JPH01239411A - 傾斜センサー - Google Patents

傾斜センサー

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JPH01239411A
JPH01239411A JP1017393A JP1739389A JPH01239411A JP H01239411 A JPH01239411 A JP H01239411A JP 1017393 A JP1017393 A JP 1017393A JP 1739389 A JP1739389 A JP 1739389A JP H01239411 A JPH01239411 A JP H01239411A
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JP
Japan
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main electrode
tilt sensor
electrode
tilt
auxiliary electrodes
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Pending
Application number
JP1017393A
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English (en)
Inventor
Silvano Donati
シルヴァノ・ドナチ
Acqua Roberto Dell
ロベルト・ディルアクア
Giovanni Brunetti
ジョヴァーニ・ブルネッチ
Orto Giuseppe Dell
ギウゼッペ　ディロルト
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Marelli Europe SpA
Original Assignee
Marelli Autronica SpA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/18—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using liquids
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は傾斜センサー、詳しくは、部分的に導電性液体
を充填した閉鎖チャンバを形成している本体部、及び上
記閉鎖チャンバ内に伸延しかつ外部からアクセス可能と
した、少なくとも１つの主電極並びに第１及び第２補助
電極を有し、上記本体部が予め定められた位置から傾斜
変化するに応じて上記両補助電極と主電極間の電気抵抗
を変化せしめるようにした電気式傾斜センサーに関する
もので璃る。
（本発明の構成） 本発明の傾斜センサーは、本体部が電気絶縁材料から形
成し、互いに対面させて配置した２つの平坦状支持素子
と、該両支持素子の平坦面間に液密封止状に取り付けて
それらの平坦面間に円筒状閉鎖チャンバを画定する環状
スペーサとから形成され、 第１及び第２補助電極が上記本体部の一方の支持素子の
平坦面に隣接する位置に固着した導電性素子から形成さ
れ、 主電極が上記本体部の他方の支持素子の平坦面に固着す
るとともに上記両補助電極と対応した形状及び位置を有
する２つの導電性素子を導電性接続部を介して相互接続
して形成されることを特徴とするものである。
更に、本発明の特徴とすることは、スペーサー素子が円
環体であり、第１及び第２補助電極が実質的に円形セグ
メントとするとともにそれらの曲線状縁部を互いに対向
するように配置したことにある。
上記両補助電極の曲線状縁部及び主電極の各素子の曲線
状縁部はスペーサー素子と同軸状に想像円周線上に横た
わっている。
使用される導電性液体はメチレンジグリコールとすると
有利である。
更に、本発明は上記特徴を有する形式の電気式傾斜セン
サー用監視回路に関するものである。
以下に、本発明を、これに限定することなく単に一実施
例を示す添付図面とともに説明する。
（実施例） 第１図において、本発明の電気式傾斜センサーは電気絶
縁材料、例えばアルミナ又はその他のセラミック材料か
ら成る２つの板状素子１及び２を互いに対向させて配置
して形成した本体部を有する。また、電気絶縁材料から
成る円環状スペーサー３が上記板状素子１及び２間に固
定される。このスペーサー３は板状素子１及び２にガラ
ス化又は膠着法により接着される。
第４図から明らかなように、支持素子１は素子２と対面
する表面に１対の電極４及び５を有し、この電極対４及
び５は、例えばバラジウム又はその合金等の金属をシル
クスクリーン印刷法により付着させて形成すると有利で
ある。これらの電極４及び５は原理的に円形セグメント
とされ、それらのコード状縁部が互いに対向するように
配置されるとともにそれらの曲線状縁部が同一の想像円
周線上に横たわっている。画電極３及び５間の距離は好
ましくは実質的にスペーサー素子３の幅寸法、したがっ
て２つの平坦状支持素子１及び２の対向面間距離と同等
にする。
画電極４及び５、以下これ等を補助電極という、はそれ
ぞれ画素子１．２及びスペーサー３間に画定されたチャ
ンバ６から突出する伸長部４ａ及び５ａを有する。この
ようにして、これらの伸長部４ａ、５ａは第１図に示す
ように外部のモニター回路と接続を行うため外部からア
クセス又は接近可能とされる。
支持素子２は素子１と対面する表面に概括的に符号７を
付して示す主電極が取り付けられている。
この主電極７は上記画電極４及び５と対応した形状を有
するとともに対応した位置に配置された２つの導電性素
子８及び９から形成される。画素子８及び９もまた上記
チャンバ６から突出する伸長部８ａ、９ａを有し、両伸
長部８ａ及び９ａは一体形成された導電接続部１０を介
して互いに接続される。この主電極７もまた好ましくは
例えばシルクスクリーン印刷法により形成する。
画電極４及び５並びに主電極７の電極部分８及び９の想
像周縁部はスペーサー素子３と同軸状とされる。
第３図、第５図及び第６図から明らかなように、当該セ
ンサーのチャンバ６は好ましくはその容積の約半分が占
有されるように導電性液体１１を含有する。この液体は
、例えばメチレンジグリコール（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ　
ｄｉｇｌｙｃｏｌ）であって両補助電極４及び５と主電
極７間に電気抵抗接続部を形成する。
上述したセンサーが、第５図に示すように水平面上に配
置されたとき、両補助電極４及び５と主電極７間の電気
抵抗は同等の大きさである。センサーが一傾斜すると、
例えば第６図に示すように該センサーの下端部が水平面
とある角度を成し、−方の補助電極と主電極間の電気抵
抗が増大するとともにこれに応じて他方の補助電極と主
電極間の電気抵抗が低減する。これらの電気抵抗変化は
当該センサーの傾斜角度と一義的に関連付けられ、該抵
抗変化を適当に監視することにより当該傾斜角度の指示
又は測定を行うことが出来る。
上述したセンサーと関連して使用可能なモニ・ター回路
を以下に詳述する。
」二連した形式の２つのセンサーを、例えば第７図に示
すような方式で相互に接続して水平面に対する傾斜角度
を監視するようにすると有利である。
この図面は上述した形式の２つのセンサーＡ及びＢの垂
直端部を相互接続し、両センサーＡ、Ｂの内部チャンバ
の軸か９０°を成すようにされる。
両センサーＡ及びＢの下支持端部によって画定される平
面は符号４０を付して示す。仮に、この平面４０か水平
状ではなく、第７図において符号４１を付して示す水平
面に対し符号５１及び５２をもって示される２つの角度
を成して傾斜しているとする。これらの角度はそれぞれ
センサー又はセルＡ及びＢを介して検出される。
一般に、平板の水平面に対する傾度を監視するには、上
述した形式の２つのセンサーを用いて行うことが出来る
。これらのセンサーの軸は第７図の実施例に示すように
互いに好ましくは９０°を“成すように交差又は斜交ぜ
しめられる。
前記添付図面を参照して説明した形式のセンサ一対と組
み合わせて使用可能なモニター回路を第８図を参照して
説明する。更に、この回路は一般に本発明の形式の電気
式傾斜センサーと組み合わせて使用されるものである。
第８図において、単安定マルチバイブレーク８０は２つ
の出力８０ａ及び８０ｂにデユーティサイクル５０％を
もって互いに逆位相の方形波信号を出力する。このマル
チバイブレーク８０の両出力８０ａ及び８０ｂは第１図
〜第６図に図示した形式の２つのセンサーＡ及びＢの補
助電極と可調整抵抗衰″Ａ′ｆｒ８３及び“電圧フォロ
ワー”回路によって構成された、２つの減結合インピー
ダンス回路８１及び８２を介して接続される。第８図の
回路図において、各センサーＡ、　　Ｂの補助電極４，
５と主電極７間は可変抵抗器として示される。これらの
可変抵抗器は傾斜変化に応じた電極間に存在する可変抵
抗に相当するものである。
２つのセンサーＡ及びＢの主電極７はそれぞれ減結合キ
ャパ／り８７．８８及び抵抗分圧器８９．９０を介して
サンプリング回路８５及び８６と接続される。
各サンプリング回路８５．８６はキャパシタ９２と接続
された制御スイッチ９１を含んだ２つの回路に分岐する
人力を有する。各サンプリング回路の制御スイッチ９１
はそれぞれマルチバイブレーク８０の出力８０ａ、８０
ｂと接続され、このようにして両測部スイッチ９１は互
いに逆位相で監視される。
各サンプリング回路の２つの分岐回路は第８図に示すよ
うに差動増幅器９３．９４の反転及び非反転入力と接続
される。各差動増幅器９３．９４は信号の低域濾波用リ
アクティブフィードバック回路網を有する。
第８図の回路において、２つのセンサーのうちの一方か
ら出力された信号を処理する部分の動作及び該部分と全
く同様のもう一方の部分の動作を説明する。
センサーＡが第５図に示すセンサーと同様に水平状に配
置して支持される。この状態において、回路８５におい
て同期してサンプリングが行われ、その結果両出力信号
を相殺した出力を増幅する差動増幅器９３の入力に逆位
相をもって印加される。
このようにして差動増幅回路から出力される信号は上記
センサーの傾斜角度の方向及び大きさを指示する。本発
明の発明者によって行われた試験によれば、本発明の電
気式傾斜センサーは周囲温度範囲一３０°Ｃ〜＋８０°
Ｃにおいて測定誤差±２％以下の精度をもって動作する
ことが出来る。また、本発明のセンサーは各構成素子の
組み立て誤差のみに起因する残留偏り限界と比例する、
非常に近似した応答を示し、何れのセンサーにおいても
残留偏り限界は１％以下であった。このセンサーの応答
の線形性は補助電極の半円形状、主電極の対応部分の半
円形状、並びに当該センサーのチャンバの円筒形状に依
るものと考えられる。
本発明のセンサーのもう１つの利点及び特徴は含有液体
が各電極の端子部４ａ、４ｂに到達するまでは角度路９
０’を回転させて設置することが可能なことである。し
たがって、このセンサーは±６０°以上の傾斜角度を監
視するのに適している。また、このセンサーは通常の測
定平面と垂直な平面内で傾斜しても、その出力信号の変
化は検知不可能なものであることが分かった。
以上、それらに限定することなく、単に一実施例として
説明した。本発明及びその他の部分の原理、実施例の形
態及び構成は勿論本発明の範囲を逸脱することなく種々
に変形可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１実施例の傾斜センサー斜視図、 第２図は第１図の■−■線断面図、 第３図は第１図の川−■線断面図、 第４図は第１図の傾斜センサーの分解斜視図、第５図及
び第６図は本発明の傾斜センサーの２種類の使用態様を
示す説明図、 第７図は図示したタイプの一対の傾斜センサーから成る
傾斜モニター装置の斜視図、 第８図は上記傾斜センサーのモニター電気回路図である
。 ■、２・・・支持板素子、　３・・・スペーサー素子、
４．５・・・補助電極、　６・・・チャンバ、７・・主
電極、　８，９　・電極素子、１０・・・導電性接続部
、　　１１・・・導電性液体、４０：・・水平面、 ８０・・・単安定マルチバイブレーク、８３・・可調整
抵抗減衰回路網、 ８５．８６・・・サンプリング回路、 ９１・・・制御スイッチ、 ９３．９４　　・差動増幅器、 Ａ、　　Ｂ・・・本発明のセンサー。 特許出願人　マレリ・オートロニ力・ソ７エタ・ペルー
アチオニ 代理　人　弁理士　青　山　葆　はか１名ＦＩＧ−５Ｆ
ｔｃ、−６ Ｆ／○−７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｌ．部分的に導電性液体を充填した閉鎖チャンバを形成
    している本体部、及び上記閉鎖チャンバ内に伸延しかつ
    外部からアクセス可能とした、少なくとも１つの主電極
    並びに第１及び第２補助電極を有し、 上記本体部が予め定められた位置から傾斜変化するに応
    じて上記両補助電極と主電極間の電気抵抗を変化せしめ
    る、傾斜センサーにおいて、上記本体部は電気絶縁材料
    から形成され、互いに対面させて配置した２つの平坦状
    支持素子と、該両支持素子の平坦面間に液密封止状に取
    り付けてそれらの平坦面間に円筒状閉鎖チャンバを画定
    する環状スペーサとから形成し、 上記第１及び第２補助電極は上記本体部の一方の支持素
    子の平坦面に隣接する位置に固着した導電性素子から形
    成し、 上記主電極は上記本体部の他方の支持素子の平坦面に固
    着するとともに上記両補助電極と対応した形状及び位置
    を有する２つの導電性素子を導電性接続部を介して相互
    接続して形成したことを特徴とする傾斜センサー。 ２．スペーサーが円環状であり、各補助電極が実質的に
    円形セグメントとするとともにそれらの曲線状縁部を互
    いに対向するように配置した、第１項記載の傾斜センサ
    ー。 ３．各補助電極の曲線状縁部及び主電極の各素子の曲線
    状縁部がスペーサー素子と同軸状に想像円周線上に横た
    わる、第２項記載の傾斜センサー。 ４．各補助電極と主電極の各素子との離間距離が実質的
    にスペーサー素子の幅寸法及び本体部の２つの平坦素子
    の対向面間隔と同等である、第３項記載の傾斜センサー
    。 ５．本体部の各支持素子が電気絶縁材料、特にセラミッ
    ク材料から形成された仮体である、第１項〜第４項のい
    ずれかに記載の傾斜センサー。 ６．両補助電極及び主電極がそれぞれ支持素子に金属、
    特にバラジウム又はその合金をシルクスクリーン印刷法
    により付着せしめて形成された、第１項〜第５項のいず
    れかに記載の傾斜センサー。 ７．各補助電極が一端部にチャンバから突出する伸長部
    を有し、該各伸長部を外部からアクセス可能にして当該
    センサーの外部の電気／電子供給部及び監視回路と接続
    可能とした、第２項〜第６項のいずれかに記載の傾斜セ
    ンサー。 ８．主電極の２つの素子がそれぞれ一端部に伸長部を有
    し、該両伸長部を相互接続してチャンバから突出する単
    一端子を形成し、該単−端子を外部からアクセス可能に
    して当該センサーの外部の電気／電子供給部及び監視回
    路と接続司能とした、第７項記載の傾斜センサー。 ９．円筒状チャンバの実質的に１／２容積部分に導電性
    液体を充填した、第１項〜第８項のいずれかに記載の傾
    斜センサー。 １０．導電性液体がメチレンジグリコールである、第１
    項〜第９項のいずれかに記載の傾斜センサー。 １１．部分的に導電性液体を充填した閉鎖チャンバを形
    成している本体部、及び上記閉鎖チャンバ内に伸延しか
    つ外部からアクセス可能とした、少なくとも１つの主電
    極並びに第１及び第２補助電極を有し、上記本体部が予
    め定められた位置から傾斜変化するに応じて上記両補助
    電極と主電極間の電気抵抗を変化せしめるようにした一
    対の傾斜センサーを含み、該両傾斜センサーをそれらの
    軸が斜交し又は好ましくは直交するように配置したこと
    を特徴とする、水平面に対する傾斜度検出装置。 １２．部分的に導電性液体を充填した閉鎖チャンバを形
    成している本体部、及び上記閉鎖チャンバ内に伸延しか
    つ外部からアクセス可能とした、少なくとも１つの主電
    極並びに第１及び第２補助電極を有し、上記本体部が予
    め定められた位置から傾斜変化するに応じて上記両補助
    電極と主電極間の電気抵抗を変化せしめるようにした傾
    斜センサーの監視回路であって、 　上記第１及び第２補助電極に互いに逆位相とした第１
    及び第２周期信号を供給する信号発生器、 　上記主電極及び信号発生器と接続され、該信号発生器
    からの第１及び第２周期信号と同期して主電極から信号
    をサンプリングする、第１及び第２サンプリング回路、
    及び 　振幅が上記第１及び第２サンプリング回路からの両出
    力信号の差値を、該差値の絶対値が当該傾斜センサーの
    傾斜角度を、誤差値信号の極性符号が傾斜角の極性を示
    す電気信号を出力する差動増幅器から構成したことを特
    徴とする、監視回路。 １３．信号発生器と傾斜センサーの補助電極間に電圧フ
    ォロワー形式の減結合インピーダンス回路手段を介在さ
    せた、第１２項記載の回路。 １４．各サンプリング回路がキャパシタ及び該キャパシ
    タを主電極と接続しかつ断絶する開閉器を含む、第１２
    項又は第１３項記載の回路。 １５．増幅手段が低域濾波用リアクティブフィードバッ
    ク回路網を有する差動増幅器である、第１２項〜第１４
    項のいずれかに記載の回路。
JP1017393A 1988-01-27 1989-01-26 傾斜センサー Pending JPH01239411A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
IT67048/88A IT1218980B (it) 1988-01-27 1988-01-27 Sensore elettrico di inclinazione e circuito di rivelazione per tale sensore
IT67048-A/88 1988-01-27

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JPH01239411A true JPH01239411A (ja) 1989-09-25

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JP (1) JPH01239411A (ja)
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ES (1) ES2012960A6 (ja)
FR (1) FR2626362B1 (ja)
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SE (1) SE8900298L (ja)

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