JPS637849Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS637849Y2 JPS637849Y2 JP18726881U JP18726881U JPS637849Y2 JP S637849 Y2 JPS637849 Y2 JP S637849Y2 JP 18726881 U JP18726881 U JP 18726881U JP 18726881 U JP18726881 U JP 18726881U JP S637849 Y2 JPS637849 Y2 JP S637849Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- rotating disk
- rotation
- reference point
- magnetic material
- Prior art date
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はセオドライト等の測角装置における検
出部の改良に関するものである。
出部の改良に関するものである。
従来、目盛盤を使用しない測角装置の例として
は、U.S.ARMY ENGINEER
TOPOGRAPHIC LABORATORIESのレポー
ト：Report ETL−TR−72−１〔W.W.
Seemuller：An Electronic Angle−measuring
Device（1972.1）で報告されているものがある。
この装置の概略を第１図に示す。第１図におい
て、測定角は基準点１と可回転アーム２のなす角
A′である。また円板３は、その１ケ所にスロツ
ト４を有し、基板１０にとりつけられたモータ５
により定速回転している。基準点１及び可回転ア
ーム２の端部には光源１１及び光電変換素子１２
よりなる光電検出部が設けられており、スロツト
４が通過する時にパルス信号を発生する。
は、U.S.ARMY ENGINEER
TOPOGRAPHIC LABORATORIESのレポー
ト：Report ETL−TR−72−１〔W.W.
Seemuller：An Electronic Angle−measuring
Device（1972.1）で報告されているものがある。
この装置の概略を第１図に示す。第１図におい
て、測定角は基準点１と可回転アーム２のなす角
A′である。また円板３は、その１ケ所にスロツ
ト４を有し、基板１０にとりつけられたモータ５
により定速回転している。基準点１及び可回転ア
ーム２の端部には光源１１及び光電変換素子１２
よりなる光電検出部が設けられており、スロツト
４が通過する時にパルス信号を発生する。
まずスロツト４が基準点１を通過したとき、１
周用カウンタ６及び測定角用カウンタ７が発振器
８からのパルスのカウントを開始する。スロツト
４がA′だけ回転して可回転アーム２を通過した
時に測定角用カウンタ７が発振器８よりのパルス
入力を止め、更にスロツト４が１回転して基準点
１を通過した時に１周用カウンタ６を止める。こ
の時測定角A′は A′＝360゜×測定角用カウンタのカウント数／１周用
カウンタのカウント数 で求められる。９はその演算回路である。
周用カウンタ６及び測定角用カウンタ７が発振器
８からのパルスのカウントを開始する。スロツト
４がA′だけ回転して可回転アーム２を通過した
時に測定角用カウンタ７が発振器８よりのパルス
入力を止め、更にスロツト４が１回転して基準点
１を通過した時に１周用カウンタ６を止める。こ
の時測定角A′は A′＝360゜×測定角用カウンタのカウント数／１周用
カウンタのカウント数 で求められる。９はその演算回路である。
また同レポート：Report ETL−TR−72−１
においては、円板３の回転中心と可回転アーム２
の回転中心とが一致しないことによる測角誤差
（以後この誤差を偏芯誤差と呼ぶ。）等についても
検討されており、その補正法として、いわゆる
180゜対向読みの構成についても示されている。し
かし、同レポートは、スロツト４が及ぼす測定精
度への影響については考察しておらず、またその
対索もなされていない。
においては、円板３の回転中心と可回転アーム２
の回転中心とが一致しないことによる測角誤差
（以後この誤差を偏芯誤差と呼ぶ。）等についても
検討されており、その補正法として、いわゆる
180゜対向読みの構成についても示されている。し
かし、同レポートは、スロツト４が及ぼす測定精
度への影響については考察しておらず、またその
対索もなされていない。
第２図においてスロツト４は、そのエツジ部２
１が所要の精度で直線状に、かつその直線エツジ
の方向は円板３の回転中心に向いていなければな
らない。もしこれらの条件が満たされていない場
合には、円板３の回転中心と可回転アーム２の回
転中心の不一致（偏芯）により、第２図に示すよ
うにある角度測定の場合の検出位置Ｄと違う角度
測定の場合の検出位置Ｄとが回転方向に対して△
だけずれることになる。この△は結果として、 360゜×△／検出位置における円周長さの誤差を生 じることになる。例えば、検出位置の半径Ｒ＝30
mm，△＝0.01mmの場合には約69″の誤差と非常に
大きな値となり、この点末考察であつた前記レポ
ートに述べられた測角装置は実用的ではない。
１が所要の精度で直線状に、かつその直線エツジ
の方向は円板３の回転中心に向いていなければな
らない。もしこれらの条件が満たされていない場
合には、円板３の回転中心と可回転アーム２の回
転中心の不一致（偏芯）により、第２図に示すよ
うにある角度測定の場合の検出位置Ｄと違う角度
測定の場合の検出位置Ｄとが回転方向に対して△
だけずれることになる。この△は結果として、 360゜×△／検出位置における円周長さの誤差を生 じることになる。例えば、検出位置の半径Ｒ＝30
mm，△＝0.01mmの場合には約69″の誤差と非常に
大きな値となり、この点末考察であつた前記レポ
ートに述べられた測角装置は実用的ではない。
本考案の第１の目的は、スロツト４が及ぼす測
定精度の低下を防ぎ、より正確な測角装置提供す
ることにある。
定精度の低下を防ぎ、より正確な測角装置提供す
ることにある。
また同レポートでは検出部に光電検出部が使用
されている。一般に測量機械は野外で使用される
ので、バツテリーで駆動される場合がほとんどで
あり、その場合消費電力をいかに抑えるかが問題
になる。同レポートに示されている光電検出部の
光源（２〜３個）は、上記の点で無視できない電
流を必要とする。本考案の第２の目的は、検出部
に必要な電流を抑え、少しでも消費電力を抑える
ことにある。
されている。一般に測量機械は野外で使用される
ので、バツテリーで駆動される場合がほとんどで
あり、その場合消費電力をいかに抑えるかが問題
になる。同レポートに示されている光電検出部の
光源（２〜３個）は、上記の点で無視できない電
流を必要とする。本考案の第２の目的は、検出部
に必要な電流を抑え、少しでも消費電力を抑える
ことにある。
以下本考案の一実施例について詳細に説明す
る。第３図(1)は本考案の構成の一実施例を示した
ものである。円板３はモータ５により定速回転す
るように制御される。検出素子３１，３２，３
２′，３３及び３３′は磁電変換素子例えばホール
素子であり、円板３に取付けられた磁性体例えば
永久磁石３４の磁界を検知する。永久磁石３４
は、第３図(2)に示すように、そのエツジ部３５が
直線状になるように加工され、かつその方向が円
板３の回転中心に向くよう設置されている。前述
の光源及び光電変換素子から成る光電検出部に比
べ、ホール素子を動作させるには数mAの電流で
よく、検出部で消費される電力は大幅に減少され
る。また永久磁石３４のエツジ部３５を所要精度
の直線状にし、かつその方向を円板３の回転中心
に向けることにより、前記レポート：Report
ETL−TR−72−１に残つていたスロツト４によ
る測定誤差を抑えることができる。
る。第３図(1)は本考案の構成の一実施例を示した
ものである。円板３はモータ５により定速回転す
るように制御される。検出素子３１，３２，３
２′，３３及び３３′は磁電変換素子例えばホール
素子であり、円板３に取付けられた磁性体例えば
永久磁石３４の磁界を検知する。永久磁石３４
は、第３図(2)に示すように、そのエツジ部３５が
直線状になるように加工され、かつその方向が円
板３の回転中心に向くよう設置されている。前述
の光源及び光電変換素子から成る光電検出部に比
べ、ホール素子を動作させるには数mAの電流で
よく、検出部で消費される電力は大幅に減少され
る。また永久磁石３４のエツジ部３５を所要精度
の直線状にし、かつその方向を円板３の回転中心
に向けることにより、前記レポート：Report
ETL−TR−72−１に残つていたスロツト４によ
る測定誤差を抑えることができる。
ホール素子３１は基板１０に固定されており、
前記レポートにおける基準点１の役割を果たす。
ホール素子３２，３２′及び３３，３３′は、可回
転アーム２において、その回転中心に対し180゜対
向の位置に設置されており、いわゆる180゜対向読
みの構成になつている。第３図(1)の構成で明らか
なように、ホール素子３１と、ホール素子３２，
３２′及び３，３３′とは半径位置が異るように構
成してあるので、可回転アーム２の360゜以上の回
転に対しても何等支障はない。
前記レポートにおける基準点１の役割を果たす。
ホール素子３２，３２′及び３３，３３′は、可回
転アーム２において、その回転中心に対し180゜対
向の位置に設置されており、いわゆる180゜対向読
みの構成になつている。第３図(1)の構成で明らか
なように、ホール素子３１と、ホール素子３２，
３２′及び３，３３′とは半径位置が異るように構
成してあるので、可回転アーム２の360゜以上の回
転に対しても何等支障はない。
次にホール素子３２，３２′及び３３，３３′は
例えば松下電子工業：DN835のようなリニアタ
イプを使用する。これは第４図(2)に示すように、
横軸：磁束密度の変比と、縦軸：出力電圧がリニ
アに変化するものである。ホール素子３２，３
２′（及び３３，３３′）を第４図(1)に示す方向に
設置すると、ホール素子３２，３２′（及び３３，
３３′）の各組はちようど第４図(2)に示した出力
O32，O32′（及びO33，O33′）を出力する。これら
の出力を各々コンパレータ回路に入力して出力
O32とO32′のクロス点（及び出力O33とO33′のクロ
ス点）を検出するが、この検出信号は次のような
特徴を有している。
例えば松下電子工業：DN835のようなリニアタ
イプを使用する。これは第４図(2)に示すように、
横軸：磁束密度の変比と、縦軸：出力電圧がリニ
アに変化するものである。ホール素子３２，３
２′（及び３３，３３′）を第４図(1)に示す方向に
設置すると、ホール素子３２，３２′（及び３３，
３３′）の各組はちようど第４図(2)に示した出力
O32，O32′（及びO33，O33′）を出力する。これら
の出力を各々コンパレータ回路に入力して出力
O32とO32′のクロス点（及び出力O33とO33′のクロ
ス点）を検出するが、この検出信号は次のような
特徴を有している。
第３図(1)において円板３は、モータシヤフトに
正確に垂直に取付けられるのが理想であるが、現
実に工業製品を考慮した場合には困難が伴なう。
理想的に垂直に取付けられていない場合には、円
板３は回転運動しながら、回転軸方向への上下運
動も伴う。これでは、ホール素子が１個の場合、
ホール素子〜永久磁石間距離が変化することによ
り、種々の測定角に対する出力OMは、第５図(1)
に示すように、理想的に垂直に取付けられた場合
の出力OIに比べて誤差△を生じる。なお第５図
(1)及び第５図(2)において横軸は円板の回転移動量
（或いは時間）、縦軸は出力電圧である。Vthは波
形整形のためのスレツシヨルドレベルを示す。
正確に垂直に取付けられるのが理想であるが、現
実に工業製品を考慮した場合には困難が伴なう。
理想的に垂直に取付けられていない場合には、円
板３は回転運動しながら、回転軸方向への上下運
動も伴う。これでは、ホール素子が１個の場合、
ホール素子〜永久磁石間距離が変化することによ
り、種々の測定角に対する出力OMは、第５図(1)
に示すように、理想的に垂直に取付けられた場合
の出力OIに比べて誤差△を生じる。なお第５図
(1)及び第５図(2)において横軸は円板の回転移動量
（或いは時間）、縦軸は出力電圧である。Vthは波
形整形のためのスレツシヨルドレベルを示す。
本考案による構成によれば、検出部は永久磁石
をはさんで２個のホール素子が設置されており、
円板３が、その回転軸方向への動きを伴つても、
その動きは１方のホール素子（例えば第４図(1)に
おけるホール素子３２）には近づき、他方のホー
ル素子（例えば第４図(1)におけるホール素子３
２′）には遠ざかるように差動的に動く。すなわ
ち第５図(2)に示すように、出力のリニア関係が成
立する範囲では、出力O32，O32′は等量だけ逆方
向に動き、そのクロス点の位置は変化せず、従つ
て円板３がその回転軸方向に動きながら回転して
も、正確な検出をすることができる。クロス点に
おいて出力がHigh→Low或いはLow→Highに変
化する信号を得るために、出力O32，O32′（及び
O33，O33′）を各々コンパレータ回路に入力する。
そのあとの電気的処理については、前記レポー
ト：Report ETL−TR−72−１内でも述べられ
ており公知の技術である。
をはさんで２個のホール素子が設置されており、
円板３が、その回転軸方向への動きを伴つても、
その動きは１方のホール素子（例えば第４図(1)に
おけるホール素子３２）には近づき、他方のホー
ル素子（例えば第４図(1)におけるホール素子３
２′）には遠ざかるように差動的に動く。すなわ
ち第５図(2)に示すように、出力のリニア関係が成
立する範囲では、出力O32，O32′は等量だけ逆方
向に動き、そのクロス点の位置は変化せず、従つ
て円板３がその回転軸方向に動きながら回転して
も、正確な検出をすることができる。クロス点に
おいて出力がHigh→Low或いはLow→Highに変
化する信号を得るために、出力O32，O32′（及び
O33，O33′）を各々コンパレータ回路に入力する。
そのあとの電気的処理については、前記レポー
ト：Report ETL−TR−72−１内でも述べられ
ており公知の技術である。
以上のように本考案装置によれば、前記レポー
ト：Report ETL−TR−72−１において述べら
れた測角装置において未考察であつた、スロツト
が及ぼす精度低下を防ぐことができ、かつ円板
の、回転軸方向の動きに対しても精度を保つこと
ができる。また検出部に磁電変換素子を使用する
ことにより、検出部における消費電力も大幅に減
少させることができ、より実用的な測角装置を提
供し得る。
ト：Report ETL−TR−72−１において述べら
れた測角装置において未考察であつた、スロツト
が及ぼす精度低下を防ぐことができ、かつ円板
の、回転軸方向の動きに対しても精度を保つこと
ができる。また検出部に磁電変換素子を使用する
ことにより、検出部における消費電力も大幅に減
少させることができ、より実用的な測角装置を提
供し得る。
第１図レポート：Report ETL−TR−72−１
で報告されている測角装置の概略を示す図、第２
図は円板のスロツトを示す図、第３図(1)は本考案
装置の一実施例を示す図、第３図(2)は本考案装置
の磁性体の配置を示す図、第４図(1)はホール素子
及び磁性体の配置を示す図、第４図(2)はホール素
子の出力特性を示す図、第５図(1)はホール素子１
個で検出した場合の出力の示す図、第５図(2)はホ
ール素子を２個にして差動形式にした場合を示す
図。 １：基準点、２：可回転アーム、３：円板、
４：スロツト、５：モータ、６：１周用カウン
タ、７：測定角用カウンタ、８：発振器、９：演
算回路、１０：基板、１１：光源、１２：光電変
換素子、３１，３２，３２′，３３，３３′：ホー
ル素子、３４：磁性体、３５：磁性体のエツジ
部。
で報告されている測角装置の概略を示す図、第２
図は円板のスロツトを示す図、第３図(1)は本考案
装置の一実施例を示す図、第３図(2)は本考案装置
の磁性体の配置を示す図、第４図(1)はホール素子
及び磁性体の配置を示す図、第４図(2)はホール素
子の出力特性を示す図、第５図(1)はホール素子１
個で検出した場合の出力の示す図、第５図(2)はホ
ール素子を２個にして差動形式にした場合を示す
図。 １：基準点、２：可回転アーム、３：円板、
４：スロツト、５：モータ、６：１周用カウン
タ、７：測定角用カウンタ、８：発振器、９：演
算回路、１０：基板、１１：光源、１２：光電変
換素子、３１，３２，３２′，３３，３３′：ホー
ル素子、３４：磁性体、３５：磁性体のエツジ
部。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 等速回転円板があり、その回転中心のまわり
の円周上の、ある固定された基準点と、その周
上を回転しうる可回転アームに設けられた測定
点とのなす角を、 360゜×基準点から測定点まで等速回転板が回転す
るのに要する時間／等束回転円板が１回転するのに要す
る時間 で求める測角装置において、 等速回転円板に設けられた磁性体と、 基準点検出用磁電変換素子との測定点検出のた
めに、磁性体をはさむ二つの位置に配置された
磁電変換素子と、 それら磁電変換素子を、回転中心に対し180゜の
対称位置に設置した可回転アームと、 それら磁性体をはさむ位置に配置たれた磁電変
換素子の出力を入力とするコンパレータ回路
と、 から成る検出部を有し、等速回転円板の、回転
軸方向への上下動に伴う回転移動量の誤差を補
正するようにしたことを特徴とする差動検出部
を有する測角装置。 ２ 磁電変換素子の出力が磁性体との距離とリニ
アな関係にあるホール素子である、実用新案登
録請求の範囲第１項記載の測角装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18726881U JPS5891107U (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 差動検出部を有する測角装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18726881U JPS5891107U (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 差動検出部を有する測角装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891107U JPS5891107U (ja) | 1983-06-20 |
| JPS637849Y2 true JPS637849Y2 (ja) | 1988-03-08 |
Family
ID=29989925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18726881U Granted JPS5891107U (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 差動検出部を有する測角装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891107U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5600528B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2014-10-01 | 株式会社東海理化電機製作所 | 回転角度検出装置 |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP18726881U patent/JPS5891107U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5891107U (ja) | 1983-06-20 |
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