JPH0419466Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0419466Y2 JPH0419466Y2 JP1983151505U JP15150583U JPH0419466Y2 JP H0419466 Y2 JPH0419466 Y2 JP H0419466Y2 JP 1983151505 U JP1983151505 U JP 1983151505U JP 15150583 U JP15150583 U JP 15150583U JP H0419466 Y2 JPH0419466 Y2 JP H0419466Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential
- electrode
- dielectric liquid
- capacitance
- common electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は地球の重力方向に対する傾斜角度変化
を静電容量変化に変換して傾斜角度に比例した電
圧を得るようにした静電容量式傾斜センサに関す
るものである。
を静電容量変化に変換して傾斜角度に比例した電
圧を得るようにした静電容量式傾斜センサに関す
るものである。
従来のこの種の傾斜センサは精密ポテンシヨメ
ータの回転軸をおもりの回転力で駆動する構造の
ものや、メータ機構とフオトカプラを主体とする
電子回路を組合わせた構造のものなどがあるが、
高価な精密ポテンシヨメータなどの部品を使用す
る必要があつたり、機構が複雑であるなど小形、
安価に構成出来ないという欠点があつた。また回
動自在に支持した回転体に近接してその両側に互
いに並行に電極板を配置して静電容量的に傾斜角
度を検出する方式のものは、回転軸の摩擦、回転
体の傾き等により確度、分解能の変動やヒステリ
シスが大きくなるなどの欠点があつた。また、傾
斜角度に対する誘電性液体の液面変化を静電容量
変化に変換して検出する傾斜センサも提案されて
いるが、小形に構成できない等の問題点があつ
た。本考案はこの点にかんがみ案出したもので、
以下図面について詳細に説明する。
ータの回転軸をおもりの回転力で駆動する構造の
ものや、メータ機構とフオトカプラを主体とする
電子回路を組合わせた構造のものなどがあるが、
高価な精密ポテンシヨメータなどの部品を使用す
る必要があつたり、機構が複雑であるなど小形、
安価に構成出来ないという欠点があつた。また回
動自在に支持した回転体に近接してその両側に互
いに並行に電極板を配置して静電容量的に傾斜角
度を検出する方式のものは、回転軸の摩擦、回転
体の傾き等により確度、分解能の変動やヒステリ
シスが大きくなるなどの欠点があつた。また、傾
斜角度に対する誘電性液体の液面変化を静電容量
変化に変換して検出する傾斜センサも提案されて
いるが、小形に構成できない等の問題点があつ
た。本考案はこの点にかんがみ案出したもので、
以下図面について詳細に説明する。
第１図および第２図は本考案の一実施例である
静電容量式傾斜センサのＡ−Ａ断面図およびＢ−
Ｂ断面図で、第３図はその分解斜視図である。
静電容量式傾斜センサのＡ−Ａ断面図およびＢ−
Ｂ断面図で、第３図はその分解斜視図である。
１，２は同一平面上に分割して設けた差動電極
で、接続端子１a，２aを有している。
で、接続端子１a，２aを有している。
差動電極１，２の両側には間隔板５，６がそれ
ぞれ重合され、間隔板５，６には円形の欠除部５
ａ，６aが設けられている。
ぞれ重合され、間隔板５，６には円形の欠除部５
ａ，６aが設けられている。
間隔板５，６の外側には共通電極３，４がそれ
ぞれ重合され、共通電極３，４には接続端子３a，
４aが設けられている。
ぞれ重合され、共通電極３，４には接続端子３a，
４aが設けられている。
共通電極３，４の外側には絶縁板７，８が重合
され、さらに外側に高周波回路や外部ノイズに対
する静電シールドを行なうシールド板９，１０が
それぞれ重合されている。
され、さらに外側に高周波回路や外部ノイズに対
する静電シールドを行なうシールド板９，１０が
それぞれ重合されている。
この差動電極１，２、間隔板５，６、共通電極
３，４、絶縁板７，８、シールド板９，１０の重
合体はねじ（図示せず）にて締付固定され、さら
に液もれしないようにシリコンゴムあるいはエポ
キシ樹脂等の接着剤で周辺部を封止している。
３，４、絶縁板７，８、シールド板９，１０の重
合体はねじ（図示せず）にて締付固定され、さら
に液もれしないようにシリコンゴムあるいはエポ
キシ樹脂等の接着剤で周辺部を封止している。
間隔板５，６の欠除部５a，６aにはシリコンオ
イル等の誘電性液体１１が欠除部５a，６aの容積
のほぼ1/2注入されている。
イル等の誘電性液体１１が欠除部５a，６aの容積
のほぼ1/2注入されている。
１２は静電容量変化を直流電圧に変換するＣ−
Ｖ変換回路基板で、差動電極１，２、共通電極
３，４およびシールド板９，１０の各接続端子１
ａ，２a，３a，４a，９a，１０aが接続され、共通
電極端子３a，４aおよびシールド板端子９a，１
０aは基板内でそれぞれ並列接続されている。１
２aは誘電性液体１１の注入口でゴム栓１３が嵌
め込まれている。
Ｖ変換回路基板で、差動電極１，２、共通電極
３，４およびシールド板９，１０の各接続端子１
ａ，２a，３a，４a，９a，１０aが接続され、共通
電極端子３a，４aおよびシールド板端子９a，１
０aは基板内でそれぞれ並列接続されている。１
２aは誘電性液体１１の注入口でゴム栓１３が嵌
め込まれている。
ゴム栓１３には温度変化による容器内の圧力変
化を吸収するダンパー１３aが設けられている。
化を吸収するダンパー１３aが設けられている。
１４は外来ノイズ等を静電シールドするシール
ド板で接続端子１４aを有している。
ド板で接続端子１４aを有している。
１５は発振回路、差動増巾回路等を搭載する信
号処理回路基版、１６はベース、１７はカバーで
ある。
号処理回路基版、１６はベース、１７はカバーで
ある。
第４図でその動作を説明すると、傾斜センサの
基準面Ｌが角θだけ傾斜すると、差動電極１，２
に対して誘電性液体１１の液面レベルが相対的に
変化するため、共通電極３，４と差動電極１，２
間の静電容量C1，C2は傾斜角度θに比例して変
化し、誘電性液体１１の誘電率をε、差動電極
１，２と共通電極３，４の間隔をｄとすると、静
電容量変化ΔC1〓，ΔC2〓は次のように表わされる。
基準面Ｌが角θだけ傾斜すると、差動電極１，２
に対して誘電性液体１１の液面レベルが相対的に
変化するため、共通電極３，４と差動電極１，２
間の静電容量C1，C2は傾斜角度θに比例して変
化し、誘電性液体１１の誘電率をε、差動電極
１，２と共通電極３，４の間隔をｄとすると、静
電容量変化ΔC1〓，ΔC2〓は次のように表わされる。
ΔC1〓＝（ΔS1〓／ｄ）（ε−１）
ΔC2〓＝（ΔS2〓／ｄ）（ε−１）
従つて、基準面Ｌが水平の時の静電容量をそれ
ぞれC10，C20とすると基準面Ｌが角θだけ傾斜す
れば、 C1〓＝C10＋ΔC1〓＝C10＋（ΔS1〓／ｄ）×（ε−１
） C2〓＝C20＋ΔC2〓＝C20−（ΔS2〓／ｄ）×（ε−１
） となり、C1〓はC10から（ΔS1〓／ｄ）（ε−１）だ
け増加し、C2〓はC20から（ΔS2〓／ｄ）（ε−１）
だけ減少する。
ぞれC10，C20とすると基準面Ｌが角θだけ傾斜す
れば、 C1〓＝C10＋ΔC1〓＝C10＋（ΔS1〓／ｄ）×（ε−１
） C2〓＝C20＋ΔC2〓＝C20−（ΔS2〓／ｄ）×（ε−１
） となり、C1〓はC10から（ΔS1〓／ｄ）（ε−１）だ
け増加し、C2〓はC20から（ΔS2〓／ｄ）（ε−１）
だけ減少する。
通常C10≒C20，ΔS1〓≒ΔS2〓となるように間隔
板５，６、差動電極１，２の形状寸法および誘電
性液体１１の液量を設定すれば、第５図に示すよ
うな傾斜角度θ対静電容量C1，C2の変化特性が
得られる。差動電極の分割線を基準面Ｌに対して
あらかじめθ0だけ傾斜させておけば、第６図に示
すような特性も得られる。
板５，６、差動電極１，２の形状寸法および誘電
性液体１１の液量を設定すれば、第５図に示すよ
うな傾斜角度θ対静電容量C1，C2の変化特性が
得られる。差動電極の分割線を基準面Ｌに対して
あらかじめθ0だけ傾斜させておけば、第６図に示
すような特性も得られる。
これは±90°の傾斜検出ではなく、−（90°−θ0）
から＋（90°＋θ0）までの傾斜検出に利用すること
ができる。
から＋（90°＋θ0）までの傾斜検出に利用すること
ができる。
静電容量変化から傾斜角度に比例した直流出力
電圧に変換する回路の一例を第７図に示す。
電圧に変換する回路の一例を第７図に示す。
静電容量C1，C2は容量・電圧変換回路CV1，
CV2で直流電圧に変換され、その出力を差動増巾
器DAにより差動増巾することにより、静電容量
の変化量に比例した直流出力電圧を得て傾斜角度
を検出することができる。第８図、第９図にその
特性例を示す。
CV2で直流電圧に変換され、その出力を差動増巾
器DAにより差動増巾することにより、静電容量
の変化量に比例した直流出力電圧を得て傾斜角度
を検出することができる。第８図、第９図にその
特性例を示す。
静電容量C1，C2の温湿度による並行移動の変
動分は差動増巾でキヤンセルし、（C1，C2）−θ
特性の傾き変動分は差動増巾器のゲインをサーミ
スタなどの温湿度補償回路で補正できるので、良
好な温湿度特性が得られる。
動分は差動増巾でキヤンセルし、（C1，C2）−θ
特性の傾き変動分は差動増巾器のゲインをサーミ
スタなどの温湿度補償回路で補正できるので、良
好な温湿度特性が得られる。
第１０図は本考案の他の実施例の分解図で、差
動電極と共通電極の配置を逆にした例を示したも
のである。１８は共通電極、１９，２０，２１，
２２は差動電極、２３，２４は間隔板である。
動電極と共通電極の配置を逆にした例を示したも
のである。１８は共通電極、１９，２０，２１，
２２は差動電極、２３，２４は間隔板である。
第１１図は本考案の更に他の実施例の構造を示
す縦断面図で、差動電極、間隔板および共通電極
を交互に複数組設けた例を示したものである。２
５，２６，２７は共通電極、２８，２９，３０，
３１は差動電極、３２，３３，３４，３５は円形
の欠除部を有する間隔板、３６，３７は絶縁板、
３８，３９はシールド板である。
す縦断面図で、差動電極、間隔板および共通電極
を交互に複数組設けた例を示したものである。２
５，２６，２７は共通電極、２８，２９，３０，
３１は差動電極、３２，３３，３４，３５は円形
の欠除部を有する間隔板、３６，３７は絶縁板、
３８，３９はシールド板である。
このように構成することにより、傾斜角度θに
対する静電容量C1，C2の変化を大きくすること
ができ、高感度に傾斜を検出することができる。
対する静電容量C1，C2の変化を大きくすること
ができ、高感度に傾斜を検出することができる。
以上説明したように、本考案によれば傾斜角度
に対応して誘電性液体の流動により静電容量変化
を発生させ、この静電容量変化量を検知して傾斜
角度を検出するものであつて、複雑な機構部分や
摩擦のある回動軸などを使用しないので、動作が
円滑安定で確度、分解能および直線性が良く、静
電容量の温湿度による変動もキヤンセルできる構
成になつているので温湿度特性も良好である。
に対応して誘電性液体の流動により静電容量変化
を発生させ、この静電容量変化量を検知して傾斜
角度を検出するものであつて、複雑な機構部分や
摩擦のある回動軸などを使用しないので、動作が
円滑安定で確度、分解能および直線性が良く、静
電容量の温湿度による変動もキヤンセルできる構
成になつているので温湿度特性も良好である。
さらに本考案によれば、誘電性液体は間隔板の
欠除部に封入される構造なので、従来のように電
極が配設された容器内に誘電性液体を満すものに
比してその量が少なく、装置を安価にかつ小形に
構成することができる。
欠除部に封入される構造なので、従来のように電
極が配設された容器内に誘電性液体を満すものに
比してその量が少なく、装置を安価にかつ小形に
構成することができる。
第１図、第２図は本考案の一実施例を示すＡ−
Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図、第３図はその分解
斜視図、第４図は動作説明のための要部縦断面図
でａは水平状態、ｂは傾斜状態を示す、第５図、
第６図は傾斜角度θ対静電容量C1，C2の特性図、
第７図は信号処理回路を示すブロツク図、第８
図、第９図は傾斜角度θ対出力電圧Ｖの特性図、
第１０図は本考案の他の実施例を示す分解斜視
図、第１１図は本考案の更に他の実施例を示す縦
断面図である。
Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図、第３図はその分解
斜視図、第４図は動作説明のための要部縦断面図
でａは水平状態、ｂは傾斜状態を示す、第５図、
第６図は傾斜角度θ対静電容量C1，C2の特性図、
第７図は信号処理回路を示すブロツク図、第８
図、第９図は傾斜角度θ対出力電圧Ｖの特性図、
第１０図は本考案の他の実施例を示す分解斜視
図、第１１図は本考案の更に他の実施例を示す縦
断面図である。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 同一平面上に分割して設けた差動電極と平板
状に構成した共通電極とを、内側に円形の欠除
部を有するとともに、該円形の欠除部と外側の
一辺とを誘導する溝を設けた間隔板を介して対
向させ、上記差動電極、共通電極、および間隔
板で構成される空間部内に上記間隔板に設けた
溝を通して、誘電性液体を封入し、傾斜角度に
応じた誘電性液体の液面変化を差動電極と共通
電極間の静電容量変化に変換して傾斜角度を検
出するようにしたことを特徴とする静電容量式
傾斜センサ ２ 上記空間部が複数設けられた実用登録請求の
範囲第１項記載の静電容量式傾斜センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15150583U JPS6059906U (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 静電容量式傾斜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15150583U JPS6059906U (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 静電容量式傾斜センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059906U JPS6059906U (ja) | 1985-04-25 |
| JPH0419466Y2 true JPH0419466Y2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=30335714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15150583U Granted JPS6059906U (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 静電容量式傾斜センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059906U (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2607482B2 (ja) * | 1985-10-03 | 1997-05-07 | エングラー マックス | 傾斜測定器 |
| JPH0453528Y2 (ja) * | 1985-11-22 | 1992-12-16 | ||
| JPH0514168Y2 (ja) * | 1986-02-26 | 1993-04-15 | ||
| JPH0453529Y2 (ja) * | 1987-10-26 | 1992-12-16 | ||
| JPH0511453Y2 (ja) * | 1987-12-04 | 1993-03-22 | ||
| JPH084565Y2 (ja) * | 1990-01-11 | 1996-02-07 | 株式会社大興電機製作所 | 静電容量式傾斜センサの組立構造 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2070774A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-09 | Pa Management Consult | Capactive clinometer |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP15150583U patent/JPS6059906U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6059906U (ja) | 1985-04-25 |
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