JPH11304475A - 傾斜センサ - Google Patents
傾斜センサInfo
- Publication number
- JPH11304475A JPH11304475A JP10950598A JP10950598A JPH11304475A JP H11304475 A JPH11304475 A JP H11304475A JP 10950598 A JP10950598 A JP 10950598A JP 10950598 A JP10950598 A JP 10950598A JP H11304475 A JPH11304475 A JP H11304475A
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- JP
- Japan
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- pendulum
- swing center
- magnet
- center axis
- inclination
- Prior art date
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出精度を向上し得るようにする。
【解決手段】 測定対象物のほぼ垂直な取付面１１に対
して取付け可能な基準面１２を有する取付部材１３に、
水平線に対して角度αだけ傾斜させた揺動中心軸１４を
介して、揺動中心軸１４と直交する方向へ延び、先端側
に重錘１５を備えた振り子１６の基端側を前記揺動中心
軸１４に軸支させると共に、この振り子１６の基端側近
傍にマグネット１７を取付け、且つ、取付部材１３に前
記マグネット１７と対向させて磁気感応素子１８を取付
け、全体をケーシング１９に収容させている。
して取付け可能な基準面１２を有する取付部材１３に、
水平線に対して角度αだけ傾斜させた揺動中心軸１４を
介して、揺動中心軸１４と直交する方向へ延び、先端側
に重錘１５を備えた振り子１６の基端側を前記揺動中心
軸１４に軸支させると共に、この振り子１６の基端側近
傍にマグネット１７を取付け、且つ、取付部材１３に前
記マグネット１７と対向させて磁気感応素子１８を取付
け、全体をケーシング１９に収容させている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、傾斜センサに関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、トラックの荷台の傾きや工作機械
の水平度を計測するのに、傾斜センサが用いられてい
る。
の水平度を計測するのに、傾斜センサが用いられてい
る。
【０００３】上記傾斜センサは、図４〜図６に示すよう
に、傾斜を測定しようとする測定対象物のほぼ水平な取
付面１に対して取付け可能な基準面２を有する取付部材
３に、水平方向へ延びる揺動中心軸４を介して、先端側
（下端側）に重錘５を備えた振り子６の基端側（上端
側）を軸支させると共に、この振り子６の基端側近傍に
マグネット７を取付け、且つ、取付部材３に前記マグネ
ット７と対向させてホールＩＣやＭＲ素子などの磁気感
応素子８を取付け、全体をケーシング９に収容したもの
である。
に、傾斜を測定しようとする測定対象物のほぼ水平な取
付面１に対して取付け可能な基準面２を有する取付部材
３に、水平方向へ延びる揺動中心軸４を介して、先端側
（下端側）に重錘５を備えた振り子６の基端側（上端
側）を軸支させると共に、この振り子６の基端側近傍に
マグネット７を取付け、且つ、取付部材３に前記マグネ
ット７と対向させてホールＩＣやＭＲ素子などの磁気感
応素子８を取付け、全体をケーシング９に収容したもの
である。
【０００４】なお、図中、符号１０は傾斜センサの端子
である。
である。
【０００５】かかる構成によれば、測定対象物が傾き取
付面１が傾くと、傾斜センサ内部に配置された振り子６
が傾き、振り子６に固定されたマグネット７も一緒に傾
けられる。このマグネット７の傾きにより、マグネット
７と磁気感応素子８との相対位置が変化されるので、磁
気感応素子８を貫く磁束密度が変化され、この磁束密度
の変化によって磁気感応素子８の出力が変化される。こ
の出力の変化によって傾斜が検出される。
付面１が傾くと、傾斜センサ内部に配置された振り子６
が傾き、振り子６に固定されたマグネット７も一緒に傾
けられる。このマグネット７の傾きにより、マグネット
７と磁気感応素子８との相対位置が変化されるので、磁
気感応素子８を貫く磁束密度が変化され、この磁束密度
の変化によって磁気感応素子８の出力が変化される。こ
の出力の変化によって傾斜が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の傾斜センサでは、振り子６の傾きが微小であ
る場合に、マグネット７の回転角も微小となることか
ら、微小な傾斜の検出が困難となり、よって、検出精度
が低いという問題があった。
うな従来の傾斜センサでは、振り子６の傾きが微小であ
る場合に、マグネット７の回転角も微小となることか
ら、微小な傾斜の検出が困難となり、よって、検出精度
が低いという問題があった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解消し、検出精度の向上を得ることのできる傾斜センサ
を提供することにある。
解消し、検出精度の向上を得ることのできる傾斜センサ
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明では、水平線に対して所
要の角度傾斜させた揺動中心軸を介して、揺動中心軸と
直交する方向へ延び、先端側に重錘を備えた振り子の基
端側を前記揺動中心軸に軸支させると共に、この振り子
の基端側近傍にマグネットを取付け、且つ、前記マグネ
ットと対向させて磁気感応素子を配設したことを特徴と
している。
に、請求項１に記載された発明では、水平線に対して所
要の角度傾斜させた揺動中心軸を介して、揺動中心軸と
直交する方向へ延び、先端側に重錘を備えた振り子の基
端側を前記揺動中心軸に軸支させると共に、この振り子
の基端側近傍にマグネットを取付け、且つ、前記マグネ
ットと対向させて磁気感応素子を配設したことを特徴と
している。
【０００９】このように構成された請求項１にかかる発
明では、測定対象物が傾くと、振り子が傾き、振り子に
固定されたマグネットも一緒に傾けられる。このマグネ
ットの傾きにより、マグネットと磁気感応素子との相対
位置が変化されるので、磁気感応素子を貫く磁束密度が
変化され、この磁束密度の変化によって磁気感応素子の
出力が変化される。この出力の変化によって傾斜が検出
される。
明では、測定対象物が傾くと、振り子が傾き、振り子に
固定されたマグネットも一緒に傾けられる。このマグネ
ットの傾きにより、マグネットと磁気感応素子との相対
位置が変化されるので、磁気感応素子を貫く磁束密度が
変化され、この磁束密度の変化によって磁気感応素子の
出力が変化される。この出力の変化によって傾斜が検出
される。
【００１０】この際、振り子の揺動中心である揺動中心
軸を水平線に対して所要の角度だけ傾斜させて取付けて
いるので、斜め振り子となり、よって、測定対象物が傾
いた時の振り子の傾きが、測定対象物の傾きよりも大き
くなる。これにより、振り子の傾きが微小であっても、
マグネットの回転角が大きくなる（増幅される）ので、
微小な傾斜の検出が可能となり、よって、検出精度を高
くすることができる。
軸を水平線に対して所要の角度だけ傾斜させて取付けて
いるので、斜め振り子となり、よって、測定対象物が傾
いた時の振り子の傾きが、測定対象物の傾きよりも大き
くなる。これにより、振り子の傾きが微小であっても、
マグネットの回転角が大きくなる（増幅される）ので、
微小な傾斜の検出が可能となり、よって、検出精度を高
くすることができる。
【００１１】また、請求項２に記載された発明では、測
定対象物のほぼ垂直な取付面に対して取付け可能な基準
面を有する取付部材に、水平線に対して所要の角度傾斜
させた揺動中心軸を介して、揺動中心軸と直交する方向
へ延び、先端側に重錘を備えた振り子の基端側を前記揺
動中心軸に軸支させると共に、この振り子の基端側近傍
にマグネットを取付け、且つ、取付部材に前記マグネッ
トと対向させて磁気感応素子を取付け、全体をケーシン
グに収容したことを特徴としている。
定対象物のほぼ垂直な取付面に対して取付け可能な基準
面を有する取付部材に、水平線に対して所要の角度傾斜
させた揺動中心軸を介して、揺動中心軸と直交する方向
へ延び、先端側に重錘を備えた振り子の基端側を前記揺
動中心軸に軸支させると共に、この振り子の基端側近傍
にマグネットを取付け、且つ、取付部材に前記マグネッ
トと対向させて磁気感応素子を取付け、全体をケーシン
グに収容したことを特徴としている。
【００１２】このように構成された請求項２にかかる発
明では、測定対象物のほぼ垂直な取付面に対して取付け
可能な基準面を有する取付部材に、水平線に対して所要
の角度傾斜させた揺動中心軸を介して、揺動中心軸と直
交する方向へ延びる振り子を取付け、全体をケーシング
に収容させることにより、小型で高精度の傾斜センサを
作ることが可能となる。
明では、測定対象物のほぼ垂直な取付面に対して取付け
可能な基準面を有する取付部材に、水平線に対して所要
の角度傾斜させた揺動中心軸を介して、揺動中心軸と直
交する方向へ延びる振り子を取付け、全体をケーシング
に収容させることにより、小型で高精度の傾斜センサを
作ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態１】以下、本発明の具体的な実施の
形態１について、図示例と共に説明する。
形態１について、図示例と共に説明する。
【００１４】図１〜図３は、この発明の実施の形態１を
示すものである。なお、前記従来例と同一ないし均等な
部分については、同一の符号を付して説明する。
示すものである。なお、前記従来例と同一ないし均等な
部分については、同一の符号を付して説明する。
【００１５】まず、構成を説明すると、この実施の形態
１のものでは、傾斜を測定しようとする測定対象物のほ
ぼ垂直な取付面１１に対して取付け可能な基準面１２を
有する取付部材１３に、水平線Ｘに対して角度αだけ傾
斜した揺動中心軸１４を介して、揺動中心軸１４と直交
する方向へ延び、先端側（下端側）に重錘１５を備えた
振り子１６の基端側（上端側）を軸支させると共に、こ
の振り子１６の基端側近傍にマグネット１７を取付け、
且つ、取付部材１３に前記マグネット１７と対向させて
ホールＩＣやＭＲ素子などの磁気感応素子１８を取付
け、全体をケーシング１９に収容する。
１のものでは、傾斜を測定しようとする測定対象物のほ
ぼ垂直な取付面１１に対して取付け可能な基準面１２を
有する取付部材１３に、水平線Ｘに対して角度αだけ傾
斜した揺動中心軸１４を介して、揺動中心軸１４と直交
する方向へ延び、先端側（下端側）に重錘１５を備えた
振り子１６の基端側（上端側）を軸支させると共に、こ
の振り子１６の基端側近傍にマグネット１７を取付け、
且つ、取付部材１３に前記マグネット１７と対向させて
ホールＩＣやＭＲ素子などの磁気感応素子１８を取付
け、全体をケーシング１９に収容する。
【００１６】なお、符号２０は傾斜センサの端子であ
る。また、振り子１６は全体としてＵ字状をしており、
揺動中心軸１４は、二つに分割されている。
る。また、振り子１６は全体としてＵ字状をしており、
揺動中心軸１４は、二つに分割されている。
【００１７】次に、この実施の形態１の作動について、
図１を用いながら説明する。
図１を用いながら説明する。
【００１８】かかる構成によれば、測定対象物が傾き取
付面１１が傾くと、傾斜センサ内部に配置された振り子
１６が傾き、振り子１６に固定されたマグネット１７も
一緒に傾けられる。このマグネット１７の傾きにより、
マグネット１７と磁気感応素子１８との相対位置が変化
されるので、磁気感応素子１８を貫く磁束密度が変化さ
れ、この磁束密度の変化によって磁気感応素子１８の出
力が変化される。この出力の変化によって傾斜が検出さ
れる。
付面１１が傾くと、傾斜センサ内部に配置された振り子
１６が傾き、振り子１６に固定されたマグネット１７も
一緒に傾けられる。このマグネット１７の傾きにより、
マグネット１７と磁気感応素子１８との相対位置が変化
されるので、磁気感応素子１８を貫く磁束密度が変化さ
れ、この磁束密度の変化によって磁気感応素子１８の出
力が変化される。この出力の変化によって傾斜が検出さ
れる。
【００１９】この際、振り子１６の揺動中心である揺動
中心軸１４を水平線Ｘに対して角度αだけ傾斜させて取
付けているので、斜め振り子となり、よって、測定対象
物が紙面と直交する方向へ傾いた時の振り子１６の傾き
が、測定対象物の傾きよりも大きくなる。これにより、
振り子１６の傾きが微小であっても、マグネット１７の
回転角が大きくなる（増幅される）ので、微小な傾斜の
検出が可能となり、よって、検出精度を高くすることが
できる。
中心軸１４を水平線Ｘに対して角度αだけ傾斜させて取
付けているので、斜め振り子となり、よって、測定対象
物が紙面と直交する方向へ傾いた時の振り子１６の傾き
が、測定対象物の傾きよりも大きくなる。これにより、
振り子１６の傾きが微小であっても、マグネット１７の
回転角が大きくなる（増幅される）ので、微小な傾斜の
検出が可能となり、よって、検出精度を高くすることが
できる。
【００２０】また、測定対象物のほぼ垂直な取付面１１
に対して取付け可能な基準面１２を有する取付部材１３
に、水平線Ｘに対して所要の角度αだけ傾斜させた揺動
中心軸１４を介して、揺動中心軸１４と直交する方向へ
延びる振り子１６を取付け、全体をケーシング１９に収
容させるようにすることにより、小型で高精度の傾斜セ
ンサを作ることが可能となる次に、上記傾斜センサの作
用を図２に基づいて説明する。即ち、図１中、揺動中心
軸１４の延長線とケーシング１９の下部との交点を原点
Ｏとし、原点Ｏから紙面左右方向（水平方向）へ延びる
軸をＸ軸、紙面と直交する方向（水平方向）へ延びる軸
をＹ軸、上下方向へ延びる軸をＺ軸とする。
に対して取付け可能な基準面１２を有する取付部材１３
に、水平線Ｘに対して所要の角度αだけ傾斜させた揺動
中心軸１４を介して、揺動中心軸１４と直交する方向へ
延びる振り子１６を取付け、全体をケーシング１９に収
容させるようにすることにより、小型で高精度の傾斜セ
ンサを作ることが可能となる次に、上記傾斜センサの作
用を図２に基づいて説明する。即ち、図１中、揺動中心
軸１４の延長線とケーシング１９の下部との交点を原点
Ｏとし、原点Ｏから紙面左右方向（水平方向）へ延びる
軸をＸ軸、紙面と直交する方向（水平方向）へ延びる軸
をＹ軸、上下方向へ延びる軸をＺ軸とする。
【００２１】そして、測定対象物が傾いていないときの
二本の揺動中心軸１４の中心位置をＡ’、原点Ｏと点
Ａ’との間の距離をｌ、点Ａ’から振り子１６の腕の延
長方向へ延びる線とＸ軸との交点をＢ、点Ａ’からＸ軸
へ下ろした垂線の交点をＯ’とし、且つ、測定対象物が
Ｘ軸を中心として角度βだけ傾いた時の、点Ａ’に相当
する位置をＡ、この時の振り子１６の傾斜角度をχ、点
Ａから振り子１６の腕の延長方向へ延びる線とＸ−Ｙ平
面との交点をＣ、角ＡＯＣの大きさをα’、点Ａから線
分ＯＣ上へ下ろした垂線の交点をＤとする。
二本の揺動中心軸１４の中心位置をＡ’、原点Ｏと点
Ａ’との間の距離をｌ、点Ａ’から振り子１６の腕の延
長方向へ延びる線とＸ軸との交点をＢ、点Ａ’からＸ軸
へ下ろした垂線の交点をＯ’とし、且つ、測定対象物が
Ｘ軸を中心として角度βだけ傾いた時の、点Ａ’に相当
する位置をＡ、この時の振り子１６の傾斜角度をχ、点
Ａから振り子１６の腕の延長方向へ延びる線とＸ−Ｙ平
面との交点をＣ、角ＡＯＣの大きさをα’、点Ａから線
分ＯＣ上へ下ろした垂線の交点をＤとする。
【００２２】すると、線分Ａ’Ｂと線分ＡＢの長さが、
共にｌ・ｔａｎαとなり、線分ＡＣの長さがｌ・ｔａｎ
α’となることから、振り子１６の傾斜角度χは、ｃｏ
ｓ−１（ｔａｎα’／ｔａｎα）となる。
共にｌ・ｔａｎαとなり、線分ＡＣの長さがｌ・ｔａｎ
α’となることから、振り子１６の傾斜角度χは、ｃｏ
ｓ−１（ｔａｎα’／ｔａｎα）となる。
【００２３】この時、線分Ａ’Ｏ’と線分ＡＯ’の長さ
が、共にｌ・ｓｉｎαとなり、角Ｏ’ＡＢの大きさがβ
となるので、線分ＡＤの長さは、ｌ・ｓｉｎα・ｃｏｓ
βとなる。よって、角α’の大きさは、ｓｉｎ−１（ｓ
ｉｎα・ｃｏｓβ）となり、結果として、χ≧βが得ら
れる。
が、共にｌ・ｓｉｎαとなり、角Ｏ’ＡＢの大きさがβ
となるので、線分ＡＤの長さは、ｌ・ｓｉｎα・ｃｏｓ
βとなる。よって、角α’の大きさは、ｓｉｎ−１（ｓ
ｉｎα・ｃｏｓβ）となり、結果として、χ≧βが得ら
れる。
【００２４】上記をグラフにして表わすと、図３に示す
ようになる。図３によれば、揺動中心軸１４の水平線に
対する取付け角度αが大きくなるに従い増幅率が上がっ
て行くことが分かる。なお、取付け角度αが大きくなる
に従い、増幅特性の非直線性が増大して行くので、使用
範囲を限定して線形に近い部分のみを近似的に使うよう
にする。あるいは、関数発生器などを用いて振り子１６
の傾斜角から直接、測定対象物の傾きを演算させるよう
にしても良い。
ようになる。図３によれば、揺動中心軸１４の水平線に
対する取付け角度αが大きくなるに従い増幅率が上がっ
て行くことが分かる。なお、取付け角度αが大きくなる
に従い、増幅特性の非直線性が増大して行くので、使用
範囲を限定して線形に近い部分のみを近似的に使うよう
にする。あるいは、関数発生器などを用いて振り子１６
の傾斜角から直接、測定対象物の傾きを演算させるよう
にしても良い。
【００２５】また、上記傾斜センサでは一方向の傾斜し
か検出することができないが、図１に示す鉛直線の回り
に９０度位相をずらせて二つ設置し、直交する二方向の
傾斜を検出できるようにして、両方の傾斜センサからの
データを合成すれば、前方向の傾きを検出することが可
能となる。
か検出することができないが、図１に示す鉛直線の回り
に９０度位相をずらせて二つ設置し、直交する二方向の
傾斜を検出できるようにして、両方の傾斜センサからの
データを合成すれば、前方向の傾きを検出することが可
能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、振り子の揺動中心である揺動中心軸を水平
線に対して所要の角度だけ傾斜させて取付けているの
で、斜め振り子となり、よって、測定対象物が傾いた時
の振り子の傾きが、測定対象物の傾きよりも大きくな
る。これにより、振り子の傾きが微小であっても、マグ
ネットの回転角が大きくなる（増幅される）ので、微小
な傾斜の検出が可能となり、よって、検出精度を高くす
ることができる。
明によれば、振り子の揺動中心である揺動中心軸を水平
線に対して所要の角度だけ傾斜させて取付けているの
で、斜め振り子となり、よって、測定対象物が傾いた時
の振り子の傾きが、測定対象物の傾きよりも大きくな
る。これにより、振り子の傾きが微小であっても、マグ
ネットの回転角が大きくなる（増幅される）ので、微小
な傾斜の検出が可能となり、よって、検出精度を高くす
ることができる。
【００２７】また、請求項２の発明によれば、測定対象
物のほぼ垂直な取付面に対して取付け可能な基準面を有
する取付部材に、水平線に対して所要の角度傾斜させた
揺動中心軸を介して、揺動中心軸と直交する方向へ延び
る振り子を取付け、全体をケーシングに収容させること
により、小型で高精度の傾斜センサを作ることが可能と
なる、という実用上有益な効果を発揮し得る。
物のほぼ垂直な取付面に対して取付け可能な基準面を有
する取付部材に、水平線に対して所要の角度傾斜させた
揺動中心軸を介して、揺動中心軸と直交する方向へ延び
る振り子を取付け、全体をケーシングに収容させること
により、小型で高精度の傾斜センサを作ることが可能と
なる、という実用上有益な効果を発揮し得る。
【図１】本発明の実施の形態１の縦断面図である。
【図２】図１の実施の形態１の測定原理を説明する図で
ある。
ある。
【図３】横軸を振り子の傾斜角度とし、縦軸を振り子軸
回転角度とした、図１の実施の形態１の傾斜センサの出
力増幅特性を示すグラフである。
回転角度とした、図１の実施の形態１の傾斜センサの出
力増幅特性を示すグラフである。
【図４】従来例の縦断面図である。
【図５】図４の従来例の横断面図である。
【図６】図５の従来例が傾斜された状態を示す横断面図
である。
である。
【符号の説明】 １１ 取付面 １２ 基準面 １３ 取付部材 １４ 揺動中心軸 １５ 重錘 １６ 振り子 １７ マグネット １８ 磁気感応素子 １９ ケーシング
Claims (2)
- 【請求項１】 水平線に対して所要の角度傾斜させた揺
動中心軸を介して、揺動中心軸と直交する方向へ延び、
先端側に重錘を備えた振り子の基端側を前記揺動中心軸
に軸支させると共に、この振り子の基端側近傍にマグネ
ットを取付け、且つ、前記マグネットと対向させて磁気
感応素子を配設したことを特徴とする傾斜センサ。 - 【請求項２】 測定対象物のほぼ垂直な取付面に対して
取付け可能な基準面を有する取付部材に、水平線に対し
て所要の角度傾斜させた揺動中心軸を介して、揺動中心
軸と直交する方向へ延び、先端側に重錘を備えた振り子
の基端側を前記揺動中心軸に軸支させると共に、この振
り子の基端側近傍にマグネットを取付け、且つ、取付部
材に前記マグネットと対向させて磁気感応素子を取付
け、全体をケーシングに収容したことを特徴とする傾斜
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10950598A JPH11304475A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 傾斜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10950598A JPH11304475A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 傾斜センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304475A true JPH11304475A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14511975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10950598A Pending JPH11304475A (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | 傾斜センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078406A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気検出式角度センサおよび回転軸と鉛直とのなす角度の決定法 |
-
1998
- 1998-04-20 JP JP10950598A patent/JPH11304475A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078406A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気検出式角度センサおよび回転軸と鉛直とのなす角度の決定法 |
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