JPH0242310A - 傾斜角検出器 - Google Patents
傾斜角検出器Info
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- JPH0242310A JPH0242310A JP19203488A JP19203488A JPH0242310A JP H0242310 A JPH0242310 A JP H0242310A JP 19203488 A JP19203488 A JP 19203488A JP 19203488 A JP19203488 A JP 19203488A JP H0242310 A JPH0242310 A JP H0242310A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical 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)
本発明は水平又は重力の方向に対する被測定物の傾斜角
を電気的に検出する傾斜角検出器に関する。
を電気的に検出する傾斜角検出器に関する。
(従来の技術)
従来の傾斜角検出器として、上部内面が球状の凹面に形
成された透明容器に気体と透明液体とを封入して成る気
泡管と、該気泡管に向けて上方又は下方より光を照射す
る送光部と、該気泡管を透過した光を電気信号に変換す
る(円形4分割型の位置検出用)受光素子と、該電気信
号により傾斜角を算出する演算部とを備え、気泡管を透
過した送光部からの光を受光素子で受け、第5図に示す
ように受光素子a上にできた気泡影すが傾斜角に応じて
相対的に受光素子a上での位置を変えることによって生
じる光量分布の変化を受光素子aにより電気的変化とし
てとらえ、この変化を演算部により算出して傾斜角を光
電的に測定するものは知られる。
成された透明容器に気体と透明液体とを封入して成る気
泡管と、該気泡管に向けて上方又は下方より光を照射す
る送光部と、該気泡管を透過した光を電気信号に変換す
る(円形4分割型の位置検出用)受光素子と、該電気信
号により傾斜角を算出する演算部とを備え、気泡管を透
過した送光部からの光を受光素子で受け、第5図に示す
ように受光素子a上にできた気泡影すが傾斜角に応じて
相対的に受光素子a上での位置を変えることによって生
じる光量分布の変化を受光素子aにより電気的変化とし
てとらえ、この変化を演算部により算出して傾斜角を光
電的に測定するものは知られる。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記従来の傾斜角検出器によれば、温度
変化などに伴う気泡径の変化、送光部の発光強度、受光
素子の光電変換感度などの変動のために、測定結果に大
きな誤差が入り込むことを免れ得ない不都合があった。
変化などに伴う気泡径の変化、送光部の発光強度、受光
素子の光電変換感度などの変動のために、測定結果に大
きな誤差が入り込むことを免れ得ない不都合があった。
また、気泡が球形であるため、傾斜角が大きくなった場
合に感度が低下し、そのために測定範囲が狭くなるとい
う制限を受けたり、正しい傾斜角を得るための補正等が
必要となったりする不都合があった。
合に感度が低下し、そのために測定範囲が狭くなるとい
う制限を受けたり、正しい傾斜角を得るための補正等が
必要となったりする不都合があった。
(課題を解決するための手段)
本発明は上記不都合をなくすことを目的とするものであ
って、上部内面が球状の凹面に形成された透明容器に気
体と透明液体とを封入して成る気泡管と、該気泡管に向
けて上方又は下方より光を照射する送光部と、該気泡管
を透過した光を電気信号に変換する受光素子と、該電気
信号により傾斜角を算出する演算部とを備える傾斜角検
出器において、該受光素子は気泡影の可動範囲内の位置
検出用受光部と可動範囲外の参照用受光部とから成り、
該位置検出用受光部は1対の矩形受光片を傾斜検出方向
に沿う長手方向の中心線が互いに一致するように配設し
、各矩形受光片の幅を等しく、かつ気泡影の径より小さ
くして成ることを特徴とする。
って、上部内面が球状の凹面に形成された透明容器に気
体と透明液体とを封入して成る気泡管と、該気泡管に向
けて上方又は下方より光を照射する送光部と、該気泡管
を透過した光を電気信号に変換する受光素子と、該電気
信号により傾斜角を算出する演算部とを備える傾斜角検
出器において、該受光素子は気泡影の可動範囲内の位置
検出用受光部と可動範囲外の参照用受光部とから成り、
該位置検出用受光部は1対の矩形受光片を傾斜検出方向
に沿う長手方向の中心線が互いに一致するように配設し
、各矩形受光片の幅を等しく、かつ気泡影の径より小さ
くして成ることを特徴とする。
(作 用)
本発明は上記構成によるもので、これによれば、気泡管
を透過した送光部からの光は受光素子の位置検出用受光
部上に気泡影を形成するように照射されると同時に参照
用受光部上にも照射される。位置検出用受光部は気泡影
が傾斜角に応じて相対的に位置を変えることによって生
じる光量分布の変化を電気的変化としてとらえて出力し
、参照用受光部は送光部の発光強度、光電変換感度など
の変動を電気的変化としてとらえて出力する。照射面積
、照射強度などに比例した各受光部からの出力は演算部
に入力され、ここで演算されて傾斜角が求められる。か
くするときは、温度変化により、送光部の発光強度、光
電変換感度などが変動しても、この変動は参照用受光部
により確実にとらえられ、演算部により補償され、また
気泡径の変化による誤差や傾斜角が大きくなった時の感
度低下なども演算部により補償されるので、測定結果に
大きな誤差が入り込む余地がなく、正確に傾斜角を測定
できる。
を透過した送光部からの光は受光素子の位置検出用受光
部上に気泡影を形成するように照射されると同時に参照
用受光部上にも照射される。位置検出用受光部は気泡影
が傾斜角に応じて相対的に位置を変えることによって生
じる光量分布の変化を電気的変化としてとらえて出力し
、参照用受光部は送光部の発光強度、光電変換感度など
の変動を電気的変化としてとらえて出力する。照射面積
、照射強度などに比例した各受光部からの出力は演算部
に入力され、ここで演算されて傾斜角が求められる。か
くするときは、温度変化により、送光部の発光強度、光
電変換感度などが変動しても、この変動は参照用受光部
により確実にとらえられ、演算部により補償され、また
気泡径の変化による誤差や傾斜角が大きくなった時の感
度低下なども演算部により補償されるので、測定結果に
大きな誤差が入り込む余地がなく、正確に傾斜角を測定
できる。
(実施例)
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図乃至第3図において、1は気泡管を示し、この気
泡管1は上部内面が球状の四面2に形成された透明容器
3に気泡4を存して透明液体5を封入して成る。
泡管1は上部内面が球状の四面2に形成された透明容器
3に気泡4を存して透明液体5を封入して成る。
気泡管1の下方には、送光部6が配設され、この送光部
6は発光ダイオード等の光源7と、この光源7からの光
を気泡管1の下部に平行に照射させるレンズ8とから成
る。
6は発光ダイオード等の光源7と、この光源7からの光
を気泡管1の下部に平行に照射させるレンズ8とから成
る。
気泡管1の上方には、受光素子9が配設され、この受光
素子9は気泡管1を透過した光を電気信号に変換して二
次元の傾斜角すなわちXY力方向傾斜角を検出するもの
で、気泡影lOの可動範囲内に設けられる位置検出用受
光部11と、可動範囲外に設けられる参照用受光部12
とから成る。
素子9は気泡管1を透過した光を電気信号に変換して二
次元の傾斜角すなわちXY力方向傾斜角を検出するもの
で、気泡影lOの可動範囲内に設けられる位置検出用受
光部11と、可動範囲外に設けられる参照用受光部12
とから成る。
位置検出用受光部IIは、1対の矩形受光片13.14
をX方向に沿う長手方向の中心線が互いに一致するよう
に配設゛すると共に他の1対の矩形受光片15.1Bを
Y方向に沿う長手方向の中心線が互いに一致するように
配設して成る。
をX方向に沿う長手方向の中心線が互いに一致するよう
に配設゛すると共に他の1対の矩形受光片15.1Bを
Y方向に沿う長手方向の中心線が互いに一致するように
配設して成る。
各矩形受光片13.14.15.16は同一寸法とし、
それらの幅は気泡影IOの直径より小さくした。
それらの幅は気泡影IOの直径より小さくした。
17は前記位置検出用受光部11からの電気信号と前記
参照用受光部12からの電気信号とを人力して傾斜角を
算出する演算部を示す。
参照用受光部12からの電気信号とを人力して傾斜角を
算出する演算部を示す。
かくするときは、気泡管1を透過した光源7からの光は
位置検出用受光部11たる4つの矩形受光片13.14
.15.16上に気泡影10を形成するように照射され
ると同時に参照用受光部12にも照射される。照射面積
、照射強度等に比例した両受光部11.12からの電気
的な出力は演算部17に入力され、位置検出用受光部1
1からの出力は夫々X方向の出力同士すなわち矩形受光
片13゜l4同士及びX方向の出力同士すなわち矩形受
光片15.18同士で差が求められ、夫々の差の値は参
照用受光部12の出力の値により割算される。
位置検出用受光部11たる4つの矩形受光片13.14
.15.16上に気泡影10を形成するように照射され
ると同時に参照用受光部12にも照射される。照射面積
、照射強度等に比例した両受光部11.12からの電気
的な出力は演算部17に入力され、位置検出用受光部1
1からの出力は夫々X方向の出力同士すなわち矩形受光
片13゜l4同士及びX方向の出力同士すなわち矩形受
光片15.18同士で差が求められ、夫々の差の値は参
照用受光部12の出力の値により割算される。
割算された結果は気泡影10の直径、照射強度などの変
動の誤差要因によらず、気泡影10の位置のみに比例し
た、すなわち傾斜に対して比例した値となり、その比例
定数を予め求めておけば割算された結果により逆算して
正しい傾斜角を求めることができる。
動の誤差要因によらず、気泡影10の位置のみに比例し
た、すなわち傾斜に対して比例した値となり、その比例
定数を予め求めておけば割算された結果により逆算して
正しい傾斜角を求めることができる。
尚、X方向の傾斜の検出については次のように考えるこ
とができる。
とができる。
すなわち、受光素子9に第3図に示すような気泡影10
が形成されている場合、位置検出用受光部11の夫々の
矩形受光片13.14.15.18からの出力は気泡管
1を透過する光源7からの光が照射されている面積51
31 8141 3151 816に比例して出力され
る。照射面積S l 3 + S l 4は以L1気
泡影10の半径をr1気泡管1の上部内面の曲率半径を
R,XX方向の傾斜成分をθX。
が形成されている場合、位置検出用受光部11の夫々の
矩形受光片13.14.15.18からの出力は気泡管
1を透過する光源7からの光が照射されている面積51
31 8141 3151 816に比例して出力され
る。照射面積S l 3 + S l 4は以L1気
泡影10の半径をr1気泡管1の上部内面の曲率半径を
R,XX方向の傾斜成分をθX。
θ7とする。尚、矩形受光片13.14.15.16と
気泡影IOの夫々の中心が一致しているとき、すなわち
気泡影1Gの中心0′とXY軸の原点0が一致している
状態を水平とした。
気泡影IOの夫々の中心が一致しているとき、すなわち
気泡影1Gの中心0′とXY軸の原点0が一致している
状態を水平とした。
送光部6の発光強度及び単位面禎当りの受光部11.1
2の光電変換効率等を考慮に入れた係数をKとすると、
受光片13、受光片14、受光部12の出力L31
L41 Vl2はVl3− KS13. Vl4−
KS14. Vl。−KS、□となり、次の値Txを
求めると となって、Txは傾斜角θ工に対して比例した値となり
、この(1)式から が得られ、X方向の傾斜角θXが求められる。
2の光電変換効率等を考慮に入れた係数をKとすると、
受光片13、受光片14、受光部12の出力L31
L41 Vl2はVl3− KS13. Vl4−
KS14. Vl。−KS、□となり、次の値Txを
求めると となって、Txは傾斜角θ工に対して比例した値となり
、この(1)式から が得られ、X方向の傾斜角θXが求められる。
すなわち、受光片13、受光片14、受光部12の出力
V131 Vl41 Vl2よりTXの値を求める
と、(1)式に示されるように、TXの値には温度に影
響される気泡影IOの半径r及び光電変換効率等を考慮
に入れた係数Kが含まれていないので、(2)式によっ
てθXを算出すれば温度、送光部6の発光強度、光電変
換感度に依存されない正しいX方向の傾斜角を求めるこ
とができる。
V131 Vl41 Vl2よりTXの値を求める
と、(1)式に示されるように、TXの値には温度に影
響される気泡影IOの半径r及び光電変換効率等を考慮
に入れた係数Kが含まれていないので、(2)式によっ
てθXを算出すれば温度、送光部6の発光強度、光電変
換感度に依存されない正しいX方向の傾斜角を求めるこ
とができる。
X方向の傾斜角も同様にして求めることができるのは明
らかである。
らかである。
尚、Txを求める際の減算、除算の順序はどちらが先で
も問題なく、その方法もアナログ、デジタルのどちらで
計算を行なってもかまわない。
も問題なく、その方法もアナログ、デジタルのどちらで
計算を行なってもかまわない。
また、v1□の値を一定にするように制御をかけること
によってKを定数とすることができるので、除算を無く
すこともできる。
によってKを定数とすることができるので、除算を無く
すこともできる。
さらに、参照用受光部12は照射強度、光電変換感度が
検出できれば、任意形状、任意個数、任意位置で良いこ
とは明らかである。
検出できれば、任意形状、任意個数、任意位置で良いこ
とは明らかである。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、この場合、
位置検出用受光部11は上記した実施例のX方向の1対
の受光片13.14で構成され、その両外側に参照用受
光部lまたる1対の受晃片18、19が配設される。こ
の実施例においても上記した実施例と全く同様にX方向
の正確な傾斜角を求めることができる。
位置検出用受光部11は上記した実施例のX方向の1対
の受光片13.14で構成され、その両外側に参照用受
光部lまたる1対の受晃片18、19が配設される。こ
の実施例においても上記した実施例と全く同様にX方向
の正確な傾斜角を求めることができる。
尚、位置検出用受光部11と参照用受光部12の形状を
特に上記した2つの実施例のようにすれば、傾斜角θの
算出式が簡単となると共にりニアリティが向上し測定範
囲が広くなる。
特に上記した2つの実施例のようにすれば、傾斜角θの
算出式が簡単となると共にりニアリティが向上し測定範
囲が広くなる。
(発明の効果)
このように本発明によるときは、気泡管を透過した光を
電気信号に変換する受光素子を、気泡影の可動範囲内に
設ける位置検出用受光部と可動範囲外の参照用受光部と
で構成し、該位置検出用受光部は1対の矩形受光片を傾
斜検出方向に沿う長手方向の中心線が互いに一致するよ
うに配設し、各矩形受光片の幅を等しく、かっ気泡影の
径より小さくして成るようにしたので、両受光部からの
電気的出力を演算部により演算処理することによって、
温度等に起因する気泡径の変化、送・受光部の光電特性
の変化などによる1IllJ定誤差を相殺することがで
き、温度変化、送光部の発光強度の変化、受光部の光電
変換感度の変化のある条件下でも検出精度を保つことが
できる効果を有する。また、傾斜角が大きくなることに
伴う感度の低下によっても、測定範囲が狭くなるような
制限を受けず、正しい傾斜角を得るための補正等も必要
とならない効果を有する。
電気信号に変換する受光素子を、気泡影の可動範囲内に
設ける位置検出用受光部と可動範囲外の参照用受光部と
で構成し、該位置検出用受光部は1対の矩形受光片を傾
斜検出方向に沿う長手方向の中心線が互いに一致するよ
うに配設し、各矩形受光片の幅を等しく、かっ気泡影の
径より小さくして成るようにしたので、両受光部からの
電気的出力を演算部により演算処理することによって、
温度等に起因する気泡径の変化、送・受光部の光電特性
の変化などによる1IllJ定誤差を相殺することがで
き、温度変化、送光部の発光強度の変化、受光部の光電
変換感度の変化のある条件下でも検出精度を保つことが
できる効果を有する。また、傾斜角が大きくなることに
伴う感度の低下によっても、測定範囲が狭くなるような
制限を受けず、正しい傾斜角を得るための補正等も必要
とならない効果を有する。
第1図は本発明の実施の1例を示す概略説明図、第2図
はその受光素子の二次元配列図、第3図はその受光素子
と気泡影の位置関係図、第4図は本発明の他の実施例の
受光素子と気泡影の位置関係図、第5図は従来例の受光
素子と気泡影の位置関係図である。 13゜ 2・・・凹面 3・・・透明容器 4・・・気泡 5・・・透明液体 6・・・送光部 9・・・受光素子 lO・・・気泡影 11・・・位置検出用受光部 12・・・参照用受光部 14、15.16・・・位置検出用受光部の受光片17
・・・演算部 18、19・・・参照用受光部の受光片第1図 第3図 手続補正書 平成 年 月
はその受光素子の二次元配列図、第3図はその受光素子
と気泡影の位置関係図、第4図は本発明の他の実施例の
受光素子と気泡影の位置関係図、第5図は従来例の受光
素子と気泡影の位置関係図である。 13゜ 2・・・凹面 3・・・透明容器 4・・・気泡 5・・・透明液体 6・・・送光部 9・・・受光素子 lO・・・気泡影 11・・・位置検出用受光部 12・・・参照用受光部 14、15.16・・・位置検出用受光部の受光片17
・・・演算部 18、19・・・参照用受光部の受光片第1図 第3図 手続補正書 平成 年 月
Claims (1)
- 上部内面が球状の凹面に形成された透明容器に気体と
透明液体とを封入して成る気泡管と、該気泡管に向けて
上方又は下方より光を照射する送光部と、該気泡管を透
過した光を電気信号に変換する受光素子と、該電気信号
により傾斜角を算出する演算部とを備える傾斜角検出器
において、該受光素子は気泡影の可動範囲内の位置検出
用受光部と可動範囲外の参照用受光部とから成り、該位
置検出用受光部は1対の矩形受光片を傾斜検出方向に沿
う長手方向の中心線が互いに一致するように配設し、各
矩形受光片の幅を等しく、かつ気泡影の径より小さくし
て成ることを特徴とする傾斜角検出器。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19203488A JP2655276B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 傾斜角検出器 |
| CA000604601A CA1314706C (en) | 1988-08-02 | 1989-06-30 | Inclination angle detector |
| PCT/JP1989/000712 WO1990001677A1 (fr) | 1988-08-02 | 1989-07-14 | Detecteur d'inclinaison |
| DE19893990869 DE3990869T1 (de) | 1988-08-02 | 1989-07-14 | Neigungswinkeldetektor |
| US07/474,756 US5101570A (en) | 1988-08-02 | 1989-07-14 | Inclination angle detector |
| DE3990869A DE3990869C2 (de) | 1988-08-02 | 1989-07-14 | Neigungswinkeldetektor |
| AU40404/89A AU610751B2 (en) | 1988-08-02 | 1989-08-01 | Inclination angle detector |
| PCT/JP1989/000792 WO1990001678A1 (fr) | 1988-08-02 | 1989-08-01 | Detecteur d'inclinaison |
| GB9006057A GB2232762B (en) | 1988-08-02 | 1990-03-12 | Inclination detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19203488A JP2655276B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 傾斜角検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242310A true JPH0242310A (ja) | 1990-02-13 |
| JP2655276B2 JP2655276B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=16284501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19203488A Expired - Fee Related JP2655276B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 傾斜角検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655276B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427415B1 (ko) * | 2001-11-19 | 2004-04-14 | 기아자동차주식회사 | 차량용 수평센서 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4878169B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2012-02-15 | 株式会社 ソキア・トプコン | 傾斜角検出器 |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP19203488A patent/JP2655276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427415B1 (ko) * | 2001-11-19 | 2004-04-14 | 기아자동차주식회사 | 차량용 수평센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2655276B2 (ja) | 1997-09-17 |
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