JPS5848810A - 傾斜角検出器及び計測装置 - Google Patents

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】 この発明は傾斜角の変化を検知する傾斜角検出器及び計
測装置ｄに関する。

従来に於て傾斜角の変化を検知する傾斜角検出器及び剖
１ｌ１１１装置に関しては多くの特許出願が存在する。

これら従来の装置は、例えば水平−ｉ′たは垂直よシの
微小の傾きの変化を計測する為に使用される。また荷重
の印加された構造物の歪を計測するストレンゲゲージと
同様な動作をするものとしてイ史月］されてきた。

この発明は従来の装置ｄよシも構造が単純で信頼性が高
く、非常に微小な仙きの変化を正確に、且つ高感度で検
知することができる傾斜角検出器及び計測装置を提供す
ることを目的とする。

この発明は、内部に部分的に非導電性の液体が封入され
、ＪＡ如の空間に気体が封入され、細長く形成され密封
された筒体と、一方が筒体の上部に配りしされ、他方が
筒体の下部に配設された一対の電極と、から成シ傾斜角
の変化に対応して、電極間の電気容量の変化に変換する
傾斜角検出器よ構成るものである。との傾斜角検出器に
於て、筒体の軸方向の上部電極の長さを下部電極の長さ
の約半分とすることが望ましく、また上部電極の内方端
部が下部電極の略中夫に位置させることが望ましい。

また本発明は、前述の傾斜角検出器の電気容量の変化に
基づいて、傾斜角の変化を測定又は計測する傾斜角計測
装置を提供することを目的とする。

この傾斜角計測装置は、電気容量から成るブリッジの技
の１つに傾斜角検出器を配設し、このブリッジは成る傾
斜角でバランスする様に配設し、傾斜角検出器の傾斜角
が変化すると、バランスがくずれることによって傾斜角
の変化を計測するものである。他の計装方法として３０
ＭＨ２帯で作動するコレクタ同調発振器のエミッターに
傾斜角検出器を配設し、傾斜角検出器の電気容量の変化
に発振電流が比較し、非常に微小な傾斜角の変化を計測
を可能とするものである。

この発明のよシ良い理解の為に図面に基づいて各実施例
を説明する。第１図及び第２図に於いて、ガラス筒体１
は直径８■及び長さ１３０ｗｎの寸法で形成され、この
ガラス筒体１の内部には非導電性の液体２とガス３が封
入されて密封されている。

このガラス筒体１には第１図に於いて左端に一対の電極
４，５が配設され、この電極４，５はガラス筒体１の外
側表面に固設され、そして電極４゜５は金属膜で形成さ
れ、また電極４，５はガラス筒体１の外側表面に各々略
半分近くまで被覆して配設されている。そして上部電極
４は長さ２２叫の下部電極５の長さの略半分の寸法に形
成され、この上部電極４はガラス筒体１の端部よシ８調
の位置に配設され、また上部電極４の右端は下部電極５
の略中夫に位置する。

そして第１図に示されるように傾斜角検出器を水平位置
よシ微小傾むけた傾斜角θに配設すると、ガラス筒体１
内の液体２及びガス３の表面端部は上部電極４の略中夫
に位置する。この場合にガラス筒体１が軸方向の回シに
回転しないものとすると、電極４，５間の電気容量の変
化は、傾斜角θよシの微小な角度変化に比較する。

次に第３図は傾斜角検出器の他の実施例を表わすもので
、ガラス筒体６は、わずかに円弧状に配設され、電極４
，５はガラス筒体６の中央に配設され、そしてガラス筒
体６内には小さい気泡７が自己設されている。

次に第４図は、第１図及び第３図で示された傾斜角検出
器で検知された電気容量の変化に基づいて傾斜角の変化
を計測する為の電気回路を示すものである。この電気回
路は３０ＭＩ（Ｚ帯で発振するトランジスタＱ、によっ
て構成されるコレクタ回向発振器であシ、トランジスタ
Ｑ１はトランジスタＱ２の出力信号の安定の為に配設さ
れ、またトランジスタＱ２にバイアスを印加する。この
ト２ンジスタＱ＋　、Ｑ２は一般的なＬＭ１１４Ｈタイ
プのものが使用できるはかりでなく、他のタイプのトラ
ンジスタ５も使用可能である。そしてトランジスタＱ２
のエミッターは高抵抗１直の抵抗器１（、を介してアー
スに接続され、傾斜角検出器は抵抗器几に平行に配設さ
れる。このトランジスタＣＩ２のコレクター′鑓流は傾
斜角検出器の′電気容量の変化に対応して変化する。可
変抵抗器Ｐ　Ｉ　＋　”　２に表われる出力電圧はオペ
アンプＱ、に印加されて′耐流変化にｆｉ、換され、中
心位置でゼロ表示を行なう電流計重にて計測を行なり。

したがって本Ｎｔ測装置を調整することによつ又、傾斜
角検出器Ｓを水平位１ｕよシわずかに傾むいた位餘で電
流側型の表示をゼロに調整すると、傾斜角検出器Ｓが傾
斜するに対応して電流計１が傾斜量を表示する。この電
流ｉｔ　Ｉの表示を安定させる為には、電気回路に印加
される電圧を安定化てぜておくことか必要である。

この計測装ｆ〆の変形ＩＺＵとしては、オペアンプＱ。

の出力で電流計１を動作させる方法に代えて、デジタル
表示することも可能である。またオペアンプＱ、の出力
をマルチバイブレータの８波数に置換して、固定周波数
を変調して送信すること、または音声信号に置換して固
定周波数を変調することも可能である。もし離れた地点
で傾斜角の変化をモニターする場合にはオペアンプＱ３
の出力で送信器の変調を行なうこともできる。反対に傾
斜角検出器の電気容量の変化を、発振器の発振周波数の
変動に対応させて送信することも可能である。

第４図に示された電気回路は、わずかな電気容量の変化
を筒感贋にて検出することができ、第１図又は第３図に
示された傾斜角検出器を第４図に示された電気回路に組
合せることによって、非常にわずかな傾斜角の変化をｈ
計測することができる。

この発明の傾斜角検出器は他の使用方法も可能である。

例えば電気容量で形成されたブリッジの技の１つに傾斜
角検出器を配設すると、このブリッジの出力は安定した
ものが得られる。反対に傾斜角の変化によってブリッジ
のバランスがくずれると、再鈎整し、この調整量によっ
て傾斜角の変化を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は傾斜角検出器の側面図、第２図は第１図に示さ
れた傾斜角検出器の電極部分の拡大図、第３図は傾斜角
検出器の他側の側面図、第４図は第１図または第３図に
示された傾斜角検出器を使用した計測装置の電気回路図
を辰わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜内部に部分的に非導電性の液体が封入され、残シの
   空間に気体が刺入され、細長く形成され密封された筒体
   と、一方が筒体の上部に配設され、他方が筒体の下部に
   配設された一対の電極と、から成シ傾斜の変化に対応し
   て電極間の電気容量を変化させることとした傾斜角検出
   器。 ２、一対の電極に於て、筒体の軸方向の上部電極の長さ
   を下部電極の長さの約半分とした特許請求の範囲第１項
   記載の傾斜角検出器。 ３、上部電極の内方端部が下部電極の略中夫に位置する
   特許請求の範囲第２項記載の傾斜角検出器。 ４゜筒体は断面円形に形成され、一対の電極は金属膜で
   筒体の表面に配設され、この一対の電極の断面は各々略
   半円形としｆｃ特許請求の範囲第１項乃至第３項記載い
   ずれか記載の傾斜角検出器。 ５、筒体が曲線状に形成され、一対の電極が筒体の端部
   付近に配設された特許請求の範囲第１ｆＪ４乃至第４項
   記載の傾斜角検出器。 ６、筒体が円弧状に形成され、一対の電極が筒体の中央
   に配設された％Ｆｆ蹟求の範囲第１項乃至第４項記載の
   １゛嗅斜角検出器。 ７、予め設定された傾斜角度よシの変化を傾斜角検出器
   の箪気容蓋の変化に基づいて計測する傾斜角計測装置。 ８、電気容１で形成されたブリッジの技の１つに傾斜角
   検出器１ｒ：配設した特許請求の範囲第７項記載の傾斜
   角計測装置６． ９、コレクタ同ｌ１４発振器を構成するトランジスタの
   エミッターに傾斜角検出器を配設し、コレクタ電流が傾
   斜角検出器の電気容量の変化に対応するようにした特許
   請求の範囲第８項記載の傾斜角Ｎ１徂１］装置。 １０．１−ランジスタのコレクタ電流を増幅し、予の設
   定された傾斜角でゼロ衣示する特許請求の範四組９項記
   載の傾斜角計測装置。 １１．トランジスタのコレクタ電流の変化を音声信号に
   変換する慣訂５１°Ｓ求の範囲第９項記載の傾斜角目測
   装置。 ノコ。トランジスタのコレクタ電流の変化をデジタル信
   号に変換する將許請求の範囲第９項記載の傾斜角計測装
   置。