JPS5946328B2 - 振り子を制動するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小さい傾斜又は錘線を測定するための測地装
置において、その装置の規準線に対する小さい傾斜の影
響の補正に役立つ、少なくとも１つの平面内で振動する
振り子を制動するための装置に関する。

その際に、振り子は、ベースに取付けられており、かつ
ベースの傾斜が変化する場合に新たな平衡状態に入る。

それぞれの平衡状態における振り子の安定性を高めるた
めに、少なくとも１個の位置探知機、制御回路及び電気
力学的駆動装置が取付けられている。

電気力学的駆動装置は、振り子の不安定により制御回路
をへて位置探知機から出される信号によって励磁される
。

従来より速度に比例した気流制動および又は渦電流制動
装置付きの振り子が知られている。

これらの制動装置は、振り子の固有振動が全く非周期的
にだんだん弱まっていく時には最適である。

より小さい、あるいはより強い制動装置は、各振り子の
安定、及びそれと共に測定に必要な時間が長くなるので
有利である。

なぜなら、測定は、それぞれの平衡状態での振り子の固
有振動ないし漸次すべり込みの減衰後に初めて可能とな
るからである。

しかしながらそのような振り子を実際に使用する場合に
は、固有振動を励起する一時的障害の他に、永続的励磁
も生じる。

それによって強制される振り子運動は、外因に応じて測
定を妨げるかなりの振幅に達し、測定の誤り又は役に立
たない測定結果を引き起こしてしまう。

しかし既知の制動装置によっては、この妨害振り子運動
を除去することができない。

さらに、往復運動するようにつるされたジャイロ振り子
ケースの中につるされた制動体で構成される慣性制動装
置付きの、北を求めるジャイロスコープを取り付けるこ
とが知られている。

制動体には棒磁石、または振り子ケースには、棒磁石に
並列されたコイルが固定されている。

棒磁石及びコイルには、制御回路をへて位置探知機から
出される信号によって制御されて、ジャイロスコープに
おける振り子の不安定の影響に反対する電気力学的駆動
装置を形成する。

その際には、外からケ・−スに押し付けられる振り子運
動のために、ケースと制動体との間の相対運動は、常に
中間位置辺でだけ生じることが前提となっている。

さらに、制動体は、ジャイロ振り子に対する付加物であ
り、それに対しては、特別の取付は手段が必要である。

その上、ジャイロ制動装置は、特別かつ複雑な電子制御
装置を必要とする。

さらにまた、振り子回転軸と協力する可動コイルを用い
て、その傾斜を装置の傾斜に等しくする振り子が知ら、
ｔている。

従って、装置の傾斜が変化する場合には、可動コイルの
制御電流が、一定の傾斜に供存する値に達するまで振り
子を同じ程度に回転する。

光電受信方式は、装置位置からの振り子の偏差を常に把
握し、稼動コイルを用いて振り子をあとから制御する。

指示計器で偏差を示すことも可能である。

いずれにせよ、装置の傾斜は、光電的に把握されるが、
振り子の制動は行われない。

本発明は、外部の影響によってもたらされる測地装置の
修正装置振り子の不安定及びそれによって生じる測定の
誤りを、簡単で費用のかからない手段により著しく減少
することを目的とするものである。

従って、本発明の基礎となっている課題は、振り子のそ
れぞれの新しい平衡状態に関係なく、光電手段によって
受信される振り子の不安定を除外することを可能にする
ように、修正装置振り子の′ 制動装置を形成するこ
とである。

本発明によれば、前記課題は、制御回路が、位置探知機
によって保持される信号からの直流電圧部分を分離し、
かつ抑圧するための回路手段を含むことによって解決さ
れる。

位置探知機が差動光電受信機を有する場合には、修正装
置振り子の作用範囲内で、振り子が振動の際にすべての
光電受信機に影響を及ぼさなければならない。

個々の光電受信機の様々な影響から、制御回路及び電気
力学的駆動装置の有効性の大きさと方向が生じる。

各電気力学的駆動装置は、振り子に固定されているのが
有利な磁石、好ましくは永久磁石、及び永久磁石に向か
いあってベースに固定されている空芯コイルから成る。

制御回路は、直流電圧なしに、有利にはコンデンサを用
いて、空芯コイルに連結されている少なくとも１個の増
幅器を含む。

それによって振り子零位点（ベースが水平な場合におけ
る重力の作用による振り子の垂直静止位置）の影響は除
去される。

位置探知機内に生じたそれぞれの振り子偏差に比例した
信号は、増幅後、空芯コイルに達し、そして振り子にあ
る永久磁石を反発し、ないしはそれを引き付け、それと
共に当面の振り子偏差に反対する電圧をそこで励起する
振り子の各振動平面に２個の電気力学的駆動装置が並列
されているのが最も有利である。

前記駆動装置の各組に対して、２つの制御回路が存在す
る。

振り子及び振り子本体の共振位置での振り子制御は、次
に変化する励磁と振動間の位相比のために、自励に傾く
ので、速度に比例した制動装置（空気又は液体匍Ｊ動装
置）を追加して取り付けることができる。

別の可能性は、振り子をまねて作った制動装置の使用で
あるが、これは非常に費用がかかり、また機能上あまり
安全ではない。

たとえば付属測地装置の予備レベリングノ〕後に修正装
置振り子の新平衡状態に、過度にゆっくりと到達するの
は、電気力学的駆動装置が、測定のため始めて始動可能
となることによって避けられる。

これは、手動又は自動で使用可能なスイッチによって有
利に行なわれる。

次に概略図面に従って、本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図では、十字形ばね関節２を用いて、振り子１をベ
ース３につるしている。

振り子１には、視準線調整のための図示されていない光
学素子を取り付けることができる。

ピストン４は、振り子１に固定されており、かつ空気制
御装置のシリンダ５内で動く。

振′り子１には、十字形ばね関節２の近くに、ベースに
固定した光源１０から発して； スリット７及びレンズ
８を通って形成される軸光線９が通ることを特徴とする
鏡６が配置されている。

その光束は、鏡６で反射されてからベースに固定された
差動光電受信機ｌＬ１２に向けられる。

光束の横断面と差動光電受信機１１．１２の大きさは、
修正装置振り子１の作用範囲内で、常に差動受信機の画
素子１１．１２上に光が落ちるように設計すべきである
。

しかし、画素子１１゜１２はきまって同じ多量の光を受
信するわけではない。

本装置は、素子１１．１２の差動信号が修正装置振り子
の作用範囲ないでは零位点シ））らのその偏差に本質的
に比例するように選択されている。

振り子１に・ま、直径方向に永久磁石１３．１４が固定
され、それにベース３と連結した空芯コイル１５．１６
が並列されている。

振り子運動に応じて、軸光線９が鏡６で偏向され差動光
電受信機１１．１２への信号量に差が生じ電圧が生じ、
コイル１５．１６には電流が貫通して、磁界が作出され
振り子１がその方へ動くコイル（たとえば１５）は、付
属磁石（たとえば１３）に反発するが、コイル１６は磁
石１４を引き付ける。

振り子１が別の側に振れると、電流ないし電圧の転極が
生じこのようにして振り子が安定する。

第２図は、電気力学的駆動装置のための可能な制御回路
を示す。

差動光電受信機１１．１２によって再び、抵抗１７．１
８を経て差動増幅器１９に接続されている差動接続され
た光学素子が表示されている。

負帰還抵抗２０は、既知のように、必要な補強の調節に
役立つ。

空心コイル１５，１６は、コンデンサ２１を経て、差動
増幅器１９の出力に接続されている。

スイッチ２２は、電気力学的駆動装置の大切に役立つ。

コンデンサ２１は、振り子１（第１図）の平衡状態に関
する情報を示す増幅器１９の信号の直流電圧部分が、コ
イル１５．１６に達し、カリそれと共に新たな平衡状態
における修正装置振り子１の調節を可能にすることを妨
げる。

本質的に振り子の不安定により生じる、差動光電受信機
１１．１２から出る信号の交流電圧部分だけが、空芯コ
イル１５，１６において有効となる。

差動光電受信機の電圧は、ベース３の傾斜による定成分
と、振り子の振れによって生じる可変成分とから構成さ
れ、定成分は、コンデンサ２１．２３．２８にて除去さ
ね、可変成分が振り子１をベース３の傾斜に対応する静
止位置へ向けるのに利用される。

第３図には再び、差動接続された光学素子１１゜１２、
負帰還抵抗２０を持つ差動増幅器１９、コ。

ンデンサ２１、コイル１５．１６、及びスイッチ２２が
示されている。

差動増幅器１９は、第２図のように接続され、かつコン
デンサ２３を経して、第２差動増幅器２４の逆転してい
ない（＋）入力と連結されている。

前記入力は、抵抗２５を経て、積算電圧に置かれる。

負帰還回路網は、抵抗２６゜２７、及び増幅器２４の直
流電圧増幅を１に下げるコンデンサ２８から成る。

コンデンサ２３は、振り子１（第１図）の平衡状態から
出る差動光電送信機１１．１２の信号の直流電圧部分を
交流電圧部分から分離し、コイル１５．１６によってそ
れを抑止する。

この作用方法はさらに、増幅器２４の許容過飽和を振り
子１の反レベリングによって妨げるという利点を有する
。

なぜなら必要な全増幅に達する前に、直流電圧信号はす
でに分離しているからである。

第３図による制御回路では、他の回路技術処理によって
、たとえばオフセット電圧補償によって、増幅器２４が
残余直流電圧を全くその出力に有しないことが保証され
る場合、コンデンサ２１は、省略することができる。

本発明は、前述の実施例に制限されるものではない。

従って、差動光電受信機の位置での振り子状態の測定の
ため、容量性、誘導式などの送信機をしよ使用すること
ができる。

制御回路は、送信機、及び必要な作業範囲に応じて、変
更できる。

電気力学的駆動装置の転極のための直流電圧によらない
出力信号だけが、零位点からの振り子側差に比例して生
じなければならない。

磁石１３．１４の相互の極性は、任意であってもよいが
、それに並列された空芯コイルに対する各磁石の極性だ
けは決定している。

それと共に、２つのコイルについて１共通磁石、又は２
個の磁石について１共通コイルを１振動子面に取り付け
ることもできる。

また、コイルは、非強磁性６部を備えていてもよい。

同様に、コイルを振り子に、また磁石をベースに固定す
ることもできる。

磁石とコイルの数に対しては、振動方向の数が基準とな
る。

各振動方向に対しては、１個の磁石と１つの制御回路に
ついて少なくとも１つのコイルを取り付けなければなら
ない。

・ 図面の簡単な説明 第１図は、修正装置振り子の縦断面図、第２図は、第１
図制御回路、そして第３図は、第２制御回路を示す。

１・・・・・・振り子、２・・・・・・十字形ばね、計
・・・・・ベース、４・・・・・・ピストン、５・・・
・・・シリンダ、６・・・・・・鏡、７・・・・・・ス
リット、８・・・・・・レンズ、１０・・・・・・光源
、１１．１２・・・・−・差動光電受信機、１３，１４
・・・・・・永久磁石、１５．１６・・・・・・空芯コ
イル、１７，１Ｂ・・・・・・抵抗、１９・・・・・・
増幅器、２０・・・・・・負帰還抵抗、２１・・・・・
・コンデンサ、２２・・・・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベースに取り付けられ、かつベースの傾斜が変化す
   る際に新たな平衡状態に入り、その際に、それぞれの平
   衡状態における振り子の安定性を高めるために、位置探
   知機制御回路、及び電気力学的駆動装置が取り付けられ
   ており、そして電気力学的駆動装置は、振り子の不安定
   により制御回路を経て位置探知機から出される信号によ
   って励磁される、少なくとも１つの平面内で振動する振
   り子を制動するための装置において、制御回路が位置探
   知機によって受信される信号からの直流電圧部分を分離
   するための回路手段を含むことを特徴とする装置。 ２ 回路手段が、少なくとも１個のコンデンサであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 制御回路が、スイッチを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の装置。