が移動すると、各ホール素子３１〜３６と球状磁場発
生体２との相対的位置関係が変化し、各ホール素子３１
〜３６の出力が変化する。
上の球状磁場発生体２は、皿１の姿勢、つまり傾斜の方
向および量が変化すると球面Ｓ上を転がり、常に皿１の
姿勢に応じた特定の位置、すなわち球面Ｓの最も低い位
置に移動する。各ホール素子３１〜３６は皿１に固定さ
れているから、皿１の姿勢変化によって球状磁場発生体
２が移動すると、各ホール素子３１〜３６と球状磁場発
生体２との相対的位置関係が変化し、各ホール素子３１
〜３６の出力が変化する。
【００１８】演算部４は、各ホール素子３１〜３６から
の出力データと、あらかじめ記憶している球状磁場発生
体２が発生する磁気分布データとから、次の原理に基づ
いて球状磁場発生体２の皿１上での位置を推定演算し、
皿１の傾斜の方向と量を算出する。
の出力データと、あらかじめ記憶している球状磁場発生
体２が発生する磁気分布データとから、次の原理に基づ
いて球状磁場発生体２の皿１上での位置を推定演算し、
皿１の傾斜の方向と量を算出する。
【００１９】図２はその原理説明図である。球状磁場発
生体２を磁気ダイポールで近似すると、その磁場分布は
（１）式で表せる。
生体２を磁気ダイポールで近似すると、その磁場分布は
（１）式で表せる。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、ベクトルＢは磁束密度、ベクトル
Ｍは磁気ダイポール、ベクトルｒは磁気ダイポールから
観測点までの位置ベクトルで、ｒは｜ベクトルｒ｜であ
る。図のように、球面Ｓの中心を原点Ｏとして鉛直軸を
ｚ軸とし、このｚ軸にそれぞれ交わり、かつ、水平面上
で互いに直交する軸をｘおよびｙ軸とする球座標系を考
え、磁気ダイポール（球状磁場発生体２）の位置を各ホ
ール素子３１〜３６からの出力を用いて計算する。ここ
で、θm はｘ軸を起点とするｚ軸回りの回転角、φm は
ｚ軸からの回転角であり、球面Ｓの半径をＲとすれば磁
気ダイポール（球状磁場発生体２）の座標は（Ｒ，θ，
φ）で表される。ここでＲは一定であるから、θとφを
求めることができれば磁気ダイポールの位置を特定する
ことができる。つまり、θとφは、それぞれ鉛直軸に対
する皿１の傾斜の方向と量（角度）を表すことになる。
Ｍは磁気ダイポール、ベクトルｒは磁気ダイポールから
観測点までの位置ベクトルで、ｒは｜ベクトルｒ｜であ
る。図のように、球面Ｓの中心を原点Ｏとして鉛直軸を
ｚ軸とし、このｚ軸にそれぞれ交わり、かつ、水平面上
で互いに直交する軸をｘおよびｙ軸とする球座標系を考
え、磁気ダイポール（球状磁場発生体２）の位置を各ホ
ール素子３１〜３６からの出力を用いて計算する。ここ
で、θm はｘ軸を起点とするｚ軸回りの回転角、φm は
ｚ軸からの回転角であり、球面Ｓの半径をＲとすれば磁
気ダイポール（球状磁場発生体２）の座標は（Ｒ，θ，
φ）で表される。ここでＲは一定であるから、θとφを
求めることができれば磁気ダイポールの位置を特定する
ことができる。つまり、θとφは、それぞれ鉛直軸に対
する皿１の傾斜の方向と量（角度）を表すことになる。
【００２２】さて、個々のホール素子３１〜３６による
測定磁場をそれぞれＢ1 〜Ｂ6 とすると、
測定磁場をそれぞれＢ1 〜Ｂ6 とすると、
【００２３】
【数２】
【００２４】と表すことができる。ただし、ａi,ｂi,ｃ
i （ｉ＝１〜６）はθ，φの関数である。この（２）の
各式におけるＢ1,Ｂ3,Ｂ5 についての各式と、Ｂ2,Ｂ4,
Ｂ6 についての各式との、２組の連立方程式から、
（ｘ，ｙ，ｚ）についての２組の解（ｘA,ｙA,ｚA ）お
よび（ｘB,ｙB,ｚB ）が得られる。そしてこれらは、以
下の式を満足する必要がある。
i （ｉ＝１〜６）はθ，φの関数である。この（２）の
各式におけるＢ1,Ｂ3,Ｂ5 についての各式と、Ｂ2,Ｂ4,
Ｂ6 についての各式との、２組の連立方程式から、
（ｘ，ｙ，ｚ）についての２組の解（ｘA,ｙA,ｚA ）お
よび（ｘB,ｙB,ｚB ）が得られる。そしてこれらは、以
下の式を満足する必要がある。
【００２５】
【数３】
【００２６】そこで、θとφの解を求める一つの方法と
して最小２乗法を用い、次の（４）式に示す評価関数ｆ
を最小にする（θ，φ）の組を求める。
して最小２乗法を用い、次の（４）式に示す評価関数ｆ
を最小にする（θ，φ）の組を求める。
【００２７】
【数４】
【００２８】計算結果の一例を図３に示す。この図３に
おいて濃淡等高線が評価関数ｆの値を示し、色が濃い部
分ほどｆの値が小さいことを表している。この結果は、
実際の傾斜角度φ＝７．７°、方向θ＝３５０°と比較
して正しく解が求められていることが確認された。
おいて濃淡等高線が評価関数ｆの値を示し、色が濃い部
分ほどｆの値が小さいことを表している。この結果は、
実際の傾斜角度φ＝７．７°、方向θ＝３５０°と比較
して正しく解が求められていることが確認された。
【００２９】傾斜角度推定精度に影響を及ぼす要因とし
ては、Ａ−Ｄ変換器７のビット数、外来磁気ノイズ、磁
気ダイポールやホール素子の温度変化が挙げられる。こ
のうち、前二者は各測定磁場の値Ｂ1 〜Ｂ6 に対してラ
ンダムなノイズ、後の二者は同傾向を持つノイズとな
り、この後の二者は適切な強度の磁気ダイポールや温度
係数の小さな素子を用い、あるいは別途温度センサを設
ける等によって対処可能であり、前二者のうち、Ａ−Ｄ
変換器７のビット数についてはこれを大きくすることに
よって改善できる。また、Ａ−Ｄ変換時における誤差を
少なくするためには、ホール素子をできるだけ磁気ダイ
ポールに近接配置し、検出磁場の強度が低下しないよう
にすることが好ましい。
ては、Ａ−Ｄ変換器７のビット数、外来磁気ノイズ、磁
気ダイポールやホール素子の温度変化が挙げられる。こ
のうち、前二者は各測定磁場の値Ｂ1 〜Ｂ6 に対してラ
ンダムなノイズ、後の二者は同傾向を持つノイズとな
り、この後の二者は適切な強度の磁気ダイポールや温度
係数の小さな素子を用い、あるいは別途温度センサを設
ける等によって対処可能であり、前二者のうち、Ａ−Ｄ
変換器７のビット数についてはこれを大きくすることに
よって改善できる。また、Ａ−Ｄ変換時における誤差を
少なくするためには、ホール素子をできるだけ磁気ダイ
ポールに近接配置し、検出磁場の強度が低下しないよう
にすることが好ましい。
【００３０】そして、外来磁気ノイズに対しては、ホー
ル素子３１〜３６の配設位置を考慮することでその影響
を除去し得ることが確かめられている。すなわち、図４
にホール素子３１〜３６の皿１に対する配設位置関係
を、皿１の側面から見た図（Ａ）および平面図（Ｂ）で
模式的に例示するように、平面配置では六等配とし、か
つ、これらを交互に皿１の上および下に配置する等、各
ホール素子３１〜３６の位置を、磁気ダイポールを囲ん
でより空間的に分散させることにより、外来ノイズによ
る影響をより少なくすることができる。この図４に示す
ように、皿１の球面Ｓの曲率半径を１．０とし、各ホー
ル素子３１〜３６の配線ピッチ円の直径を０．１０６、
皿１よりも上側および下側にあるホール素子と球面Ｓの
原点Ｏからの距離をそれぞれ０．８５および１．１５と
して、皿１の傾斜角度φの測定範囲を±１０°として、
皿１の設定角度とホール素子３１〜３６からの出力に基
づく推定角度のシミュレーション結果を図５にグラフで
示す。なお、Ａ−Ｄ変換器のビット数は１０とした。こ
のグラフから明らかなように、皿１の傾斜角度φは最大
±０．２°程度の誤差の範囲内で傾斜角度の推定が可能
であることが確認された。また、傾斜の方向θについて
も、前記した推定演算式から明らかなように、φと同等
の精度で推定可能である。ちなみに、Ａ−Ｄ変換器のビ
ット数を８とした場合にはφの誤差の範囲は±０．５°
であった。
ル素子３１〜３６の配設位置を考慮することでその影響
を除去し得ることが確かめられている。すなわち、図４
にホール素子３１〜３６の皿１に対する配設位置関係
を、皿１の側面から見た図（Ａ）および平面図（Ｂ）で
模式的に例示するように、平面配置では六等配とし、か
つ、これらを交互に皿１の上および下に配置する等、各
ホール素子３１〜３６の位置を、磁気ダイポールを囲ん
でより空間的に分散させることにより、外来ノイズによ
る影響をより少なくすることができる。この図４に示す
ように、皿１の球面Ｓの曲率半径を１．０とし、各ホー
ル素子３１〜３６の配線ピッチ円の直径を０．１０６、
皿１よりも上側および下側にあるホール素子と球面Ｓの
原点Ｏからの距離をそれぞれ０．８５および１．１５と
して、皿１の傾斜角度φの測定範囲を±１０°として、
皿１の設定角度とホール素子３１〜３６からの出力に基
づく推定角度のシミュレーション結果を図５にグラフで
示す。なお、Ａ−Ｄ変換器のビット数は１０とした。こ
のグラフから明らかなように、皿１の傾斜角度φは最大
±０．２°程度の誤差の範囲内で傾斜角度の推定が可能
であることが確認された。また、傾斜の方向θについて
も、前記した推定演算式から明らかなように、φと同等
の精度で推定可能である。ちなみに、Ａ−Ｄ変換器のビ
ット数を８とした場合にはφの誤差の範囲は±０．５°
であった。
【００３１】なお、本発明は以上の実施例に限られるこ
となく、皿１の上面は球面のほか、放物面や双曲面等で
あってもよく、要は上に向いて一様に、かつ、滑らかに
凹状であればよく、用いる曲面に応じた演算によって磁
気ダイポール（球状磁場発生体２）の位置を推定演算す
ればよい。また、ホール素子は他の原理に基づく磁気セ
ンサであってもよく、その数は６個に限定されないこと
は勿論である。
となく、皿１の上面は球面のほか、放物面や双曲面等で
あってもよく、要は上に向いて一様に、かつ、滑らかに
凹状であればよく、用いる曲面に応じた演算によって磁
気ダイポール（球状磁場発生体２）の位置を推定演算す
ればよい。また、ホール素子は他の原理に基づく磁気セ
ンサであってもよく、その数は６個に限定されないこと
は勿論である。
【００３２】更に、磁気ダイポールの位置の推定演算方
法として、磁場測定出力から前記したような最小２乗法
を用いて演算する方法に代えて、ニューラルネットを用
いることで、リアルタイム性（数１０ｍsec)を確保する
ことが可能となってより好ましい。
法として、磁場測定出力から前記したような最小２乗法
を用いて演算する方法に代えて、ニューラルネットを用
いることで、リアルタイム性（数１０ｍsec)を確保する
ことが可能となってより好ましい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上に凹状の皿の上に球状磁場発生体を配置するととも
に、皿に固定配置した複数の磁気センサによってその球
状磁場発生体が発生する磁場を測定することにより、球
状磁場発生体の皿上での位置を推定演算し、皿の２軸の
傾斜角（傾斜の方向と量）を求めるから、１台の傾斜計
により２軸の傾斜を計測することが可能となり、従来の
傾斜計に比してよりコンパクト、安価に物体等の傾斜の
方向と量を計測することができるようになった。
上に凹状の皿の上に球状磁場発生体を配置するととも
に、皿に固定配置した複数の磁気センサによってその球
状磁場発生体が発生する磁場を測定することにより、球
状磁場発生体の皿上での位置を推定演算し、皿の２軸の
傾斜角（傾斜の方向と量）を求めるから、１台の傾斜計
により２軸の傾斜を計測することが可能となり、従来の
傾斜計に比してよりコンパクト、安価に物体等の傾斜の
方向と量を計測することができるようになった。
【図１】本発明実施例の構成の説明図であり、（Ａ）は
全体構成を示す模式図、（Ｂ）はその皿１のＢ−Ｂ断面
図
全体構成を示す模式図、（Ｂ）はその皿１のＢ−Ｂ断面
図
【図２】本発明実施例による皿１の傾斜の方向と量の推
定演算の原理図
定演算の原理図
【図３】本発明実施例を用いた皿１の傾斜の方向と量の
推定演算結果を示すグラフ
推定演算結果を示すグラフ
【図４】外来磁気ノイズの影響を受けにくくすることを
考慮したホール素子の配置例を示す本発明の他の実施例
の要部構成図
考慮したホール素子の配置例を示す本発明の他の実施例
の要部構成図
【図５】図４の配置に基づく傾斜角度φのシミュレーシ
ョン結果を示すグラフ
ョン結果を示すグラフ
１ 皿 ２ 球状磁場発生体 ３１〜３６ ホール素子 ４ 演算部 ５１〜５２ 増幅器 ６ マルチプレクサ ７ Ａ−Ｄ変換器 Ｓ 球面
Claims (1)
- 【請求項１】 非磁性体からなる上に凹状の皿と、その
皿上に配置された球状の磁場発生体と、上記皿の周囲に
当該皿に対して固定配置された複数個の磁気センサと、
その各磁気センサからの出力を取り込み、上記皿上での
上記球状磁場発生体の位置を求めて当該皿の２軸での傾
斜角度を算出する演算手段を備えてなる２軸傾斜計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29525394A JPH08152321A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ２軸傾斜計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29525394A JPH08152321A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ２軸傾斜計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152321A true JPH08152321A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17818202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29525394A Pending JPH08152321A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ２軸傾斜計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152321A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343633B1 (en) | 1997-06-04 | 2002-02-05 | Elmek Automation Ab | Tree harvester |
| US6826844B2 (en) | 2001-04-09 | 2004-12-07 | Nagano Fujitsu Component Limited | Downsized sensor unit with increased accuracy |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29525394A patent/JPH08152321A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343633B1 (en) | 1997-06-04 | 2002-02-05 | Elmek Automation Ab | Tree harvester |
| US6826844B2 (en) | 2001-04-09 | 2004-12-07 | Nagano Fujitsu Component Limited | Downsized sensor unit with increased accuracy |
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