JPS61186811A - 傾斜角センサ - Google Patents
傾斜角センサInfo
- Publication number
- JPS61186811A JPS61186811A JP2679685A JP2679685A JPS61186811A JP S61186811 A JPS61186811 A JP S61186811A JP 2679685 A JP2679685 A JP 2679685A JP 2679685 A JP2679685 A JP 2679685A JP S61186811 A JPS61186811 A JP S61186811A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- transducer
- drive current
- conversion element
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はクレーン、船体、建築等で広く用いられている
振子式傾斜角センサに関するもので、特に、磁気検出を
応用した方式に関するものである。
振子式傾斜角センサに関するもので、特に、磁気検出を
応用した方式に関するものである。
従来の技術
第３図に従来例の蚤子式傾斜角センサの基本構成要素を
示す。板バネ１にマグネット２を固定し、板バネ１の動
きにマグネット２が即応する。３は磁束密度に感応する
磁電変換素子（ホール素子、磁気抵抗素子等）であり、
電流源６により駆動され、マグットの位置に応じた出力
電圧を得ることができる。磁電変換素子３の出力は増幅
器４で増幅されるが、マグネット、磁電変換素子は各々
温度ドリフトがあり、これを補正するため、サーミスタ
、ダイオード等を用いた温度補償回路５を設けて、温度
変化に応じて増幅器出力を補正する方法がとられている
。
示す。板バネ１にマグネット２を固定し、板バネ１の動
きにマグネット２が即応する。３は磁束密度に感応する
磁電変換素子（ホール素子、磁気抵抗素子等）であり、
電流源６により駆動され、マグットの位置に応じた出力
電圧を得ることができる。磁電変換素子３の出力は増幅
器４で増幅されるが、マグネット、磁電変換素子は各々
温度ドリフトがあり、これを補正するため、サーミスタ
、ダイオード等を用いた温度補償回路５を設けて、温度
変化に応じて増幅器出力を補正する方法がとられている
。
発明が解決しようとする問題点
従来の上記温度補償法の欠点は、マグネット、磁電変換
素子の温度特性と、温度補償用素子（す、−ミスタ、ダ
イオード等）の温度特性とが完全に一致しないため、温
度補償特性が悪い。しかもマグネットや温度補償用素子
は温度特性のバラッキが大ぎく、高精度の特性を要求さ
れる用途では、個々の機器毎に温度補償係数を設定する
ことが必要となり、非常に生産性の悪いものとなる。
素子の温度特性と、温度補償用素子（す、−ミスタ、ダ
イオード等）の温度特性とが完全に一致しないため、温
度補償特性が悪い。しかもマグネットや温度補償用素子
は温度特性のバラッキが大ぎく、高精度の特性を要求さ
れる用途では、個々の機器毎に温度補償係数を設定する
ことが必要となり、非常に生産性の悪いものとなる。
本発明は、従来の欠点を除去し、温度ドリフトが少ない
上に、断線異常を検出できる傾斜角センサを得ることを
目的とする。
上に、断線異常を検出できる傾斜角センサを得ることを
目的とする。
問題を解決するための手段
本発明はこの問題点を解決するために、板バネの先端に
重りとマグネットを設けた振子系と前記マグネットの変
位を電気信号に変換するために固定して取付けられた第
１の磁電変換素子を有する傾斜角センサであって、振子
系に第２の磁電変換素子を固定して設け、前記第２の磁
電変換素子の駆動電流に定電流を供給する定電流源回路
と、前記第２の！ｉ磁電変換素子出力を増幅する増幅回
路と前記第１のｖ！ｉ電変換素子の駆動電流を前記増幅
回路出力により制御する駆動電流制御回路と、前記増幅
回路出力とある基準電圧とを比較する比較回路とを具え
た構成にしたものである。
重りとマグネットを設けた振子系と前記マグネットの変
位を電気信号に変換するために固定して取付けられた第
１の磁電変換素子を有する傾斜角センサであって、振子
系に第２の磁電変換素子を固定して設け、前記第２の磁
電変換素子の駆動電流に定電流を供給する定電流源回路
と、前記第２の！ｉ磁電変換素子出力を増幅する増幅回
路と前記第１のｖ！ｉ電変換素子の駆動電流を前記増幅
回路出力により制御する駆動電流制御回路と、前記増幅
回路出力とある基準電圧とを比較する比較回路とを具え
た構成にしたものである。
作用
振子系に固定して設けた１度補償用の第２の磁電変換素
子の出力により傾斜角測定用の第１の磁電変換素子の駆
動電流をｔ１１制御するので傾斜角センサの温度補償特
性は向上することは勿論、第２の磁電変換素子は振子系
に固定して取付けられるため、リード線で接続される構
造になる可能性が大きいにも拘らず、比較回路によって
、第２の磁電変換素子の出力を監視し、その断線異常を
検出できるものである。
子の出力により傾斜角測定用の第１の磁電変換素子の駆
動電流をｔ１１制御するので傾斜角センサの温度補償特
性は向上することは勿論、第２の磁電変換素子は振子系
に固定して取付けられるため、リード線で接続される構
造になる可能性が大きいにも拘らず、比較回路によって
、第２の磁電変換素子の出力を監視し、その断線異常を
検出できるものである。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例の構成図を示す。
図は本発明の一実施例の構成図を示す。
第１図において、板バネ７にはマグネット８と対向させ
て、第１の磁電変換素子９とは別に、第２の磁電変換素
子１０が固定されている。第２の磁電変換素子１０は定
電流回路１１により駆動電流を供給され、この第２の磁
電変換素子１０の出力は増幅器１２で増幅され、第１の
磁電変換素子９の駆動電流源１３の制御信号として用い
られる。１４は第１の電電変換素子９の出力を増幅する
増幅器、Ｍは重りである。
て、第１の磁電変換素子９とは別に、第２の磁電変換素
子１０が固定されている。第２の磁電変換素子１０は定
電流回路１１により駆動電流を供給され、この第２の磁
電変換素子１０の出力は増幅器１２で増幅され、第１の
磁電変換素子９の駆動電流源１３の制御信号として用い
られる。１４は第１の電電変換素子９の出力を増幅する
増幅器、Ｍは重りである。
いま、温度変化によりマグネット８の磁束密度が低下し
、磁電変換素子出力も低下した場合、第２の１＆電変換
素子１０の出力により増幅器１２を介して、駆動電流源
１３を制御し、第１の磁電変換素子９の駆動電流を増加
させ、結果的に温度に対し安定させている。
、磁電変換素子出力も低下した場合、第２の１＆電変換
素子１０の出力により増幅器１２を介して、駆動電流源
１３を制御し、第１の磁電変換素子９の駆動電流を増加
させ、結果的に温度に対し安定させている。
さらに増幅器１２の出力を基準電圧と比較器１５を通し
て監視しておき、第２の磁電変換素子１０の動作に異常
が発生した場合、比較器１５の出力で異常を検出する。
て監視しておき、第２の磁電変換素子１０の動作に異常
が発生した場合、比較器１５の出力で異常を検出する。
第２図は第１図の実施例の電子回路図を示す。
ここでは、磁電変換素子としてホール効果型素子を用い
ている。１６は傾斜角測定用の第１のホール素子で、第
２図の９に対応し、振子系とは別にマグネットと対向し
て固定されている。１７は温度補償用の第２のホール素
子で、第２図の１０に対応し、振子系に固定して取付け
られたものである。抵抗１８、１９，２０．演算増幅器
２１、トランジスタ２２は、第２のホール素子１７の駆
動電流を定電流化している。
ている。１６は傾斜角測定用の第１のホール素子で、第
２図の９に対応し、振子系とは別にマグネットと対向し
て固定されている。１７は温度補償用の第２のホール素
子で、第２図の１０に対応し、振子系に固定して取付け
られたものである。抵抗１８、１９，２０．演算増幅器
２１、トランジスタ２２は、第２のホール素子１７の駆
動電流を定電流化している。
第２のホール素子１７の出力は、抵抗２３，２４，２５
，２６、演算増幅器２７により増幅され、次段の傾斜角
測定用の第１のホール素子１６の駆動電流源の制ｉ電圧
となっている。演算増幅器２８、抵抗２９、トランジス
タ３０は演算増幅器２７の出力により第１のホール素子
１６の駆動電流を制御する駆動電流源であり、制ｔ［ｌ
＠圧の増減とは逆になるよう駆動電流は制御される。傾
斜角測定用の第１のホール素子１６の出力は抵抗３２．
３３，３４，３５ 、演算増幅器３６によりなる増幅回
路を介して出力される。
，２６、演算増幅器２７により増幅され、次段の傾斜角
測定用の第１のホール素子１６の駆動電流源の制ｉ電圧
となっている。演算増幅器２８、抵抗２９、トランジス
タ３０は演算増幅器２７の出力により第１のホール素子
１６の駆動電流を制御する駆動電流源であり、制ｔ［ｌ
＠圧の増減とは逆になるよう駆動電流は制御される。傾
斜角測定用の第１のホール素子１６の出力は抵抗３２．
３３，３４，３５ 、演算増幅器３６によりなる増幅回
路を介して出力される。
いま、演算増幅器２７の出力をＶｃｃ／２に設定してお
く （Ｖｃ ｃは電流電圧）。傾斜角測定用の第１のホ
ール素子１６に流れる電流Ｉは、抵抗２９の抵抗値をＲ
２５とすれば、Ｉ＝ （Ｖｃ ｃ −Ｖｃ ｃ ／２＞
／Ｒ２９となる。温度変動により、演算増幅器２７の出
力が＋α％変勅すると、駆動電流Ｉは＝α％変動する結
果となる。従って、マグネット８、第１のホール素子１
６が温度によりドリフトした分は、増幅器出力のドリフ
トとなって現われ、駆動電流Ｉは比例して変化し、ホー
ル素子１７．１６は同じ温度特性を有すると考えられる
ため、傾斜角測定用の第１のホール素子１６の出力の温
度ドリフトは駆ｖＪ電流１による補償が可能となる。
く （Ｖｃ ｃは電流電圧）。傾斜角測定用の第１のホ
ール素子１６に流れる電流Ｉは、抵抗２９の抵抗値をＲ
２５とすれば、Ｉ＝ （Ｖｃ ｃ −Ｖｃ ｃ ／２＞
／Ｒ２９となる。温度変動により、演算増幅器２７の出
力が＋α％変勅すると、駆動電流Ｉは＝α％変動する結
果となる。従って、マグネット８、第１のホール素子１
６が温度によりドリフトした分は、増幅器出力のドリフ
トとなって現われ、駆動電流Ｉは比例して変化し、ホー
ル素子１７．１６は同じ温度特性を有すると考えられる
ため、傾斜角測定用の第１のホール素子１６の出力の温
度ドリフトは駆ｖＪ電流１による補償が可能となる。
また、演算増幅器３７、抵抗３８，３９、トランジスタ
４０により比較器が構成され演算増幅器２７の出力の一
部は比較器の演算増幅器３７の一方の入力端に入力され
、トランジスタ４０の出力端は演算増幅器３６の一方の
入力端に接続されている。また、比較器の演算増幅器３
７の他方の入力端には基準電圧が入力される。
４０により比較器が構成され演算増幅器２７の出力の一
部は比較器の演算増幅器３７の一方の入力端に入力され
、トランジスタ４０の出力端は演算増幅器３６の一方の
入力端に接続されている。また、比較器の演算増幅器３
７の他方の入力端には基準電圧が入力される。
いま、第２のホール素子１７と抵抗２４、第２のホール
素子１１とトランジスタ２２、第２のホール素子１７と
ＧＮＤとを接続する線のいずれかが切れた場合、演算増
幅器２７の出力はほぼＯボトルとなる。
素子１１とトランジスタ２２、第２のホール素子１７と
ＧＮＤとを接続する線のいずれかが切れた場合、演算増
幅器２７の出力はほぼＯボトルとなる。
また、第２のホール素子１７と抵抗２３とを接続する線
が切れた場合、抵抗２４に接続されている第２のホール
素子１７の端子の電位抵抗２４と抵抗２６とで分圧した
電位が演算増幅器２７の出力の出力として現われる。い
ま、与えられた条件の下での温度ド＋ｊフトによる演算
増幅器２７の出力変化域での最小値をｖｍ１比較器の演
算増幅器３７の基準電圧入力をＶ１１％第２のホール素
子１７と抵抗２３を接続する線が切れた場合の演算増幅
器２７の出力をＶｃ とする。
が切れた場合、抵抗２４に接続されている第２のホール
素子１７の端子の電位抵抗２４と抵抗２６とで分圧した
電位が演算増幅器２７の出力の出力として現われる。い
ま、与えられた条件の下での温度ド＋ｊフトによる演算
増幅器２７の出力変化域での最小値をｖｍ１比較器の演
算増幅器３７の基準電圧入力をＶ１１％第２のホール素
子１７と抵抗２３を接続する線が切れた場合の演算増幅
器２７の出力をＶｃ とする。
ＶＩＩｌ＞ＶＲ＞ＶＣなる関係が成立するように抵抗２
３、２４．２５．２６の抵抗値を設計すると、正常な状
態では比較器の出力はローレベルであるが、第２のホー
ル素子１７に接続されている線のいずれかが切れると、
比較器の演算増幅器３１の出力は反転してハイレベルに
なる。これによって、断線時にはトランジスタ４０がオ
ン状態になり、演算増幅器３６の出力はＶＣＣに近い値
となるため、出力で異常検出ができる。
３、２４．２５．２６の抵抗値を設計すると、正常な状
態では比較器の出力はローレベルであるが、第２のホー
ル素子１７に接続されている線のいずれかが切れると、
比較器の演算増幅器３１の出力は反転してハイレベルに
なる。これによって、断線時にはトランジスタ４０がオ
ン状態になり、演算増幅器３６の出力はＶＣＣに近い値
となるため、出力で異常検出ができる。
発明の効果
以上本発明によれば、第１のＴｉ磁電変換素子に磁束変
化をもたらすマグネットの温度ドリフトおよび第１の磁
電変換素子の温度ドリフトを同時に第２の磁電変換素子
により検出し、この信号により第１の磁電変換素子の駆
動電流を制御することにより傾斜角センサの温度補償特
性を向上できるとともに、第１の磁電変換素子に磁束変
化をもたらすマグネット自体の温度ドリフトを直接第２
の磁電変換素子により検出するため、マグネットのバラ
ツキを考慮する必要がないものであり、ざらには、第２
の磁電変換素子は振子系に固定して取り付けられるため
、増幅器、電流源などの回路基板とは別体となり、リー
ド線で接続される構造になる可能性が大きいにも拘らず
、比較回路によって、その断線異常を検出する機能は高
められ、工業上極めて有効なものとなる。
化をもたらすマグネットの温度ドリフトおよび第１の磁
電変換素子の温度ドリフトを同時に第２の磁電変換素子
により検出し、この信号により第１の磁電変換素子の駆
動電流を制御することにより傾斜角センサの温度補償特
性を向上できるとともに、第１の磁電変換素子に磁束変
化をもたらすマグネット自体の温度ドリフトを直接第２
の磁電変換素子により検出するため、マグネットのバラ
ツキを考慮する必要がないものであり、ざらには、第２
の磁電変換素子は振子系に固定して取り付けられるため
、増幅器、電流源などの回路基板とは別体となり、リー
ド線で接続される構造になる可能性が大きいにも拘らず
、比較回路によって、その断線異常を検出する機能は高
められ、工業上極めて有効なものとなる。
第１図は本発明の一実施例を示す温度補償型傾斜角セン
サの構成図、第２図は第１°図の実施例における電子回
路図、第３図は従来の傾斜角センサの構成図である。 ７・・・板バネ、８・・・マグネット、９．１６・・・
第１の磁電変換素子、１０．１７・・・第２の磁電変換
素子、１１・・・定電流源回路、１３・・・駆ｖＪ電流
源、１５・・・比較器、代理人 森 本 義
弘 第１図 π・・−￥■１＆電ｆ１Ｍ、） ／’／−−−吏す 第３図
サの構成図、第２図は第１°図の実施例における電子回
路図、第３図は従来の傾斜角センサの構成図である。 ７・・・板バネ、８・・・マグネット、９．１６・・・
第１の磁電変換素子、１０．１７・・・第２の磁電変換
素子、１１・・・定電流源回路、１３・・・駆ｖＪ電流
源、１５・・・比較器、代理人 森 本 義
弘 第１図 π・・−￥■１＆電ｆ１Ｍ、） ／’／−−−吏す 第３図
Claims (1)
- １、板バネの先端に重りとマグネットを設けた振子系と
前記マグネットの変位を電気信号に変換するために固定
して取付けられた第１の磁電変換素子を有する傾斜角セ
ンサであって、振子系に第２の磁電変換素子を固定して
設け、前記第２の磁電変換素子の駆動電流に定電流を供
給する定電流源回路と、前記第２の磁電変換素子の出力
を増幅する増幅回路と前記第１の磁電変換素子の駆動電
流を前記増幅回路出力により制御する駆動電流制御回路
と、前記増幅回路出力とある基準電圧とを比較する比較
回路とを具えた傾斜角センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2679685A JPS61186811A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 傾斜角センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2679685A JPS61186811A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 傾斜角センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186811A true JPS61186811A (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=12203280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2679685A Pending JPS61186811A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 傾斜角センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186811A (ja) |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP2679685A patent/JPS61186811A/ja active Pending
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