JPH08184607A - 加速度計 - Google Patents

加速度計

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JPH08184607A
JPH08184607A JP6326941A JP32694194A JPH08184607A JP H08184607 A JPH08184607 A JP H08184607A JP 6326941 A JP6326941 A JP 6326941A JP 32694194 A JP32694194 A JP 32694194A JP H08184607 A JPH08184607 A JP H08184607A
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JP
Japan
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light receiving
receiving element
pendulum
accelerometer
light emitting
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Pending
Application number
JP6326941A
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English (en)
Inventor
Kazuteru Sato
一輝 佐藤
Takeshi Hojo
武 北條
Michio Fukano
道雄 深野
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Tokimec Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子によって発光された光を有効に使用
することができる変位検出装置を供えた加速度計を提供
することを目的とする。 【構成】 変位検出装置は発光素子40Aと2分割形の
受光素子40Bとを有する。振り子30の上端部には窓
30aが形成されており、発光素子40Aによって発光
された光は窓30aを通って受光素子40Bに達する。
変位検出装置は発光素子40A及び受光素子40Bを装
着するためのブロック80を有し、斯かるブロック80
は基準面83Aを有する。変位検出装置の位置決めは、
受光素子40Bを基準面83A上でX軸方向に沿って移
動させることによってなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度計、特にサーボ
型加速度計に関する。
【0002】
【従来の技術】図3及び図4に従来の加速度計の例を示
す。加速度計は、第1の基台又はフレーム10と第2の
基台又はフレーム12とを有し、第1のフレーム10の
係合部10eと第2のフレーム12の係合部12eとは
互いに係合し、それによって両フレーム10、12は接
続されている。
【0003】加速度計は、更に、第1のフレーム10の
取り付け部10aに押さえ板18を介して適当な締結具
例えばねじ等によって取り付けられた撓み継ぎ手20
と、斯かる撓み継ぎ手20の他端に装着された棒状の振
り子30と、斯かる振り子30に装着された円筒状のト
ルカボビン32と斯かるトルカボビン32の外側円筒面
に装着された1対のトルカコイル34A、34Bとを有
する。
【0004】斯かるトルカコイル34A、34Bより隔
置されて円板状の1対の永久磁石36A、36B及び円
筒状の1対のポールピース38A、38Bが各フレーム
10、12に装着されている。
【0005】更に、振り子30の先端部にはそれより隔
置された発光素子40A及び受光素子40Bとからなる
変位検出装置が配置されている。尚、図示されていない
が、振り子30の先端部にてそれより隔置されて1対の
ストッパが配置されてよく、斯かるストッパによって振
り子30の振幅が制限される。
【0006】第1のフレーム10のフランジ部10bに
は基準面10cが設けられており、また図4に示す如く
孔10dが形成されている。斯かる基準面10cを被測
定物体の対応する基準面に装着し、孔10dに適当な締
結具例えばねじを挿入することによって、加速度計は被
測定物体に装着固定される。
【0007】第1のフレーム10のフランジ部10bに
は円筒状の端子ケース44が装着され、斯かる端子ケー
ス44には外部端子50A、50Bが取り付けられ、端
子ケース44に形成された開口部44aは蓋54によっ
て閉鎖されるように構成されている。
【0008】こうして加速度計の内部は密閉構造となっ
ており、従って、その内部の構成部を組み立てた後、開
口部44aを介して電気的な結線をなし、内部を真空に
し又は不活性ガスにて充填し、蓋54によって斯かる開
口部44aを閉鎖することによって、構成部品の品質を
長期に亘って保持し、加速度計の寿命を長くすることが
できる。
【0009】振り子30と振り子30に装着されたトル
カコイル34A、34Bと撓み継ぎ手20とは第1のフ
レーム10の取り付け部10aにて片持ち支持されてお
り、撓み継ぎ手20には適当な撓み部20aが形成さ
れ、それによって振り子30は斯かる撓み部20aを通
る回転軸線O−O周りに揺動することができる。撓み部
20aは、例えば図4に示すように、撓み継ぎ手20に
矩形の孔20eを形成しその両側の2本の支柱部に薄肉
部を形成するように構成してよい。
【0010】第1のフレーム10は電磁軟鉄よりなり、
第1のポールピース38Aから第1の永久磁石36Aを
介して第1のフレーム10まで磁気回路を形成するべく
ヨーク(リターンパス)として機能し、これらは第1の
トルカコイル34Aと共働して第1のトルカを提供す
る。第2のフレーム12は電磁軟鉄よりなり、第2のポ
ールピース38Bから第2の永久磁石36Bを介して第
2のフレーム12まで磁気回路を形成するべくヨーク
(リターンパス)として機能し、これらは第2のトルカ
コイル34Bと共働して第2のトルカを提供する。
【0011】図5を参照して従来の加速度計の動作を説
明する。図5は加速度計の主要部、即ち、撓み継ぎ手2
0と、斯かる撓み継ぎ手20に装着された棒状の振り子
30と、斯かる振り子30に装着されたトルカボビン3
2と、振り子30の先端に配置された変位検出装置40
A、40B、40Bとを示す。ここで、図示のように、
静止状態に於ける振り子30の中心軸線に沿った方向を
Z軸とし、Z軸に垂直な方向即ち加速度計の中心軸線X
−Xに沿った方向をX軸とし、X軸及びZ軸の双方に直
交する方向をY軸とする。
【0012】加速度計の中心軸線X−Xに沿って加速度
が作用すると、振り子30は撓み部20aを通る回転軸
線O−O周りに回転し、その先端部は微小変位する。そ
れによって、発光素子40Aによって発光され受光素子
40Bによって受光される光量が変化し、振り子30の
先端の微小変位が検出される。
【0013】こうして変位検出装置によって検出された
微小変位を指示する信号は、トルカコイル34A、34
Bにフィードバックされ、微小変位が零になるようにト
ルカコイル34A、34Bに流れる電流が制御される。
斯かる電流即ち拘束電流は入力加速度に比例しているか
ら、この拘束電流を検出することによって入力加速度を
計測することができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図5に示すように従来
の加速度計では、変位検出装置は振り子30の一方の側
に配置された発光素子40Aと振り子30の他方の側に
配置された1対の互いに隔置された受光素子40B、4
0Bとを有する。発光素子40Aからの光は振り子30
によって遮られ、その一部が振り子30の両側より2つ
の受光素子40B、40Bに達する。
【0015】振り子30がX軸方向に沿って変位する
と、2つの受光素子40B、40Bの一方の受光量が増
加し他方の受光量が減少する。斯かる2つの受光量の変
化によって振り子30の変位が求められる。
【0016】こうして、従来の加速度計の変位検出装置
では、発光素子40Aによって発生した光の大部分は振
り子30によって遮られ、その一部分のみが受光素子4
0B、40Bによって検出されるため、発光素子40A
によって発生した光を効率的に使用することができない
欠点があった。
【0017】また、2つの受光素子40B、40Bは、
振り子30の両側を経由した光を受光することができる
ように配置される。従って、2つの受光素子40B、4
0Bを配置するための比較的大きいスペースを必要とし
た。
【0018】また、2つの受光素子40B、40Bの出
力電流の差がゼロとなるように、受光素子40B、40
Bの位置を決定するためには、精密な位置調整を必要と
し、組立て時間がかかるという欠点があった。
【0019】本発明は斯かる点に鑑み、発光素子40A
によって発生した光の大部分を受光素子40Bによって
検出し、それによって光を効率的に使用することができ
る加速度計を提供することを目的とする。
【0020】本発明は斯かる点に鑑み、変位検出装置の
受光素子のためスペースが比較的小さく且つ位置調節が
容易な加速度計を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明によると、基台
と、第1の端部が上記基台に装着された可撓継手と、上
記可撓継手の第2の端部に取り付けられた振り子と、上
記振り子に入力された加速度に比例したトルクを発生さ
せるトルカと、上記基台と上記振り子との間の相対的変
位を検出する変位検出装置とを有する加速度計におい
て、上記変位検出装置は発光素子と2分割形受光素子と
を有するように構成されていることを特徴とする。
【0022】本発明によると、加速度計において、上記
振り子の上端部には上記発光素子から上記受光素子まで
の光路上に窓が形成されていることを特徴とする。
【0023】本発明によると、加速度計において、上記
変位検出装置は上記発光素子及び受光素子を装着するた
めのブロックを有し、該ブロックは上記受光素子を装着
するための基準面を有し、上記受光素子を上記基準面上
に沿って移動させることによって上記受光素子を所望の
位置に位置決めすることができるように構成されている
ことを特徴とする。
【0024】本発明によると、加速度計において、上記
ブロックは板状の基板と該基板の上に配置された支持部
材と上記振り子が貫通するための貫通孔とを有し、上記
基準面は上記支持部材に形成されていることを特徴とす
る。
【0025】
【作用】本発明によると、加速度計の変位検出装置は発
光素子40Aと受光素子40Bとを有し、該受光素子は
2分割形の受光素子よりなる。振り子30の上端部には
窓30aが形成されており、発光素子40Aによって発
光された光は窓30aを通って受光素子40Bに達す
る。
【0026】本発明によると、変位検出装置は発光素子
40A及び受光素子40Bを装着するためのブロック8
0を有し、斯かるブロック80は基準面83Aを有す
る。変位検出装置の位置決めは、変位検出装置40A、
40B単体で実施され、受光素子40Bを基準面83A
上でX軸方向に沿って移動させることによってなされ
る。
【0027】このため本発明によると、受光素子40B
の2つの光検出部40B−2、40B−3の出力電流の
差が最小又はゼロとなるように、受光素子40Bの位置
が設定される。従って、変位検出装置の位置決めは容易
に且つ迅速になされる。
【0028】
【実施例】図1を参照して本発明の実施例について説明
する。図1において図5の対応する部分には同一の参照
符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0029】本例によると、振り子30の先端に窓30
aが形成され、斯かる窓30aの両側に変位検出装置4
0A、40Bが配置されている。本例によると、変位検
出装置40A、40Bは発光素子40Aと2分割形の受
光素子40Bとを有する。2分割形受光素子は中央の分
割線40B−1によって分割された2つの光検出部40
B−2、40B−3を有する。
【0030】本例によると、2分割形受光素子40B
は、中央の分割線40B−1がZ軸に平行になるよう
に、即ち、2つの光検出部40B−2、40B−3がY
Z面の両側に配置されるように、配置される。発光素子
40Aと振り子30の窓30aと2分割形の受光素子4
0Bは一直線に沿って配置される。
【0031】次に本例の加速度計の動作を説明する。先
ず、変位検出装置40A、40Bのゼロ点調節がなされ
る。斯かるゼロ点調節は発光素子40Aと2分割形の受
光素子40Bの位置を調節することによって行われる
が、好ましくは、2分割形の受光素子40Bの位置を調
節することによって行われる。振り子30が変位してい
ない状態で、2分割形の受光素子40Bの2つの光検出
部40B−2、40B−3からの出力電流が同一となる
ように、受光素子40Bの位置を調節する。2つの光検
出部40B−2、40B−3からの出力電流の差がゼロ
となったとき、ゼロ点調節は完了する。尚、受光素子4
0Bを適当な位置に設定し、電気的な微調整によってゼ
ロ点を得てもよい。
【0032】次に加速度を計測する場合を説明する。加
速度計の中心軸線X−Xに沿って加速度が作用すると、
振り子30は撓み部20aを通る回転軸線O−O周りに
回転し、その先端部の窓30aの位置は中心軸線X−X
に沿って微小変位する。それによって、発光素子40A
によって発光され窓30aを経由して受光素子40Bに
よって受光される光量が変化する。
【0033】2分割形の受光素子40Bの2つの光検出
部40B−2、40B−3の一方の受光量が増加し他方
の受光量が減少する。それによって、2つの光検出部4
0B−2、40B−3からの出力電流に差が生ずる。斯
かる電流差は振り子30の変位に比例するから、それに
よって加速度が求められる。
【0034】本例によると、発光素子40Aによって発
光された光は振り子30によって遮られることなく窓3
0aを経由して受光素子40Bに達するから、光を有効
に使用することができる。また、2つの受光素子40
B、40Bの代わりに1つの2分割形の受光素子40B
を使用するから、受光素子40Bを配置するスペースが
より小さい利点がある。
【0035】図2を参照して本発明による変位検出装置
40A、40Bの構成例を示す。本例によると、発光素
子40A及び受光素子40Bはブロック80に装着され
ている。ブロック80は板状の基板81とその上に配置
された支持部83とを有する。基板81には4つの孔8
1a、81a、81a、81aが設けられている。斯か
る孔に挿通されたボルトによって、ブロック80は基台
(フレーム)10、12に固定される。
【0036】ブロック80は更に、Z軸方向に沿って延
在する矩形断面の貫通孔85を有し、斯かる貫通孔85
に図示しない振り子30の上端部が貫通して延在するよ
うに構成されている。
【0037】支持部83はXZ面に平行な基準面83A
を有し、斯かる基準面83Aに受光素子40Bが配置さ
れる。受光素子40Bは4つのリード部40L−1、4
0L−2、40L−3、40L−4を有し、そのうちの
3つにリード線41a、41b、41cが接続されてい
る。支持部83は基準面83Aと反対側にY軸に沿って
延在する貫通孔を有し、斯かる貫通孔に発光素子40A
が配置されるように構成されている。発光素子40Aに
は2つのリード線41e、41fが接続されている。こ
うして、発光素子40Aと貫通孔85内に配置された振
り子30の窓30aと受光素子40Bとは一直線に沿っ
て整合して配置される。
【0038】次に斯かる変位検出装置40A、40Bに
おけるゼロ点調節法を説明する。先ず変位検出装置40
A、40B単体で位置決めを行う。即ち、変位検出装置
40A、40Bを基台(フレーム)10、12に装着す
る前に、ブロック80にて発光素子40A及び受光素子
40Bの位置決めを行う。前述のように、発光素子40
Aと受光素子40Bの両者のいずれを移動させて位置決
めしてもよいが、この例では、発光素子40Aを先ず固
定し、受光素子40Bを適当な位置に位置決めする。
【0039】受光素子40Bを基準面83A上にてX軸
に沿って移動し、2つの光検出部40B−2、40B−
3の出力電流の差が最小又はゼロとなる位置を求める。
受光素子40Bを斯かる位置に配置した状態で、受光素
子40Bを適当な方法で固定する。発光素子40A及び
受光素子40Bは、適当な接着剤によって固定してよ
い。
【0040】次に、変位検出装置40A、40Bが装着
されたブロック80を基台(フレーム)10、12に固
定する。ブロック80の基板81の4つの孔81a、8
1a、81a、81aはX軸方向に長い長穴であり、ブ
ロック80を基台(フレーム)10、12に対してX軸
方向に沿って位置決めすることができる。斯かる位置決
めは、ブロック80の貫通孔85の中央に振り子30が
配置され、変位検出装置40A、40Bと貫通孔85が
一直線に沿って配置されるように行われる。こうして、
ブロック80の位置決めがなされると、4つの孔81
a、81a、81a、81aに挿通されたボルトによっ
て、ブロック80を固定する。
【0041】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【0042】
【発明の効果】本発明によると、発光素子40Aによっ
て発光された光は振り子30によって遮られることなく
窓30aを経由して受光素子40Bに達するから、光を
有効に使用することができる利点がある。
【0043】本発明によると、2つの受光素子40B、
40Bの代わりに1つの2分割形の受光素子40Bを使
用するから、受光素子40Bを配置するスペースがより
小さい利点がある。
【0044】また、本発明によると、変位検出装置40
A、40Bを基台(フレーム)10、12に装着する前
に、1つのブロック80上で発光素子40A及び受光素
子40Bの位置決めを行うことができるから、変位検出
装置40A、40Bの位置調整が容易であるという利点
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加速度計の例の主要部を示す斜視図で
ある。
【図2】本発明の加速度計の変位検出装置の例を示す斜
視図である。
【図3】従来の加速度計の例を示す断面図である。
【図4】従来の加速度計の例の内部を示す平面図であ
る。
【図5】従来の加速度計の主要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 基台(フレーム) 10a 取り付け部 10b フランジ部 10c 基準面 10d 孔 10e 係合部 12 基台(フレーム) 12e 係合部 18 押さえ板 20 撓み継ぎ手 20a 撓み部 20b 固定部 20d 装着部 20e 孔 30 振り子 30a 窓 32 トルカボビン 34A、34B トルカコイル 36A、36B 永久磁石 38A、38B ポールピース 40A 発光素子 40B 受光素子 40L−1、40L−2、40L−3、40L−4 リ
ード部 41a、41b、41c リード線 41e、41f リード線 44 端子ケース 44a 開口部 50A、50B 外部端子 54 蓋 80 ブロック 81 基板 81a 孔 83 支持部 83A 基準面 85 孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基台と、第1の端部が上記基台に装着さ
    れた可撓継手と、上記可撓継手の第2の端部に取り付け
    られた振り子と、上記振り子に入力された加速度に比例
    したトルクを発生させるトルカと、上記基台と上記振り
    子との間の相対的変位を検出する変位検出装置とを有す
    る加速度計において、 上記変位検出装置は発光素子と2分割形受光素子とを有
    するように構成されていることを特徴とする加速度計。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の加速度計において、上記
    振り子の上端部には上記発光素子から上記受光素子まで
    の光路上に窓が形成されていることを特徴とする加速度
    計。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の加速度計におい
    て、上記変位検出装置は上記発光素子及び受光素子を装
    着するためのブロックを有し、該ブロックは上記受光素
    子を装着するための基準面を有し、上記受光素子を上記
    基準面上に沿って移動させることによって上記受光素子
    を所望の位置に位置決めすることができるように構成さ
    れていることを特徴とする加速度計。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の加速度計において、上記
    ブロックは板状の基板と該基板の上に配置された支持部
    材と上記振り子が貫通するためる貫通孔とを有し、上記
    基準面は上記支持部材に形成されていることを特徴とす
    る加速度計。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007256266A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Innalabs Technologies Inc 光学角度感知を用いた補償加速度計

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JP2007256266A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Innalabs Technologies Inc 光学角度感知を用いた補償加速度計

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