JPS6026164B2 - 傾動検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、頚動検出装置に関し、より詳しくは、電解
液の成極を防止するための成極防止回路を具えた鏡勤検
出装置に関する。

現在係属中の米国特許魔達番５２４５９４号（米国特許
第４０２８８１５号明細書）には、温度補償用の補助電
極を付加したトロィド型加速度計即ち懐動検出装置が記
載されている。

その補助電極は、常時電解液中に完全に浸せきされるよ
うに懐動検出装置中に配装されているとともに、基準軸
のまわりの回動あるいは煩動を検出した増幅器の出力に
電気的に結合されている。この補助電極を組込まない時
は、増幅器の出力は電解液の温度関連特性に依存したも
のになる。

固定抵抗の代りに補助電極を用いると増幅器回路に存在
している温度依存パラメータを消去する効果をもつ温度
依存パラメータが増幅器回路に導入される。この種の煩
勤倹出装置には次のような欠点がある。

即ち増幅器およびその出力によって生成した直流電圧則
ち定常電圧は補助電極に結合され、従って電解流にも結
合される。直流電圧が相当のレベル、標準的には数１０
比ｈＶ以上のレベルに到達すると電解液の成極が開始さ
れる。電解液の成極が継続すると煩勤検出装置は短期間
の内に使用できなくなる。上述の米国特許願においては
電解液の成極を防止するためにポテンショメータを絶入
ぇて増幅器の直流出力を除去するようにしているが、こ
のような構成の装置は時間や温度ならびに内部の電極の
間のインピーダンスの変化に感知し易くなる。

本発明による煩動検出装置は、電解液の内部に部分的に
浸せきされ増幅器に結合されている複数の電極を収容し
たハウジングと、電解液の成極防止回路とを具えている
。加速度計が基準軸のまわりに回動あるいは煩動すると
、その内部の電解液が移動し、電極相互の間のインピー
ダンスを変化させる。

増幅器は、インピーダンスの変化によって入力電圧が零
から偏向したのに応答して出力信号を発生させる。電解
液の成極防止回路は、増幅器の出力に生じた直流電圧を
検出し、それに応答して、増幅器の入力に結合される信
号を、直流電圧が実際上除かれるまで発生させる。成極
防止回路は、増幅器の煩動信号に影響しないように構成
されている。本発明による懐動検出装置においては、交
流電源の電圧を正確に電極に結合させるためのソリツド
ステート回路が従来技術の変圧器の代り‘こ用いられて
いる。第１図は米国特許願運番５２４５９４号に記載し
たようなトロィド形の加速度計貝０ち懐動検出装置を示
している。

通常の直立位置において示した円筒形のハウジング１１
にはしベル１３まで電解液１２が満たされている。ハウ
ジング１１の外周部の内面には２個の円弧状の電極１４
，１５が相互に対向するように固着されている。別の円
弧状の補助電極１６は電極１４，１５の下端部の中間に
おいてハウジング１１の外周部の内面に固着されている
。ハウジング１１の内周部の内面には共通電極１７が電
極１４，１５および補助電極１６から等しい距離におい
て固着されている。鎖線で表わした抵抗２１，２２，２
３は電極１４，１５および補助電極１６と共通電極１７
との間の電解液１２のインピーダンスを表わしている。
変圧器２５の１次側に接続した交流電源２４は接地され
た中心タップを有する変圧器２５の２次側により電極１
４，１５に接続されている。増幅器２６の反転入力は共
通電極１７に、また出力は補助電極１６にそれぞれ接続
されている。このようなトロィド型加速度計の作用は上
述の米国特許顔連番５２４５９４号に詳しく説明されて
いる通りである。

変圧器２５の２次側を横切って発生して電極１４，１５
に供給される電圧は増幅器により測定する。加速度計が
通常位置にある時は抵抗２１，２２は相等しく、即ち電
極１４と共通電極１７との間のインピーダンスは電極１
５と共通電極１７との間のインピーダンスに等しい。こ
れら２つのインピーダンスが相等しい間は増幅器２６に
よりモニ夕される共通電極１７の電圧は零になっている
。

加速度計が基準軸２７の周りに時計方向に傾斜あるいは
回動すると、電解液１２中に浸せきしている電極１５の
部分の割合が増加し、電解液１２中に浸せきしている電
極１４の部分はそれに対応して減少する。そのため共通
電極１７の電位は零から偏向し、増幅器２６に出力を生
成する。同様に加速度計が基準軸２７の周りに反時計方
向に傾斜あるいは回動すると共通電極ＩＴの電位は上記
とは逆の方向に偏向する。補助電極１６は、増幅器２６
の出力に電気的に接続されていて、加速度計を温度に関
して補償するようになっている。

増幅器２６の増幅方程式にインピーダンス２３を組込む
と、上述の米国特許願運番５２４５９４号に記載したよ
うにして、電解液１２に温度依存する第２のパラメータ
が増幅方程式に導入され、インピーダンス２１，２２に
よって表わされる増幅方程式の電解液に対する温度効果
が消去される。しかし補助電極１６を設けると電解液１
２は上記米国特許願に説明されているように増幅器２６
によって生ずる直流定常電位とそれに基ずく成極作用と
を受けるようになる。第２図は電解液の成極作用を防止
するための本発明による回路３０を示している。

電極１４，１５、補助電極１６、共通電極１７およびそ
れらの間のインピーダンス２１，２２，２３は第１図に
示したように増幅器２６に接続されている。その他に抵
抗３１は増幅器２６の出力と反転入力との間に接続され
ている。抵抗３３は接地個所と増幅器３２の非反転入力
との間に接続されている。好ましくは成極作用を受けな
いコンデンサ３４は増幅器３２の反転入力と出力との間
に接続されており、抵抗３５は増幅器３２の出力と、抵
抗３６と増幅器２６の非反転入力との間に接続されてい
る。増幅器３２は抵抗３１およびコンデンサ３４ととも
に、増幅器２６の直流出力をすべて積分する積分回路３
７を形成している。

増幅器３２の出力にはそのような直流出力に応答して信
号が生じ、その信号は抵抗３５，３６から成る抵抗分圧
回路を経て増幅器２６の非反転入力に供給される。この
ように増幅器３２の出力信号が増幅器２６の非反転入力
に供給されると増幅器２６の出力は直流奪ボルトの方向
に付勢される。そのため増幅器３２からの出力は直流零
ボルトに到達するまで増幅器２６を付勢し続ける。積分
回路３７のＲＣ時定数（抵抗３１の抵抗とコンデンサ３
４のキャパシタンスとの値）は、基準軸２７の周りの加
速度計の煩動を表わす増幅器２６の出力信号の周波数の
周期に対して著しく大きな値に設定されている。

たとえば交流電源２４の周波数が約５．０ＫＨＺである
時は抵抗３１と抵抗とコンデンサ３４のキャパシタンス
の標準値はそれぞれ１ぴ○、２．２仏Ｆである。このよ
うな値に設定すると増幅器２６の直流電圧利得が零に近
付く間に、上記の電極１４−１７の間のインピーダンス
によって増幅器２６の交流電圧利得が確立される。第３
図は本発明によるトロィド型加速度計の全体的な構成を
示している。

第３図においては上記米国特許願に使用されている変圧
器２５の代りにソリッドステート回路４１が組込まれて
いる。交流電源２４は入力端子Ｅ，Ｎと接地部との間に
結合されている。抵抗４２は入力端子ＥＩＮと増幅器４
３の非反転入力との間に、また第２の抵抗４４は増幅器
４３の出力と反転入力との間に接続されている。抵抗４
５は増幅器４３の出力と、増幅器４６の反転入力と抵抗
４７との接合点との間に接続されている。抵抗４７の残
余の導線は増幅器４６の出力に接続され、増幅器４６の
非反転入力は抵抗４８を経て接地されている。増幅器４
３の出力は電極５１に、また増幅器４６の出力は電極５
２にそれぞれ接続されている。第３図に示したハウジン
グ５３は、共通電極５４が外周部に固着され、電極５１
，５２および補助電極５３が内周部の内面に固着されて
いる点において、第１図に示したハウジング１１と相違
している。

しかしハウジング１１，５４は作用上は同等である。ま
たハウジング１１または５３の形状を更に変更しても同
様の作用が得られる。増幅器４３，４６は利得を正確に
調節した１対の精密増幅器である。増幅器４３の反転入
力はそれ自身の出力のみに抵抗４４を経て接続されてい
るから、当業者にとって周知のように、その利得は十１
に等しい。また抵抗４５，４７の抵抗値を相等しくする
と増幅器４６の利得は−１に等しくなる。このように構
成すると増幅器４３の出力の電位と増幅器４６の出力の
電位との中間の電位は確実に雫電位則ち地電位に保たれ
る。従って電極５１と共通電極５４の間および電極５２
と共通電極５４との間のそれぞれのインピーダンスが相
等しければ電極５４は零電位になる。このような回路に
すると装置全体を通じて共通の１つの接地個所を用いる
ことが可能になる。以上に説明したように、ハウジング
内の電解液の成極を防止するための回路を組入れた温度
補償されたトロィド型の加速度計が本発明によって提供
される。この成極防止回路は加速度計からの煩勤信号に
はほとんど影響しないし、時間や温度あるいはハウジン
グ中の電極のィンピ−ダンスにほとんど感知しない。ま
た加速度計の電極に交流電源を結合させるためのソリッ
ドステート回路によって装置全体のコスト、容積および
重量を軽減させることができる。以上に本発明の好適な
実施例について説明したが、本発明はこの特定の実施例
のみには限定されず、本発明の範囲内でいろいろと細部
の設計を変更して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の技術による煩動検出装置の概略的な全体
図、第２図は煩動検出装置の電解液の成極を防止するた
めの本発明による成極防止回路の回路図、第３図は本発
明による煩動検出装置の概略的な全体図である。 図中１２は電解液、２６，４３，４６は増幅器、５１，
５２，５３，５４，５５は電極、３７は積分回路である
。 ＦＩＧ．１． ＦＩＧ．２． の ○ い

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基準軸を中心にほぼ環状の対称形の内部構造を有す
   る非導電材料製のハウジングと、相互に対向して位置す
   るように該ハウジング中に固着した円弧状の第１および
   第２の電極と、該第１および第２の電極の両端部の間に
   位置するように該ハウジング中に固着した円弧状の第３
   の電極と、該第１、第２および第３の電極からその対応
   部分が等距離にあるように該ハウジング中に固着した第
   ４の電極と、該第１および第２の電極は部分的に、第３
   の電極は完全に、また少くとも該第３の電極に対応する
   該第４の電極の部分は完全にそれぞれ浸漬させるように
   該ハウジング中に収容されたインピーダンス特性を有す
   る電解液と、交流電源と、該第１および第２の電極にそ
   れぞれ結合された第１および第２の出力を有し、該交流
   電源に接続され、該交流電源に関する利得が大きさ等し
   く且つ符号が逆になるようにした第１および第２の増幅
   器と、該第３および第４の電極に接続され、該基準軸の
   周りの該ハウジングの傾動を表わす出力信号を供給する
   ようにした第３の増幅器と、該第３の増幅器によつて生
   ずる直流電圧を検出するために該第３の増幅器の出力と
   入力との間に接続されていて、該直流電圧に応答して、
   該第３の増幅器の入力に供給される補償信号を該直流電
   圧が実質的に除かれるまで供給するための積分回路を具
   え、該ハウジングの傾動を表わす出力信号には影響する
   ことなく該電解液の成極を防止するようにした成極防止
   回路。 とを有する傾動検出装置。