JPS58132611A - 傾斜角検出器 - Google Patents

傾斜角検出器

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JPS58132611A
JPS58132611A JP1566882A JP1566882A JPS58132611A JP S58132611 A JPS58132611 A JP S58132611A JP 1566882 A JP1566882 A JP 1566882A JP 1566882 A JP1566882 A JP 1566882A JP S58132611 A JPS58132611 A JP S58132611A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic field
bias
rotating body
inclination angle
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JP1566882A
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JPS6367123B2 (ja
Inventor
Yoshihisa Kaneko
金子 慶尚
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KANEKO KEISOKU KOGYO KK
Original Assignee
KANEKO KEISOKU KOGYO KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02Details
    • G01C9/06Electric or photoelectric indication or reading means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は傾斜角を検出する傾斜角検出器に関するもの
である。
傾斜角を検出しようとする面に対して筐体に設けた傾斜
角測定面を接するようにして載置することによシ筐体内
に設けられ地球の重力に感応して回路する回動体を回動
させ、この回動体の被#j定傾斜角に対応し九筐体との
相互的な回動角を検出して傾斜角を測定する傾斜角検出
器が使用されている。
従来のこの樵の傾斜角検出器においては、回動体の回動
角を回動体に係合するように配設した差動トクンスや板
ばねのたわみ量で作動する歪みゲージで検出し、被測定
面の傾斜角に対応した電気出力信号を得て、傾斜角の測
定を行なっていた。
しかしこれらの従来使用さ、れている傾斜角検出器鉱そ
の構造が豪雑となシ、装置が大型化し測定に際しての調
整作業が必要であシ、又その製造費用も高張るという難
点を有していた。
この発明は上述の従来使用されている装WtKおける諸
難点を解決し、装置の小型化が可能でその構造も簡単化
されて製造費用を大幅に低減させ得ると共に、高精度の
傾斜角検出が簡単な操作で行ない得る傾斜角検出器を提
供するものである。
以下、この発明の傾斜角検出器をその実施例に基づき図
面を使用して詳細に説明する。
第1図及び第2図はこの発明の傾斜角検出器の実施例の
構成を示すもので、−面が開放面とされた11 ’f長
方体筒状の筐体11が例えば金属材で形成される。この
筐体11の開放面側はバッキング12を介して例えばエ
ポキシ樹脂材の蓋体13によシ、閉基可能な構造となっ
ている。この蓋体13の1体11の閉塞時において筐体
11内に位置する板面のはy中央位置に軸受体14が固
定して取り付けられる。この軸受体14にFia体11
の長手方向に対する側板の板面に直角な方向に回動軸1
5が保持される。
この回動軸15の8シに回動自在に回動体16が取シ付
けられる。実施例ははy長方体状の回動体16の長手方
向の一つの端板の中央部分が端板に直角に突出形成され
て、突出体17とされ、この突出体17部分で回動体1
6が回動軸15に対して取シ付けられたものである。回
動体16は例えば合成樹脂材内に金属重錘が埋め込まれ
、所定の重量と回動時の安定性を維持するような形状構
造に形成されている。
軸受体14に対してベアリング20−1.20−2が装
着され、このベアリング20−1.20−2に対して回
動軸15が同勢自在に保持され、との回動軸15に対し
て回動体16の突出体17が固定されている。
回動体16の突出体17が形成されている端板に対向す
る端板近傍において回動体16の全側周板を囲むようK
して緩衝用ゴム体21が固定装着されている。1体11
の蓋体13が取シ付けられる開放面に対向する底板11
−B上に長手軸方向に沿ってはyコ字状の衝撃防止体2
2が例えばゴム材で形成され配設されている。実施例に
おいてはこの底板11−Bが傾斜角測定面とされた構造
となっている。この衝撃防止体22の1体11の長手方
向の端板は回動体16のそれぞれの方向に対する最大回
動角位置において、回動体16に取シ付けられた緩衝用
ゴム体21の端部と当接し、筐体11内での回動体16
のそれ以上の回動を防止する。
蓋体13のはソ中央位置で突出体17と反対側の端部に
近く、支持柱23−1.23−2が固定して取り付けら
れ、これらの支持柱23−1.,23−2にわたって支
持板25が固定保持される。この、支持板25の中央位
置に磁気抵抗素子26が固定して取り付けられる。
回動体16のこの磁気抵抗素子26と対向する位置にお
いて、回動体16に永久磁石3oが埋め込み固定されて
いる。又永久磁石30と磁気抵抗素子26間距離は所定
値に保持され、回動体16の平衡位置において永久磁石
30、の磁界が磁気抵抗素子26に対してその対向面に
直角に鎖交するように構成されている。
匣体11内で蓋体13に対して温度補償用のサーミスタ
ー31−1.31−2が固定して取)付けられ、これら
のサーミスター31−1.31−2及、び磁気抵抗素子
26の配線用取出端子が図示していないが嚢体13次面
に配設され・ている。又筐体ll内において回動体16
の#Aシに回動体16の制動及び薦動衝撃の緩和のため
に制動体としてシリコンオイル19が充積されている。
磁気抵抗素子26は原理的には例えばセラミック基台上
にNi−Co合金の薄膜で第3図に示すような互に抵抗
配列方向を直交させた第1.第2の磁気抵抗素子部26
−1..26−2か、らなるパターンが形成されてい丸
ものである。この磁気抵抗素子に対して第1の磁気抵抗
素子26−1の抵抗配列方向に対して角度θで磁界Hが
印加、された時の第1及び第2の磁気抵抗素子26−1
. 、26−2の抵抗値をそれぞれRA(θ)、RB(
θ)とすると、Voight Thomsonの式とし
て次式が与えられる。
RA(θ);56m ” a −1−12Ha ”θ 
      (1)RB(θ)=ρ1♂θ+ρ−♂θ 
       (2)但し、pHは磁界の方向がパター
ンと平行になう走時の全体の抵抗値、又ρatiffi
界の方向がパターンと直交し走時の抵抗値である。
端子t、r、ta間に電圧Vccを印加し、端子を切為
ら出力V・を取り出すとKを定数としてその値は次式で
与えられる。
V(+=(−L−Ka2θ)Mac       (3
)又、全体の抵抗RT(#)を求めると一〇を磁界が4
5の時の抵抗値として次式が得られる。
8丁(θ)=Rム(θ)+Rm(θ) まρ^+ρg=2ρo(4) 出力電圧VoK対する磁界Hの角度θの依存性は例えば
磁界H=2000・として第4図に示すようになる。
f2> 、 13)式及び第4図から明らかなように、
この磁気抵抗素子によると、磁界Hの1回転で2周期の
出力が得られる。又全抵抗が一定であるのでブリッジ構
成にした場合など同相ノイズクロストーク等の点で特性
上有利である。
実際KFiffi気抵抗素子をブリッジに組んだ構成で
、且つバイアスマグネット、によりバイアスが付された
構造のものをこの発明においては使用する。
−気抵抗素子に与えられるバイアスをHmとすると第5
図に示すように1このバイアスHma図示シテいないバ
イアスマグネットにより磁気抵抗素子26に対して★体
13の板面に直角な方向に与えられている。
傾斜角検出器の傾斜角測定面を被測定傾斜角に接して被
測定面上に傾斜角検出器を載置すると、例えば被測定角
a1.θ重に対応して磁気抵抗素子26と永久磁石30
との相対角度は第5図のθl。
θ意に示すような位置をとる。傾斜角θ1の測定時にお
いてはバイアスHmと永久磁石30の磁界H・との合成
磁界はHlに示すようになり、傾斜角θ黛の測定時にお
いてはこの合成磁界はHlに示すようになる。
従って水平面を中心にして角度a1からθ霊の範囲での
傾斜角を測定すると、傾斜角検出器の磁気抵抗素子26
と鎖交する磁界は水平面を中心として角度■1から■冨
の範囲で変化する。
このようKして第6図に示すように水平面位置を中心に
して角度■l〜■黛の範囲を磁界角FiILθ対出力V
oO@性曲線の直線部分に選定しておけば、この範囲で
極めて直線性のよい検出を行なわせることが可能となる
第7図に示すように磁気抵抗素子26はブリッジ構成と
され、その出力端子に増幅器4oが接続される。磁気抵
抗素子26と鎖交する磁界方向が被測定傾斜角に応じて
変化すると、その変化に対応した検知信号が増幅器40
の出力端子に得られる。この検知信号は増幅器41の一
つの入力端子に与えられる。増幅器41の他の入力端子
には可変抵抗器42の摺動端子が接続され、この可変抵
抗器42の一端に祉バイアス電圧が与えられ、他端はサ
ーミスター31−1を介して接地される。
増幅器41の出力端子にはサーミスター31−2の一端
が接続され、このサーミスター31−2の他端は可変抵
抗器43を介して接地されている。可変抵抗器43の摺
動端子がADコン貝−夕44の入力熾に接続されている
ので、増幅器41の出力端子に得られる増幅され基準レ
ベルが補正された恢知信号が得られ、−この検知信号が
温度補償されスパン−整された状態でADffンバータ
44に4見られることになる。ADコンバータ44にお
いて検知信号はディジタル信号に変換され、表示装置4
5に与えられてこの発明の傾斜角検出器で検出された被
測定面の傾斜角に対して例えば液晶によるディジタル表
示が行なわれる。
この発明の傾斜角検出器は装置全体が小型化され、回動
体16以外に可動部がなく、構造上も極めて藝固であシ
、部品点数も少なく製作費用も大幅に低減し得る。被測
定傾斜面も広い傾斜角範囲に設定することができて、そ
の検出精度も高く検出感度及びその直線性が優れ、簡単
な測定操作で迅速に精度の優れた傾斜角の測定を行なう
ことが可能となる。
以上詳細に説明したように1 この発明によると全体形
状が小型化され製作費用も大幅に低減可能で、その測定
操作が簡単でib迅速に高精度の傾斜角測定を行なって
その結果を数値表示可能な傾斜角検出器を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明の傾斜角検出器の実施例の
構成を示すそれぞれ一部切開正面図、及び一部切開側面
図、第3図はこの発明の傾斜角検出器に使用する磁気抵
抗素子の構成を示す原理図、第4図はこの発明の傾斜角
検出器に使用する磁気抵抗素子の磁界角度と出力電圧の
関係を示す図、第5図はこの発明の傾斜角検出器の実施
例の動作原理を示す図、第6図はこの発明の傾斜角検出
器の実施例の磁界角度と出力電圧の関係を示す図、第7
図はこの発明の傾斜角検出器を用いた傾斜角構出装置の
構成を示す図である。 11:1体、11−B:傾斜角測定面、13:蓋体、1
4:軸受体、15:回動軸、16:回動体、19:シリ
コンオイル、25:支持板、26:磁気抵抗素子、30
:永久磁石、31−1.31−2:サーミスター、40
,41:増幅器、42.43:可変抵抗器、44:AD
コンバータ、45:表示装置。 特許出願人  力ネコ計測工業株式会社代理人 草野 
卓 オ 1 図      第2 図 オ 3 (¥1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. +11 一端板に傾斜角測定面が設けられ九筺体と、こ
    の筐体内に設けられた回動輪に*夛付けられ、前に2傾
    斜角測定面に沿う面内において回動自在に配設される回
    動体と、前記筐体内において前記回動体に対向して固定
    配設される磁気抵抗素子と、前記筐体内で前記磁気抵抗
    素子に対向した位置において前記回動体に固定して取シ
    付けられ、前記10J動体の回動に応じて前記磁気抵抗
    素子に対する鎖交磁界が変化する永久磁石と、前記筐体
    内において前記回動体のmbに充填される制動材とを有
    することを特徴とする傾斜角検出器。
JP1566882A 1982-02-03 1982-02-03 傾斜角検出器 Granted JPS58132611A (ja)

Priority Applications (1)

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JP1566882A JPS58132611A (ja) 1982-02-03 1982-02-03 傾斜角検出器

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JPS6367123B2 JPS6367123B2 (ja) 1988-12-23

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JP1566882A Granted JPS58132611A (ja) 1982-02-03 1982-02-03 傾斜角検出器

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006126059A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Tdk Corp 傾斜センサ
JP2006300789A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Tdk Corp 傾斜センサ

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JPS6367123B2 (ja) 1988-12-23

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