JPH02218965A - Impact sensor - Google Patents
Impact sensorInfo
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- JPH02218965A JPH02218965A JP1040093A JP4009389A JPH02218965A JP H02218965 A JPH02218965 A JP H02218965A JP 1040093 A JP1040093 A JP 1040093A JP 4009389 A JP4009389 A JP 4009389A JP H02218965 A JPH02218965 A JP H02218965A
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Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[目次]
概要
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
実施例
発明の効果
[概要]
本発明は主にポータプルタイプの衝撃センサに間し、
過大衝撃力が加わっても破損することがなく、繰り返し
使用に耐え、しかも消責電力が少なくポータプル機器へ
の組み込みが容易な衝撃センサを提供することを目的と
し、
筒状の本体ケースと、
該本体ケースに支持され、磁軸が本体ケースの長手方向
と同一で、同名の極が同一方向に配置された一対の固定
永久磁石と、
前記本体ケース内の固定永久磁石間に位置し、本体ケー
ス長手方向に移動自在で、各固定永久磁石と対向する磁
極が同一となるように配置された可動永久磁石と、
前記本体ケース内の磁束密度の変化を測定するホール素
子と、
からなることを特徴とする。[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Application Fields Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems Embodiments Effects of the Invention [Summary] The present invention mainly focuses on portable type shocks. Our goal is to provide an impact sensor that does not break even when excessive impact force is applied to the sensor, can withstand repeated use, has low dissipated power, and is easy to incorporate into portable equipment. A main body case, a pair of fixed permanent magnets supported by the main body case, whose magnetic axes are the same as the longitudinal direction of the main body case, and poles with the same name are arranged in the same direction, and between the fixed permanent magnets in the main body case. a movable permanent magnet that is located and movable in the longitudinal direction of the main body case and arranged so that the magnetic poles facing each fixed permanent magnet are the same; a Hall element that measures changes in magnetic flux density within the main body case; It is characterized by consisting of.
問題があフた。Problem solved.
本発明は以上の問題点を解決するために創案されたもの
で、過大衝撃力が加わっても破損することがなく、しか
も消費電力が少なく、ポータプル機器への組み込みが容
易な衝撃センサを提供することを目的とする。The present invention was devised to solve the above problems, and provides a shock sensor that does not break even when excessive impact force is applied, consumes less power, and is easy to incorporate into portable equipment. The purpose is to
[産業上の利用分野コ
本発明は主にポータプルタイプの衝撃センサに間するも
のである。[Industrial Field of Application] The present invention is mainly applied to portable type impact sensors.
[従来の技術]
従来、振動・衝撃検出センサにはピエゾ素子等または半
導体を用いた圧力センサ、ロードセル等を用いた歪ゲー
ジ等が使用されている。[Prior Art] Conventionally, a pressure sensor using a piezo element or a semiconductor, a strain gauge using a load cell, etc. have been used as a vibration/impact detection sensor.
[発明が解決しようとする’5HE
しかし、前記従来の振動・衝撃センサは塑性材料を用い
ているためもろく、過大衝撃力が作用すると破損し易く
、繰り返し使用に耐えないという[課題を解決するため
の手段]
本発明の衝撃センサは、
筒状の本体ケースと、
該本体ケースに支持され、磁軸が本体ケースの長手方向
と同一で、同名の極が同一方向に配置された一対の固定
永久磁石と、
前記本体ケース内の固定永久磁石間に位置し、本体ケー
ス長手方向に移動自在で、各固定永久磁石と対向する磁
極が同一どなるように配置された可動永久磁石と、
前記本体ケース内の磁束密度の変化を測定するホール素
子と、
からなることを特徴とする。[To solve the problem that the invention aims to solve '5HE However, since the conventional vibration/shock sensor uses a plastic material, it is brittle, easily damaged when subjected to excessive impact force, and cannot withstand repeated use. The impact sensor of the present invention includes a cylindrical main body case, and a pair of fixed permanent sensors supported by the main body case, whose magnetic axes are the same as the longitudinal direction of the main body case, and whose poles with the same name are arranged in the same direction. a movable permanent magnet located between the fixed permanent magnets in the main body case, movable in the longitudinal direction of the main body case, and arranged so that magnetic poles facing each fixed permanent magnet are the same; and a Hall element that measures changes in magnetic flux density.
[実施例コ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。[Example code] Hereinafter, the present invention will be explained based on embodiments shown in the drawings.
第1図は本発明による衝撃センサの一実施例を示すもの
である。FIG. 1 shows an embodiment of a shock sensor according to the present invention.
衝撃センサ1は、筒状の本体ケース2と一対の固定永久
磁石3.3と移動永久磁石4とホール素子5とを有して
構成されている。The impact sensor 1 includes a cylindrical main body case 2, a pair of fixed permanent magnets 3.3, a moving permanent magnet 4, and a Hall element 5.
筒状の本体ケース20両端側には一対の固定永久磁石3
.3がそれぞれ嵌入して取り付けられている。固定永久
磁石3.3は磁軸が本体ケース2の長手方向と平行で、
かつ同名の極が同一方向となるように配置されている
前記本体ケース2内の固定永久磁石3.3間には、本体
ケース2の長手方向に移動自在である移動永久磁石4が
挿入されている。移動永久磁石4は前記各固定永久磁石
3.3と対向する磁極が同一になるように、すなわち両
固定永久磁石3.3と反発し合うように配置されている
。A pair of fixed permanent magnets 3 are installed on both ends of the cylindrical main body case 20.
.. 3 are fitted and attached to each other. The fixed permanent magnet 3.3 has a magnetic axis parallel to the longitudinal direction of the main case 2,
A movable permanent magnet 4, which is movable in the longitudinal direction of the main body case 2, is inserted between the fixed permanent magnets 3 and 3 in the main body case 2, which are arranged so that the poles with the same name are in the same direction. There is. The movable permanent magnet 4 is arranged so that the magnetic poles facing each of the fixed permanent magnets 3.3 are the same, that is, so that they repel both fixed permanent magnets 3.3.
従って、衝撃センサ1に外力を加えない限り、移動永久
磁石4は固定永久磁石3.3間の略中央で浮上状態とな
)ている、また衝撃センサ1に外力を加えても、移動永
久磁石4は本体ケース2長手方向にのみ移動し、本体ケ
ース2に接しないように構成されている。Therefore, unless an external force is applied to the shock sensor 1, the moving permanent magnet 4 is in a floating state approximately at the center between the fixed permanent magnets 3 and 3. 4 is configured to move only in the longitudinal direction of the main body case 2 and not to come into contact with the main body case 2.
例えば移動永久磁石4外周に対向する本体ケース2の内
面に非磁性体からなる回転ストッパーを取り付ける等の
構成が考えられる。For example, a configuration may be considered in which a rotation stopper made of a non-magnetic material is attached to the inner surface of the main body case 2 facing the outer periphery of the moving permanent magnet 4.
ここで、前記本体ケース2内の固定永久磁石3側には、
本体ケース2内の磁束密度の変化を測定するホール素子
5が取り付けられている。Here, on the fixed permanent magnet 3 side inside the main body case 2,
A Hall element 5 is attached to measure changes in magnetic flux density within the main body case 2.
次に、第3図を参照して本発明の原理を示す一構成例を
説明する。Next, a configuration example illustrating the principle of the present invention will be explained with reference to FIG.
図面から理解されるように符号10は発振器を示し、該
発振器10からは一定の周期からなる一定波形のパルス
信号が出力される。また、ホール素子6に一定の電流が
流される。この状態より衝撃で磁界の変化を受けたホー
ル素子5は前記磁界の変化に比例して出力電圧を変化さ
せるので、該電圧を電圧増幅部9で増幅すると共に、次
段の出力バッフ7に送り、衝撃力と略比例した検出信号
を得るのである。As can be understood from the drawings, reference numeral 10 indicates an oscillator, and the oscillator 10 outputs a pulse signal having a constant waveform and a constant period. Further, a constant current is passed through the Hall element 6. In this state, the Hall element 5, which has received a change in the magnetic field due to the impact, changes its output voltage in proportion to the change in the magnetic field, so this voltage is amplified by the voltage amplification section 9 and sent to the output buffer 7 in the next stage. , a detection signal approximately proportional to the impact force is obtained.
なお、第4図に示すように磁束密度の変化は本体ケース
2内で移動した移動永久磁石4の移動幅比例することが
実験データにより確認されており、これから磁束密度の
変化すなわちホール素子の出力電圧の変化を測定すれば
、衝撃力を検出することが出来る。As shown in Fig. 4, it has been confirmed by experimental data that the change in magnetic flux density is proportional to the movement width of the moving permanent magnet 4 moved within the main body case 2, and from this, the change in magnetic flux density, that is, the output of the Hall element. Impact force can be detected by measuring changes in voltage.
さらに前記本体ケース2の外側には温度センサ6が取り
付けられている。Furthermore, a temperature sensor 6 is attached to the outside of the main body case 2.
該センサ6を取り付けることにより検出値を較正するこ
とができ、よって温度に影響されない正確な検出値を得
ることが出来る。By attaching the sensor 6, the detected value can be calibrated, and therefore an accurate detected value that is not affected by temperature can be obtained.
以上の構成において、衝撃センサ1に外力、例えば衝撃
加速度が加わると移動永久磁石4に衝撃力Fが働き、移
動永久磁石4は本体ケース2内で軸方向に往復移動する
。このときホール素子4を貫く磁束密度が移動永久磁石
4の変位により変化するので、ホール素子4にホール電
圧が発生する。In the above configuration, when an external force such as impact acceleration is applied to the impact sensor 1, an impact force F acts on the movable permanent magnet 4, and the movable permanent magnet 4 reciprocates in the axial direction within the main body case 2. At this time, since the magnetic flux density penetrating the Hall element 4 changes due to the displacement of the moving permanent magnet 4, a Hall voltage is generated in the Hall element 4.
そして前述のように、この電圧の変化を測定すれば衝撃
力を測定することが出来る。Then, as described above, by measuring the change in this voltage, the impact force can be measured.
(ホール素子4の厚さをdl ホール係数をRH、ホー
ル素子4を流れる電流を■、ホール素子4と直角方向に
加わる磁界をBとする)。(The thickness of the Hall element 4 is dl, the Hall coefficient is RH, the current flowing through the Hall element 4 is ■, and the magnetic field applied in a direction perpendicular to the Hall element 4 is B).
なお、測定する衝撃力が大きい場合には移動永久磁石4
0ストロークを長くとれるように本体ケース2長手方向
寸法を大きくし、衝撃力が小さい場合には本体ケース2
長手方向寸法を小さくする。In addition, if the impact force to be measured is large, the moving permanent magnet 4
The longitudinal dimension of the main body case 2 is made larger so that the zero stroke can be longer, and the main body case 2 is made larger when the impact force is small.
Reduce longitudinal dimension.
第2図は本発明の他の実施例を示すものであり、本実施
例では支持部7の3方向にそれぞれ衝撃センサト・を取
り付けたもので、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の各々
の衝撃力を測定出来る。通常本実施例のものが一般に使
用される。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, impact sensors are attached to the support part 7 in three directions. Each impact force can be measured. Normally, the one of this embodiment is generally used.
ところで、本発明は第5図、第6図に示すように、精密
機器の輸送の際の衝撃検出などに使用される。By the way, as shown in FIGS. 5 and 6, the present invention is used for detecting impact during transportation of precision equipment, etc.
符号20は輸送梱包21内に紐み込まれた衝撃センサ装
置である。Reference numeral 20 is an impact sensor device inserted into the transport package 21 .
該衝撃センサ装置20は本発明による衝撃センサ1、A
/Dコンバータ22、CPU23、記憶部24、タイマ
25、プログラムメモリー26及びインターフェース2
7とを有して構成されている。The impact sensor device 20 comprises the impact sensor 1, A according to the invention.
/D converter 22, CPU 23, storage unit 24, timer 25, program memory 26, and interface 2
7.
この装置20の使用に際しては、あらがしめ輸送梱包2
1内の精密機器における許容衝撃力をプログラムメモリ
ー26に入力しておき、輸送途上に発生した衝撃力が前
記許容衝撃力を越えたとき、その日時ととも該衝撃力を
記憶部24に記憶させるようにしておく。When using this device 20, please be sure to
The allowable impact force for the precision equipment in 1 is input into the program memory 26, and when the impact force generated during transportation exceeds the allowable impact force, the impact force is stored in the storage unit 24 along with the date and time. Let's do it like this.
そして、輸送終了後、前記記憶された内容をインターフ
ェース27を介して別途接続したCRT等の表示部28
あるいはプリンター29に出力して輸送途上の何時何分
に許容衝撃力をどれだけ越えた衝撃があフたか、またい
かなる方向への衝撃力が作用したかなど、詳細に知るこ
とが出来る。After the transportation is completed, the stored contents are displayed on a display section 28 such as a CRT which is separately connected via an interface 27.
Alternatively, by outputting the output to the printer 29, it is possible to know in detail what time and minute during transportation the impact exceeded the allowable impact force, and in what direction the impact force was applied.
よって、これにより輸送した精密機器の再調整をスムー
ズに行えるものとなる。Therefore, this makes it possible to smoothly readjust the transported precision equipment.
[発明の効果]
本発明は以上の構成を有し、本発明によれば過大衝撃力
が加わっても破損することがなく、繰り返し使用に耐え
うる衝撃センサを提供することが出来る。[Effects of the Invention] The present invention has the above configuration, and according to the present invention, it is possible to provide an impact sensor that does not break even when an excessive impact force is applied and can withstand repeated use.
また本発明の衝撃センサは消費電力が少ないため、長時
間の連続測定が可能であり、ポータプル機器への絹み込
みも容易である。Furthermore, since the impact sensor of the present invention consumes little power, continuous measurement for a long period of time is possible, and it is easy to incorporate into portable equipment.
第1図は本発明の衝撃センサの一実施例を示す断面図、
第2図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第3図は本
発明の衝撃センサの原理構成図、第4図は実験データを
示すグラフ、第5図は本発明の一使用例を示す斜視図、
第6図は本発明一応用例を示す構成説明図で娶る。
1・・衝撃センサ
2φφ本体ケース
3・・固定永久磁石
4・・可動永久磁石
5 ―
Q
10番
20 ・
21 ・
22 φ
23 ・
24 ・
25 ・
27 ・
28 ・
29 ・
・ホール素子
・温度センサ
・支持部
・発振器
・衝撃センサ装置
・輸送梱包
−A/Dコンバータ
・CPU
・記憶部
・タイマ
・プログラムメモリー
・インターフェース
・表示部
・プリンターFIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the impact sensor of the present invention;
Fig. 2 is a perspective view showing another embodiment of the present invention, Fig. 3 is a diagram showing the principle configuration of the impact sensor of the present invention, Fig. 4 is a graph showing experimental data, and Fig. 5 is an example of use of the present invention. A perspective view showing
FIG. 6 is a configuration explanatory diagram showing one application example of the present invention. 1. Shock sensor 2φφ Body case 3. Fixed permanent magnet 4. Movable permanent magnet 5 - Q No. 10 20 ・ 21 ・ 22 φ 23 ・ 24 ・ 25 ・ 27 ・ 28 ・ 29 ・ ・Hall element・Temperature sensor・Support part, oscillator, shock sensor device, transportation packaging - A/D converter, CPU, storage part, timer, program memory, interface, display part, printer
Claims (1)
と同一で、同名の極が同一方向に配置された一対の固定
永久磁石と、 前記本体ケース内の固定永久磁石間に位置し、本体ケー
ス長手方向に移動自在で、各固定永久磁石と対向する磁
極が同一となるように配置された可動永久磁石と、 前記本体ケース内の磁束密度の変化を測定するホール素
子と、 からなることを特徴とする衝撃センサ。[Scope of Claims] A cylindrical main body case; a pair of fixed permanent magnets supported by the main body case, whose magnetic axes are the same as the longitudinal direction of the main body case, and whose poles with the same name are arranged in the same direction; a movable permanent magnet located between the fixed permanent magnets in the main body case, movable in the longitudinal direction of the main case, and arranged so that the magnetic poles facing each fixed permanent magnet are the same; and a magnetic flux density in the main body case. An impact sensor comprising: a Hall element that measures changes in;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040093A JPH02218965A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Impact sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040093A JPH02218965A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Impact sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218965A true JPH02218965A (en) | 1990-08-31 |
Family
ID=12571266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040093A Pending JPH02218965A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Impact sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02218965A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004065967A1 (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Tdk Corporation | Shock sensor |
| DE102012101081A1 (en) | 2012-02-09 | 2013-08-14 | Univerza V Ljubljani Fakulteta Za Elektrotehniko | Method and device for force detection |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1040093A patent/JPH02218965A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004065967A1 (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Tdk Corporation | Shock sensor |
| DE102012101081A1 (en) | 2012-02-09 | 2013-08-14 | Univerza V Ljubljani Fakulteta Za Elektrotehniko | Method and device for force detection |
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