JPH04252Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH04252Y2 JPH04252Y2 JP1982073554U JP7355482U JPH04252Y2 JP H04252 Y2 JPH04252 Y2 JP H04252Y2 JP 1982073554 U JP1982073554 U JP 1982073554U JP 7355482 U JP7355482 U JP 7355482U JP H04252 Y2 JPH04252 Y2 JP H04252Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- inclinometer
- resistor
- temperature
- circuit
- 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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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
本考案は後記の如き傾斜計の改良に関し、温度
補正回路を設けた傾斜計に関するものである。 最初に、従来の傾斜計の概要を第１図参照下に
説明する。第１図は傾斜計が左側に傾斜したとき
に表れる両磁極Ｎ−Ｎの状態を示した図である。
右側に傾斜したときは位置検出器５の電圧が逆に
なり、コイル３の両側磁極はＳ−Ｓとなる。筐体
１から、コアー２に巻いたコイル３を取付けた吊
線４を懸架し、吊線４の下部の先端付近に、これ
を挟んで両側に位置検出器５を設ける。吊線４の
１例を第７図に示す。この図面に記載の吊線４は
糸状のものではなく、いわゆる〓板状吊線”であ
つて、これにコアーたとえば中空状コアー２およ
びコイル３が取付けてある。この吊線は第７図に
矢印で示された方向にのみ揺動し得るものである
が、傾斜角測定のためにはこれで充分である。な
お、記載の簡略化のために第７図では、吊線４を
筐体１４に取付けるための取付部は省略してあ
る。筐体１が傾いて吊線４の筐体内位置が変化し
たときに位置検出器５がこの位置変化を検知して
電気的に出力し、この出力を差動増巾器６で増巾
してコイル３に送る。コイル３の両端には、僅か
の間隙をへだてて永久磁石のＮ極７およびＳ極８
を対向配置してこれを筐体に固定する。 今筐体１が角度θ傾くと、筐体内での吊線４の
位置が変化し、吊線４の下端付近の位置変化を位
置検出器がとらえて出力し、この出力電流がコイ
ル３に流れてコイル３に磁場が形成され、そのた
めにこのコイル３は永久磁石のＮ極７側では反発
し、Ｓ極８側では引き合うために〔あるいはＮ極
７側で引き合い、Ｓ極８側で反発するために〕、
吊線４は重力の吊線方向に直角な分力に抗して筐
体１内の元の位置まで移動する。前記の出力量は
筐体の傾いた角度すなわち傾斜角θに比例する量
であるから、これを出力電圧検出回路において指
示計１２に表示させるのである。傾斜計では傾斜
角は出力電圧値VOUTとして示されるから、この
値を角度値に変換するために慣用電子技術に従つ
て演算回路を設け、後者の値をデジタル表示また
はアナログ表示することも勿論可能である。 しかしながら上記の如く構成された傾斜計は周
囲温度の変化の影響を受け易く、すなわち温度の
変化により出力電圧値が変化し、したがつてその
測定データーは後で温度補正を行なわなければな
らず、実用上非常に不便である。第３図は或傾斜
計における電圧値と温度との関係を示すグラフで
あつて、Ｘ軸は温度（T°）を表わし、Ｙ軸は次
式で示される出力電圧の誤差（△VOUT）を表わ
す。 △VOUT＝V′OUT−VOUT （ここに、V′OUTは傾斜計の実際の出力電圧値
であり、VOUTは傾斜角に正しく対応する真の出
力電圧値である。） かように、従来の傾斜計はいずれも温度の影響
を受け易いという大きい欠点があつたのである。 そこで本考案は、傾斜計の傾斜角に対応する出
力電圧値を検出する回路としてサーミスタ１１お
よび抵抗R2を直列に接続し、かつそれに並列に
抵抗R1を接続し、さらにそれらに直列に抵抗R3
を接続してなる回路を設けて、種々の温度におい
て実質的な誤差無しで傾斜角を測定できるように
することを目的としたものである。 本考案を添附図面参照下に説明すれば次の如く
である。従来の傾斜計は、第１図および第２図に
示したように傾斜計本体９からの出力を検出する
ために出力端に抵抗Ｒを設け、指示計１０で出力
電圧値（すなわち傾斜角）を表示するものであつ
た。これに対し本考案は、第５図に示したように
サーミスターTH１１および抵抗R2を直列に接続
し、かつそれに並列に抵抗R1を接続し、さらに
それらに直列に抵抗R3を接続してなる回路を構
成した温度補正（補償）回路を出力回路として設
けることを特徴とするのである。すなわち傾斜計
の出力電圧値を検出する回路としてサーミスター
１１および抵抗R2を直列に接続し、かつ、それ
に並列に抵抗R1を接続し、さらにそれらに直列
に抵抗R3を接続してなる回路を構成し、その温
度に対する出力は第４図のようになる。従つてこ
の回路の両端から得られる出力電圧は、第６図の
ようになり、それを指示計１２に表示させ、ある
いはこれを常法に従つて角度値にアナログ変換ま
たはデジタル変換して、適当な表示手段（図示せ
ず）で表示させるのである。 第５図記載の回路について、さらに詳細に説明
する。サーミスター１１の抵抗値RTHとし、抵抗
R1，R2およびR3の合成抵抗値をROとすると、合
成抵抗値ROに与える温度による抵抗値の変化は
次式で示される。 RO＝R1（R2＋RTH）／R1＋R2＋RTH＋R3 しかしてRTHは次式で示される値を有する。 RTH＝R′TH exp B(1/T-1/T 0 ) ただしR′THは周囲温度TO（Ｋ）のときの抵抗値、 RTHは周囲温度Ｔ（Ｋ）のときの抵抗値、 Ｂは次式で示されるサーミスター定数であ
る。 Ｂ＝2.3026（logRTH−logR′TH）／１／Ｔ−１／T0 かように、RTHは温度により変化する値であ
る。一方、傾斜計の出力電圧値も既述の如く温度
により変化するものであるので、この変化量と同
量の、ただし符号的に反対の変化量をRTHにより
与えて、上記出力電圧値を温度変化に無関係の一
定の値にしようとするものである。このようにし
て温度補正された回路の出力電圧の誤差（△
VOUT）と温度（T°）との関係を第６図のグラフ
に示す。第６図から明らかなように、本考案に従
つて温度補正回路を設けることにより出力電圧の
温度補正が充分になされ、したがつてこの傾斜計
は野外において種々の温度のもとで充分に実用に
供し得るものである。これに関する実験データー
の１例を示す。 この実験は、本考案に従つて温度補正を行つた
場合と、補正を行わなかつた場合との両者におい
て、傾斜角40°を種々の温度において測定したと
きの誤差（角度値で示す）を測定するものであつ
た。
補正回路を設けた傾斜計に関するものである。 最初に、従来の傾斜計の概要を第１図参照下に
説明する。第１図は傾斜計が左側に傾斜したとき
に表れる両磁極Ｎ−Ｎの状態を示した図である。
右側に傾斜したときは位置検出器５の電圧が逆に
なり、コイル３の両側磁極はＳ−Ｓとなる。筐体
１から、コアー２に巻いたコイル３を取付けた吊
線４を懸架し、吊線４の下部の先端付近に、これ
を挟んで両側に位置検出器５を設ける。吊線４の
１例を第７図に示す。この図面に記載の吊線４は
糸状のものではなく、いわゆる〓板状吊線”であ
つて、これにコアーたとえば中空状コアー２およ
びコイル３が取付けてある。この吊線は第７図に
矢印で示された方向にのみ揺動し得るものである
が、傾斜角測定のためにはこれで充分である。な
お、記載の簡略化のために第７図では、吊線４を
筐体１４に取付けるための取付部は省略してあ
る。筐体１が傾いて吊線４の筐体内位置が変化し
たときに位置検出器５がこの位置変化を検知して
電気的に出力し、この出力を差動増巾器６で増巾
してコイル３に送る。コイル３の両端には、僅か
の間隙をへだてて永久磁石のＮ極７およびＳ極８
を対向配置してこれを筐体に固定する。 今筐体１が角度θ傾くと、筐体内での吊線４の
位置が変化し、吊線４の下端付近の位置変化を位
置検出器がとらえて出力し、この出力電流がコイ
ル３に流れてコイル３に磁場が形成され、そのた
めにこのコイル３は永久磁石のＮ極７側では反発
し、Ｓ極８側では引き合うために〔あるいはＮ極
７側で引き合い、Ｓ極８側で反発するために〕、
吊線４は重力の吊線方向に直角な分力に抗して筐
体１内の元の位置まで移動する。前記の出力量は
筐体の傾いた角度すなわち傾斜角θに比例する量
であるから、これを出力電圧検出回路において指
示計１２に表示させるのである。傾斜計では傾斜
角は出力電圧値VOUTとして示されるから、この
値を角度値に変換するために慣用電子技術に従つ
て演算回路を設け、後者の値をデジタル表示また
はアナログ表示することも勿論可能である。 しかしながら上記の如く構成された傾斜計は周
囲温度の変化の影響を受け易く、すなわち温度の
変化により出力電圧値が変化し、したがつてその
測定データーは後で温度補正を行なわなければな
らず、実用上非常に不便である。第３図は或傾斜
計における電圧値と温度との関係を示すグラフで
あつて、Ｘ軸は温度（T°）を表わし、Ｙ軸は次
式で示される出力電圧の誤差（△VOUT）を表わ
す。 △VOUT＝V′OUT−VOUT （ここに、V′OUTは傾斜計の実際の出力電圧値
であり、VOUTは傾斜角に正しく対応する真の出
力電圧値である。） かように、従来の傾斜計はいずれも温度の影響
を受け易いという大きい欠点があつたのである。 そこで本考案は、傾斜計の傾斜角に対応する出
力電圧値を検出する回路としてサーミスタ１１お
よび抵抗R2を直列に接続し、かつそれに並列に
抵抗R1を接続し、さらにそれらに直列に抵抗R3
を接続してなる回路を設けて、種々の温度におい
て実質的な誤差無しで傾斜角を測定できるように
することを目的としたものである。 本考案を添附図面参照下に説明すれば次の如く
である。従来の傾斜計は、第１図および第２図に
示したように傾斜計本体９からの出力を検出する
ために出力端に抵抗Ｒを設け、指示計１０で出力
電圧値（すなわち傾斜角）を表示するものであつ
た。これに対し本考案は、第５図に示したように
サーミスターTH１１および抵抗R2を直列に接続
し、かつそれに並列に抵抗R1を接続し、さらに
それらに直列に抵抗R3を接続してなる回路を構
成した温度補正（補償）回路を出力回路として設
けることを特徴とするのである。すなわち傾斜計
の出力電圧値を検出する回路としてサーミスター
１１および抵抗R2を直列に接続し、かつ、それ
に並列に抵抗R1を接続し、さらにそれらに直列
に抵抗R3を接続してなる回路を構成し、その温
度に対する出力は第４図のようになる。従つてこ
の回路の両端から得られる出力電圧は、第６図の
ようになり、それを指示計１２に表示させ、ある
いはこれを常法に従つて角度値にアナログ変換ま
たはデジタル変換して、適当な表示手段（図示せ
ず）で表示させるのである。 第５図記載の回路について、さらに詳細に説明
する。サーミスター１１の抵抗値RTHとし、抵抗
R1，R2およびR3の合成抵抗値をROとすると、合
成抵抗値ROに与える温度による抵抗値の変化は
次式で示される。 RO＝R1（R2＋RTH）／R1＋R2＋RTH＋R3 しかしてRTHは次式で示される値を有する。 RTH＝R′TH exp B(1/T-1/T 0 ) ただしR′THは周囲温度TO（Ｋ）のときの抵抗値、 RTHは周囲温度Ｔ（Ｋ）のときの抵抗値、 Ｂは次式で示されるサーミスター定数であ
る。 Ｂ＝2.3026（logRTH−logR′TH）／１／Ｔ−１／T0 かように、RTHは温度により変化する値であ
る。一方、傾斜計の出力電圧値も既述の如く温度
により変化するものであるので、この変化量と同
量の、ただし符号的に反対の変化量をRTHにより
与えて、上記出力電圧値を温度変化に無関係の一
定の値にしようとするものである。このようにし
て温度補正された回路の出力電圧の誤差（△
VOUT）と温度（T°）との関係を第６図のグラフ
に示す。第６図から明らかなように、本考案に従
つて温度補正回路を設けることにより出力電圧の
温度補正が充分になされ、したがつてこの傾斜計
は野外において種々の温度のもとで充分に実用に
供し得るものである。これに関する実験データー
の１例を示す。 この実験は、本考案に従つて温度補正を行つた
場合と、補正を行わなかつた場合との両者におい
て、傾斜角40°を種々の温度において測定したと
きの誤差（角度値で示す）を測定するものであつ
た。
【表】
上記の説明から明らかなように、本考案に従つ
て温度補正回路を設ける場合には、傾斜計の出力
の温度特性を調べ、これに適合する特性を有する
サーミスターを選んで使用すればよい。温度特性
がそれぞれ異なる種々の種類のサーミスターが現
在市販されているから、そのうちから適当なもの
を選ぶことができる。 本考案に係る傾斜計は360°回転の、どこでも使
用できるものであつて、一種のエンコーダーとし
て使用できる。例えば本考案の使用例として本考
案に係る傾斜計を測量機の光波距離計に組込んだ
場合、この測角値および測距値から水平距離およ
び垂直距離が演算でき、確実に許容測量誤差範囲
内に収めることができるので測量機の高度角エン
コーダーとして充分に使用できるものある。又本
考案の傾斜計は前記の如く効果的な温度補正回路
を有するので野外において種々の温度のもとで正
確な測角値（傾斜角）を表示するため、恒温室外
でも測角（傾斜）補正の操作の必要がなく、かつ
高精度で測角（傾斜角）の測定を行い得るという
効果を奏するものである。
て温度補正回路を設ける場合には、傾斜計の出力
の温度特性を調べ、これに適合する特性を有する
サーミスターを選んで使用すればよい。温度特性
がそれぞれ異なる種々の種類のサーミスターが現
在市販されているから、そのうちから適当なもの
を選ぶことができる。 本考案に係る傾斜計は360°回転の、どこでも使
用できるものであつて、一種のエンコーダーとし
て使用できる。例えば本考案の使用例として本考
案に係る傾斜計を測量機の光波距離計に組込んだ
場合、この測角値および測距値から水平距離およ
び垂直距離が演算でき、確実に許容測量誤差範囲
内に収めることができるので測量機の高度角エン
コーダーとして充分に使用できるものある。又本
考案の傾斜計は前記の如く効果的な温度補正回路
を有するので野外において種々の温度のもとで正
確な測角値（傾斜角）を表示するため、恒温室外
でも測角（傾斜）補正の操作の必要がなく、かつ
高精度で測角（傾斜角）の測定を行い得るという
効果を奏するものである。
第１図は従来の傾斜計の原理図、第２図は第１
図記載の傾斜計の出力検出回路の略式配線図、第
３図は、従来の傾斜計における温度と出力電圧誤
差との関係を示すグラフ、第４図は本考案の傾斜
計の温度補正回路の温度と出力電圧との関係を示
すグラフ、第５図は、本考案の傾斜計の出力検出
回路の１例の回路図、第６図は本考案に係る温度
補正回路を有する傾斜計における出力電圧誤差と
温度との関係を示すグラフ、第７図は、傾斜計に
使用される吊線（〓板状吊線”）の１例の略式斜
視図である。 １……傾斜計の筐体、２……コアー、３……コ
イル、４……吊線（〓板状吊線”）６……増巾器、
７……磁石のＮ極、８……磁石のＳ極、９……傾
斜計本体、１０……指示計、１１……サーミスタ
ー、１２……指示計またはデジタル表示器。
図記載の傾斜計の出力検出回路の略式配線図、第
３図は、従来の傾斜計における温度と出力電圧誤
差との関係を示すグラフ、第４図は本考案の傾斜
計の温度補正回路の温度と出力電圧との関係を示
すグラフ、第５図は、本考案の傾斜計の出力検出
回路の１例の回路図、第６図は本考案に係る温度
補正回路を有する傾斜計における出力電圧誤差と
温度との関係を示すグラフ、第７図は、傾斜計に
使用される吊線（〓板状吊線”）の１例の略式斜
視図である。 １……傾斜計の筐体、２……コアー、３……コ
イル、４……吊線（〓板状吊線”）６……増巾器、
７……磁石のＮ極、８……磁石のＳ極、９……傾
斜計本体、１０……指示計、１１……サーミスタ
ー、１２……指示計またはデジタル表示器。
Claims (1)
- コアーにコイルを巻き、これを吊線で筐体から
吊つて振子とし、コイル両端に対向してそれぞれ
互いに異極の磁石を配置して筐体に固定し、上記
吊線の下端付近に位置検出器を設け、この位置検
出器は、筐体が傾いたときに筐体内での前記吊線
の下端付近の位置変化を検知し出力してその出力
電流を前記コイルに送るものであつて、この電流
が流れたときに該コイルと前記磁石との電磁気的
作用により前記吊線が筐体内の元の位置まで移動
するように構成され、前記筐体の傾斜角に対応す
る出力電圧値を検出する回路としてサーミスタ１
１および抵抗R2を直列に接続し、かつ、それに
並列に抵抗R1を接続し、さらにそれらに直列に
抵抗R3を接続してなる回路を構成したことを特
徴とする傾斜計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7355482U JPS58177811U (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 傾斜計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7355482U JPS58177811U (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 傾斜計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58177811U JPS58177811U (ja) | 1983-11-28 |
| JPH04252Y2 true JPH04252Y2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=30083062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7355482U Granted JPS58177811U (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 傾斜計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58177811U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0434409Y2 (ja) * | 1985-09-20 | 1992-08-17 | ||
| JP2008281379A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Sokkia Topcon Co Ltd | 携帯型測距装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5717409U (ja) * | 1980-06-26 | 1982-01-29 |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP7355482U patent/JPS58177811U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58177811U (ja) | 1983-11-28 |
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