JPS6212867A - サ−ボ加速度計 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は航空機、自動車、クルージングミナイル等の慣
性航法装置に用いられるサーボ加速度計に関し、特に微
少な加速度を高精度に計測することのできるサーボ加速
度計に関するものである。

（従来の技術） 従来よシ慣性航法装置には例えば航空機の上昇の際の加
速度を高い精度でしかも安定的に計測することのできる
サーボ加速度計が用いられている。

一般にサーボ加速度計は振り子、振り子変位検出器、サ
ーボアンプ、トルカコイル等で構成されている。加速度
が加わると振り子の質量が慣性で逆向きに加速度に比例
した力で動こうとする。この動きを変位検出器で電気信
号に変え振り子を元の位置に戻すようにサーボアンプか
ら振り子に付設されているトルカコイルに電流を流し、
振夛子にかかる力とバランスさせている。そして加速度
に比例した電流を例えば読み取り抵抗を介して電圧匝と
して読み取り、これにより加速度を計測している。

又加速度計における振夛子は多くの場合板ばね先端が外
枠に固定するように支持されている。

このように従来の加速度計は掘り子の直接変位を読み取
る代わりにコイルに流れる電流に比例した力を利用し、
蛋り子を常に元の位置に戻すようにしていた。この為撮
り子の実際の振れ角は非常に小さく、板ばねの非線形性
は無視することができ安定性良く高い精度で加速度を計
測することができた。

しかしながら従来の方法で微少な加速度を計測するには
ばね定数の小さな板ばねを用いなくてはならなかつ九。

この為板ばねは岡１１性不足となりコイルやそのペース
等を支持するのが難しくなりこの結果従来の加速度計で
は検出可能な加速度の大きさが限定されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は微少な加速度を高精度にしかも安定的に計測す
ることのできる耐久性の高いサーボ加速肛計の提供を目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 振り子と振り子駆動手段とを有し、前記振り子駆動手段
により前記振り子の加速度による振れ角を所定位置に戻
す際に加える力を利用することにより加速度を計測する
サーボ加速度計において、前記振り子を一定振動数で振
動させたことである。

この他本発明の特徴は実施列において記載されている。

１実施例） ８ｇ１図は本発明の一実施例の概略図である。

同図においてｌは剛性の高い外枠、１２は剛性の高い棒
材で一方は外枠ｌに軸受構造に、列えはピボット軸受に
軸支され、他方はコイル３に固定されている。コイ／Ｉ
／３はペース４に固着されており又不図示の電源より交
流電流が供給されている。コイル３、ペース４は共に磁
路板７とマグネット９ｍ　、　９ｂにより挾まれるよう
に配置されている。コイル３及びペース４は重９も兼ね
ておりコイル３、ペース４そして棒材１２は振り子の一
部を構成している。

磁路板７は外枠ＩＫ固定されており、マグネツ）　９ａ
　、　９ｂは外枠ｌに同定されている磁路背板８に固定
されている。以上の構成よりマグネツ）　９ｍからの磁
束を同図の符番より表わすと（ＪＢ　−＋　３＠　→７
　→３１）　→９ｂ−＋　９−＋　９１　　のように閉
ループを作る。コイル３に電流を流すと７レミ／グの法
則よす最り子を矢印ｌＯ方向へ動かすことができる。

ペース４にはスリット４１Ｌが設けられてオリ、スリン
）　４ａの上方には赤外ＬＥＤ等の投光器５がスリン）
　４ｍの下方にはＰＳＤ等の変位測定器６が配置されて
いる。これにより加速度によって生じる振り子の撮れ角
を計測するようにしている。

本実施列ではコイル３とペース４を支持する際に剛性の
高い棒材１２を用いかつ棒材１２の支持部をピボット軸
受１３とすることにより振り子の剛性を高めると共に耐
久性の向上を図っている。

そしてコイル３に不図示の電源から交番電流を供給し、
振り子を常に振動させておくことにより、軸受部に生じ
る静止摩擦力を除去し、微少な加速度でめっても振り子
が振れるようにしている。第２図に参考の為に本実施例
における加速度とコイル電流の変化との関係図を示す。

第３図は第１図に示すサーボ加速度計を例えば自動車等
の被測定物１１に取り付けたときの説明図である。サー
ボ加速度計の取り付は方向は被測定物の加速度の方向が
第１図に示す矢印１０と一致するようにしている。ここ
で被測定物１１が加速するとコイル３及びペース４を有
する振り子が振れる。このときの振れ量をスリット　ロ
と投光器５、変位測定器６を利用して検出し、振快子が
元の位ｆｔＫ復帰するように、即ち振れ量が０となるよ
うにコイル３に電流を流している。

このときの電流値は人力加速度に比例しているのでこの
ときの電流値を読み取ることにより被測定物１１の加速
度？計測している。

第４図は本実施例における加速度計測の動作原理のブロ
ックの説明図である。図において振り子に加速度が加わ
ヤ振れるとその振れ量を変位検出器により検出する。増
幅器には変位検出器からの信号及び発振器ＯＳＣからの
信号が入力し増幅されコイルに、′ｒＩＬ流を流す（ト
ルカ）ことで振り子を元に戻すと共に振り子に高周波振
動を与えている。

コイルに流した電流は第２図で示したように高周波成分
が乗っているためＬｏｗ　Ｐａ５ｓ　Ｆｉｌｔｅｒ（Ｌ
ＰＦ　）によりこの高周波分をカットして出力とする。

第１因に示す実施列では振り子の制御用のコイルを用い
て振９子を一定振動数で振動させて軸受の静止摩擦力を
除去する方法を示したが本発明においては第５図に示す
ようにピボット軸受側面に圧電部材１４を設け、矢印１
５方向に振動させて静止摩擦力を除去するようにしても
良い。

これによれば振り子を元の位置に戻す駆動装置と振動装
置が別になる為振り子の制御が容易になる。

（発明の効果） 本発明によれば撮り子の支持部を軸受構造とし、更に撮
す子を常に一定振動数で振動させることにより、微少な
加速度を高精度にしかも安定的に計測することのできる
耐久性の高いサーボ加速度計を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施列の概略図、第２図は第１図の
サーボ加速度計における加速度とコイル電流との関係を
示す説明図、第３図は第１図のサーボ加速度計を被測定
物に取り付けたときの説明図、第４図は加速度計測の動
作原理の説明図、第５図は本発明の他の実施列の概略図
である。図中、１２は棒材、３はコイル、４はベース、
５は投光器、６は変位測定器、７は磁路板、９ａ　、　
９ｂはマグネット、１３はピボット軸受、１４は圧電部
材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）振り子と振り子駆動手段とを有し、前記振り子駆
   動手段により前記振り子の加速度による振れ角を所定位
   置に戻す際に加える力を利用することにより加速度を計
   測するサーボ加速度計において、前記振り子の支持部を
   軸受構造にすると共に前記振り子を一定振動数で振動さ
   せたことを特徴とするサーボ加速度計。