JPS59128408A - Slant angle sensor - Google Patents
Slant angle sensorInfo
- Publication number
- JPS59128408A JPS59128408A JP498583A JP498583A JPS59128408A JP S59128408 A JPS59128408 A JP S59128408A JP 498583 A JP498583 A JP 498583A JP 498583 A JP498583 A JP 498583A JP S59128408 A JPS59128408 A JP S59128408A
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- JP
- Japan
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- hall element
- elements
- permanent magnets
- hall
- angle sensor
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/02—Details
- G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は物体の傾斜を検知するための傾斜角センサに関
し、特にその検出素子の取り付は構造に特徴を有する一
傾斜角センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an inclination angle sensor for detecting the inclination of an object, and more particularly to an inclination angle sensor in which the mounting of its detection element is characterized by its structure.
従来技術とその問題点
ホール素子を検出素子とした従来の傾斜角センサにあっ
てはホール素子を2個用いたものが知られている。第1
図はこのような傾斜角センサの一例を示すものであって
、筐体1の内壁に定電流源によって駆動されたホール素
子2a、2bが対称な位置に設けられる。筺体1の内部
には分銅3が板バネ4に垂下されて保持され、分銅3の
左右側方には永久磁石5a、jbがホール素子2a、2
bに対向して設けられる。ここでこの傾斜角センサが紙
面上で左右に傾(と、その傾き角度に応じて分銅3が矢
印A方向に傾き、ホール素子2a。Prior Art and its Problems Among the conventional tilt angle sensors that use Hall elements as detection elements, one using two Hall elements is known. 1st
The figure shows an example of such a tilt angle sensor, in which Hall elements 2a and 2b driven by a constant current source are provided at symmetrical positions on the inner wall of a housing 1. Inside the housing 1, a weight 3 is suspended and held by a leaf spring 4, and on the left and right sides of the weight 3, permanent magnets 5a and jb are connected to Hall elements 2a and 2.
b. Here, this inclination angle sensor is tilted left and right on the paper (and the weight 3 is tilted in the direction of arrow A according to the tilt angle, and the Hall element 2a is tilted.
2bと永久磁石5a、5bとの間隔が変化し、ホール素
子2a、2bを貫く磁束密度が変動する。The distance between Hall elements 2b and permanent magnets 5a and 5b changes, and the magnetic flux density passing through Hall elements 2a and 2b changes.
従ってボール素子2a、2bより得られる電圧出力は第
2図に示すようになる。そこでこの出力の和をとれば、
第2図に直線6で示すように傾斜角度に比例した出力信
号が得られる。 ′しかしながらこのような従来の傾
斜角センサではホール素子と永久磁石との間隔を充分近
づける必要があり、そうしなければ傾きによる出力が充
分にとれないという欠点があった。又線形領域が狭(、
分解能が低いという問題点があった。更に2個のホール
素子が必要で相互の影響を除くために出力回路の構成が
複雑となり、ホール素子の間に特性のバラツキがある場
合には水平位置からの対称性が損なわれるため、各装置
毎に出力値をチェックしながら補正する必要があった。Therefore, the voltage output obtained from the ball elements 2a and 2b is as shown in FIG. So, if we take the sum of this output, we get
As shown by the straight line 6 in FIG. 2, an output signal proportional to the tilt angle is obtained. 'However, in such a conventional tilt angle sensor, it is necessary to make the distance between the Hall element and the permanent magnet sufficiently close, otherwise there is a drawback that a sufficient output due to the tilt cannot be obtained. Also, the linear region is narrow (,
There was a problem with low resolution. In addition, two Hall elements are required and the configuration of the output circuit becomes complicated in order to eliminate mutual influence, and if there are variations in characteristics between Hall elements, the symmetry from the horizontal position will be lost, so each device It was necessary to check and correct the output value each time.
発明の目的
本発明はこのような従来の問題点を解消するものであっ
て、傾斜角の出力を大きくし、その線形領域を拡大して
分解能を向上させると共に、ボール素子を1つとし、そ
の特性のバラツキによる出力への影響をなくし、また出
力回路の構成を簡単にすることのできる傾斜角センサを
提供することを目的とする。Purpose of the Invention The present invention solves these conventional problems by increasing the output of the tilt angle, expanding its linear region and improving the resolution, and by reducing the number of ball elements to one. It is an object of the present invention to provide an inclination angle sensor that can eliminate the influence on output due to variations in characteristics and can simplify the configuration of an output circuit.
発明の構成と効果
本発明は磁場に配置されたホール素子より得られる出力
に基づいて傾きを検知する傾斜角センサであって、少な
くとも一対の永久磁石と、水平位置の保持時において対
の永久磁石の間の中央位置に配置されたホール素子と、
対の永久磁石とホール素子のいずれか一方を固定部に保
持し、他方を弾性部材を介して該固定部に保持する保持
手段と、を具備し、傾き角に応じて前記対の永久磁石と
ホール素子との相対的位置が変化するようにしたことを
特徴とするものである。Structure and Effects of the Invention The present invention is an inclination angle sensor that detects inclination based on an output obtained from a Hall element placed in a magnetic field, which includes at least one pair of permanent magnets and a pair of permanent magnets when held in a horizontal position. A Hall element placed in the center position between
holding means for holding one of the pair of permanent magnets and the Hall element on a fixed part, and holding the other on the fixed part via an elastic member, and the holding means holds one of the pair of permanent magnets and the Hall element on the fixed part through an elastic member. It is characterized in that the relative position with respect to the Hall element changes.
このような特徴を有する本発明の傾斜角センサにあって
は、ホール素子から得られる出力電圧が大きいので感度
がよく、線形領域が拡大され、分解能も向上するという
効果が得られる。又一つのホール素子を用いるだけであ
るため、ホール素子の特性のバラツキを考慮する必要は
なく、ホール素子の出力を受ける回路構成も従来のもの
よりも大幅に簡単となる。更にホール素子と永久磁石と
D間隔を厳密に調整する必要はなく、製造時の調整作業
を容易にすることができる。In the inclination angle sensor of the present invention having such characteristics, since the output voltage obtained from the Hall element is large, the sensitivity is good, the linear region is expanded, and the resolution is also improved. Furthermore, since only one Hall element is used, there is no need to consider variations in the characteristics of the Hall element, and the circuit configuration for receiving the output of the Hall element is also much simpler than that of the conventional one. Furthermore, it is not necessary to strictly adjust the distance between the Hall element and the permanent magnet, D, which facilitates adjustment work during manufacturing.
実施例の説明
第3図(a)、 Tb)は本発明による傾斜角センサの
一実施例を示す夫々相異なる垂直面での断面図を示すも
のであって、従来例と同一部分は同一符号を用いて示し
ている。又第4図は本実施例におけるホール素子と永久
磁石との相対的な位置関係を示す図である。これらの図
において、永久磁石10a、10bがホール素子11を
挟み込むように配置される。即ち、第3図に示すように
分銅3にはその中央下部に切欠き3aが設けられ、その
左右に永久磁石IQa、lObが埋め込まれる。一方策
体1は内M12によって下方のセンサ部と、上部の検知
回路部に分割されており、内蓋12の下方にはベース1
3に第3図(blに示すようにU字型のホール素子支持
基板14が設けられる。支持基板14の中央下部は分銅
3の切欠き3aに入り込み、その内壁とは接触しないよ
うに構成されている。そして支持基板14の中央部分に
はホール素子11が分銅3の永久磁石1(la、10b
と対向するように保持される。ホール素子11は図示し
ない定電流源によって駆動され、その両端の電圧が増幅
器を介して取り出される。このように本実施例の出力回
路では従来例のように二つのボール素子の出力を合成す
る必要はないので出力回路の構造が簡略化される。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIGS. 3(a) and 3(Tb) are cross-sectional views taken in different vertical planes showing an embodiment of the inclination angle sensor according to the present invention, and the same parts as in the conventional example are designated by the same reference numerals. It is shown using Further, FIG. 4 is a diagram showing the relative positional relationship between the Hall element and the permanent magnet in this embodiment. In these figures, permanent magnets 10a and 10b are arranged to sandwich the Hall element 11. That is, as shown in FIG. 3, the weight 3 is provided with a cutout 3a at the lower center thereof, and permanent magnets IQa and lOb are embedded on the left and right sides of the cutout 3a. On the other hand, the cover 1 is divided into a lower sensor section and an upper detection circuit section by an inner M12, and a base 1 is provided below the inner cover 12.
3 is provided with a U-shaped Hall element support substrate 14 as shown in FIG. In the center of the support substrate 14, the Hall element 11 is connected to the permanent magnet 1 (la, 10b) of the weight 3.
is held facing the The Hall element 11 is driven by a constant current source (not shown), and the voltage across it is extracted via an amplifier. In this way, in the output circuit of this embodiment, unlike the conventional example, there is no need to combine the outputs of two ball elements, so the structure of the output circuit is simplified.
次にこの傾斜角センサの動作について説明する。Next, the operation of this tilt angle sensor will be explained.
第4図の破線は永久磁石10a、10bによる磁力線を
示しており、図示の位置にあっては実線で示すホール素
子11を貫く磁束密度は零であるのでホール素子から出
力電圧は得られない。しかし傾斜角センサが傾いた場合
には、その傾きの角度に対応して分銅3にかかる重力に
よって板バネ4が湾曲する。従って永久磁石10a、1
0bとホール素子11との相対的位置が変化することと
なる。いま傾斜角センサが第3図(blに矢印Bに示ず
方向に傾いて分銅3が振れると、永久磁石10a。The broken lines in FIG. 4 indicate lines of magnetic force caused by the permanent magnets 10a and 10b, and since the magnetic flux density penetrating the Hall element 11 shown by the solid line is zero at the position shown, no output voltage can be obtained from the Hall element. However, when the inclination angle sensor is tilted, the leaf spring 4 is bent by the gravity applied to the weight 3 in accordance with the angle of inclination. Therefore, the permanent magnets 10a, 1
The relative position between 0b and the Hall element 11 will change. Now, when the tilt angle sensor tilts in the direction not shown by arrow B in FIG. 3 (bl) and the weight 3 swings, the permanent magnet 10a.
10bは第4図の矢印B方向に移動し、ホール素子11
との相対位置が変化する。従って傾斜角センサの傾き角
度に応じて、ホール素子11を通過する磁束密度が変化
し、ホール素子11から傾き角度に対応した出力電圧が
得られる。この相対的位置関係の変化により、ホール素
子11が第4図に破線で示す位置にきたものとすると、
ホール素子11を通過する磁束密度は最大となり、ホー
ル素子11より得られる出力電圧も最大となる。又傾斜
角センサが逆方向に傾くと、ホール素子11を通過する
磁力線の方向は反対となり、出力電圧も反対符号のもの
となる。従ってホール素子11より得られる出力電圧の
傾き角度θに対する変化は第5図に示すようになる。そ
れ故その中央部分の破線で示す領域りでは傾斜角センサ
の傾きと出力との関にはほぼ直線的な関係が得られる。10b moves in the direction of arrow B in FIG.
The relative position with the Therefore, the magnetic flux density passing through the Hall element 11 changes depending on the inclination angle of the inclination angle sensor, and an output voltage corresponding to the inclination angle is obtained from the Hall element 11. Assuming that the Hall element 11 has come to the position shown by the broken line in FIG. 4 due to this change in relative positional relationship,
The magnetic flux density passing through the Hall element 11 becomes maximum, and the output voltage obtained from the Hall element 11 also becomes maximum. Furthermore, when the tilt angle sensor is tilted in the opposite direction, the direction of the magnetic field lines passing through the Hall element 11 is reversed, and the output voltage is also of the opposite sign. Therefore, the change in the output voltage obtained from the Hall element 11 with respect to the inclination angle θ is as shown in FIG. Therefore, in the region shown by the broken line in the center, a substantially linear relationship is obtained between the inclination of the inclination angle sensor and the output.
この線形領域りは従来の傾斜角センサよりも広いものと
なっている。This linear region is wider than that of conventional tilt angle sensors.
本発明の傾斜角センサにあっては、一つのホール素子を
用いるだけであるため、ホール素子の特性のバラツキを
考慮する必要はなく、ホール素子の出力を受ける回路構
成も従来のものよりも大幅に簡単となる。又ホール素子
と永久磁石との間隔を厳密に調整する必要はなく、製造
時の調整作業が容易となる。更にホール素子から得られ
る出力電圧が大きいので感度がよく、分解能も向上する
と第6図は本発明の他の実施例を示すものである。Since the tilt angle sensor of the present invention uses only one Hall element, there is no need to consider variations in the characteristics of the Hall element, and the circuit configuration that receives the output of the Hall element is also significantly larger than that of conventional ones. becomes easy. Furthermore, there is no need to strictly adjust the distance between the Hall element and the permanent magnet, making adjustment work easier during manufacturing. Furthermore, since the output voltage obtained from the Hall element is large, the sensitivity is good and the resolution is also improved. FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.
本図においてはホール素子11を中心にして4つの永久
磁石15a、15b及び15a、16bを設ける。永久
磁石15a、15b及び永久磁石16a、16bは保持
部材17により一体に構成され、前述の実施例と同じく
傾きにより紙面上で左右方向に変位するものとする。こ
のように構成した場合であってもホール素子11と永久
磁石15a、15b及び16a、16bの相対的位置の
変化により、ホール素子11を通過する磁束密度は同様
に変化し、出力特性は前述した実施例と同様に傾斜角に
比例した出力がf44られる。In this figure, four permanent magnets 15a, 15b and 15a, 16b are provided around the Hall element 11. The permanent magnets 15a, 15b and the permanent magnets 16a, 16b are integrally formed by a holding member 17, and are assumed to be displaced in the left-right direction on the plane of the paper due to inclination, as in the previous embodiment. Even with this configuration, the magnetic flux density passing through the Hall element 11 changes in the same way due to changes in the relative positions of the Hall element 11 and the permanent magnets 15a, 15b, 16a, 16b, and the output characteristics are as described above. As in the embodiment, an output proportional to the tilt angle is output f44.
尚、これらの実施例ではホール素子を支持基板に固定し
、永久磁石を分銅に埋め込んだ永久磁石をホール素子に
対して移動させるようにしてその相対的位置を変化させ
ているが、永久磁石を固定し、ホール素子が傾きに応じ
て移動するようにしても同様の効果が得られる。In these examples, the Hall element is fixed to the support substrate, and the permanent magnet embedded in the weight is moved relative to the Hall element to change its relative position. A similar effect can be obtained even if the Hall element is fixed and moved according to the inclination.
第1図は従来の傾斜角センサの構成を示す断面図、第2
図はその出力特性を示すグラフ、第3図(a)、 (b
lは本発明による傾斜角センサを構成を示す断面図、第
4図はそのホール素子と永久磁石との位置関係を示す図
、第5図はその出力特性を示すグラフ、第6図は他の実
施例のホール素子と永久磁石との位置関係を示す図であ
る。
1−一−−−−筐体 2 a、 2 b、 11
−−−−ホール素子3−一−−−−−分銅 4−−−
−一板バネ 5a、5b、10a、10b15a、1
5b−−−−一永久磁石特許出願人 立石電機株式
会社
代理人 弁理士 岡本宜喜(化1名)
第1図
第2図
第3図(3)
、5108.3814旧101)
第3図(b)Figure 1 is a sectional view showing the configuration of a conventional tilt angle sensor;
The figure is a graph showing the output characteristics, Figure 3 (a), (b
1 is a sectional view showing the structure of the inclination angle sensor according to the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the Hall element and the permanent magnet, FIG. 5 is a graph showing its output characteristics, and FIG. It is a figure showing the positional relationship of the Hall element and the permanent magnet of an example. 1-1---Housing 2 a, 2 b, 11
-----Hall element 3-1---Weight 4---
- Single leaf spring 5a, 5b, 10a, 10b15a, 1
5b----Permanent magnet patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. agent Patent attorney Yoshiki Okamoto (1 person) Figure 1 Figure 2 Figure 3 (3), 5108.3814 former 101) Figure 3 ( b)
Claims (1)
基づいて傾きを検知する傾斜角センサにおいて、 少なくとも一對の永久磁石と、 水平位置の保持時において前記対の永久磁石の間の中央
位置に配置されたホール素子と、前記対の永久磁石とホ
ール素子のいずれか一方を固定部に保持し、他方を弾性
部材を介して該固定部に保持する保持手段と、を具備し
、傾き角に応じて前記対の永久磁石とホール素子との相
対的位置が変化するように構成したことを特徴とするf
頃斜角センサ。(1) In a tilt angle sensor that detects tilt based on the output obtained from a Hall element placed in a magnetic field, at least one permanent magnet and a central position between the pair of permanent magnets when held in a horizontal position. holding means for holding one of the pair of permanent magnet and Hall element on a fixed part and holding the other on the fixed part via an elastic member, f, characterized in that the relative position of the pair of permanent magnets and the Hall element changes according to
Around bevel angle sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP498583A JPS59128408A (en) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | Slant angle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP498583A JPS59128408A (en) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | Slant angle sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59128408A true JPS59128408A (en) | 1984-07-24 |
Family
ID=11598895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP498583A Pending JPS59128408A (en) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | Slant angle sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59128408A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61112217U (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | ||
KR102422658B1 (en) * | 2021-12-17 | 2022-07-19 | 경신철강(주) | Hoist crane balance detection system |
-
1983
- 1983-01-13 JP JP498583A patent/JPS59128408A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61112217U (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | ||
KR102422658B1 (en) * | 2021-12-17 | 2022-07-19 | 경신철강(주) | Hoist crane balance detection system |
WO2023113304A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | 경신철강 (주) | Hoist crane balance detection system |
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