JPH0534152A - 傾斜角センサ - Google Patents
傾斜角センサInfo
- Publication number
- JPH0534152A JPH0534152A JP3189049A JP18904991A JPH0534152A JP H0534152 A JPH0534152 A JP H0534152A JP 3189049 A JP3189049 A JP 3189049A JP 18904991 A JP18904991 A JP 18904991A JP H0534152 A JPH0534152 A JP H0534152A
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- Japan
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- tilt angle
- guide cylinder
- coil
- magnetic
- angle sensor
- 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.)
- Pending
Links
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 8
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単で量産性に優れ、製造コストが安
価で、しかも傾斜角の大きさにかかわらず常に精度良
く、敏速に傾斜角が測定できる傾斜角センサを得る。 【構成】 円弧状のガイド筒１の中に磁性体球２が移動
自在の状態で封入されている。コイル３はガイド筒１の
周囲に巻き回され、巻き回しピッチが疎の部分と密の部
分を有している。ガイド筒１が外周方向に傾斜すると、
磁性体球２がガイド筒１の内部を移動し、コイル３との
位置関係が変化する。その結果、コイル３の磁気抵抗が
変化するので、この磁気抵抗の変化を検出することによ
り、ガイド筒１の傾斜角が測定される。これにより、こ
の傾斜角センサを組み込んだ機械や車輌等の傾きがわか
る。
価で、しかも傾斜角の大きさにかかわらず常に精度良
く、敏速に傾斜角が測定できる傾斜角センサを得る。 【構成】 円弧状のガイド筒１の中に磁性体球２が移動
自在の状態で封入されている。コイル３はガイド筒１の
周囲に巻き回され、巻き回しピッチが疎の部分と密の部
分を有している。ガイド筒１が外周方向に傾斜すると、
磁性体球２がガイド筒１の内部を移動し、コイル３との
位置関係が変化する。その結果、コイル３の磁気抵抗が
変化するので、この磁気抵抗の変化を検出することによ
り、ガイド筒１の傾斜角が測定される。これにより、こ
の傾斜角センサを組み込んだ機械や車輌等の傾きがわか
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の機械や車輌等が
傾斜したときの傾斜角を測定するために使用する傾斜角
センサに関する。
傾斜したときの傾斜角を測定するために使用する傾斜角
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】従来、この種のセンサとして、サ
ーボ振子方式傾斜角センサが知られている。このセンサ
は、傾斜角に応じて変位する振子の変位量を差動変圧器
等の変位検出器により検出し、検出した信号をサーボ増
幅器により増幅して振子をサーボ機構によって元の位置
に戻し、この時に必要な電力量から傾斜角を測定するも
のである。このセンサは傾斜角の測定精度が高いという
長所を有するが、サーボ機構が複雑になり、センサ装置
が高価でかつ大型になると共に量産性に劣るという欠点
があった。また、このセンサは地球の重力加速度Ｇの分
力、即ち、Ｇｓｉｎθを測定することで傾斜角θを検出
しているが、傾斜角θが大きくなるにつれて測定結果か
ら得られる傾斜角と実際の傾斜角との誤差が三角関数の
性質上大きくなるという問題点があった。
ーボ振子方式傾斜角センサが知られている。このセンサ
は、傾斜角に応じて変位する振子の変位量を差動変圧器
等の変位検出器により検出し、検出した信号をサーボ増
幅器により増幅して振子をサーボ機構によって元の位置
に戻し、この時に必要な電力量から傾斜角を測定するも
のである。このセンサは傾斜角の測定精度が高いという
長所を有するが、サーボ機構が複雑になり、センサ装置
が高価でかつ大型になると共に量産性に劣るという欠点
があった。また、このセンサは地球の重力加速度Ｇの分
力、即ち、Ｇｓｉｎθを測定することで傾斜角θを検出
しているが、傾斜角θが大きくなるにつれて測定結果か
ら得られる傾斜角と実際の傾斜角との誤差が三角関数の
性質上大きくなるという問題点があった。
【０００３】これとは別のセンサとして、磁性流体方式
傾斜角センサが知られている。このセンサはケース中に
封入した磁性流体が傾斜角と共に変形することを利用
し、その変形の程度をコイルにて磁気抵抗の変化として
とらえ、傾斜角を測定するものである。このセンサは構
造が簡単で安価に生産できるという長所を有するが、傾
斜角の測定精度が低いという欠点があった。また、この
センサは傾斜角が変わると磁性流体が流動して変形する
のであるが、磁性流体に粘性があるため傾斜角の変化に
対する測定の出力応答が遅いという問題点があった。
傾斜角センサが知られている。このセンサはケース中に
封入した磁性流体が傾斜角と共に変形することを利用
し、その変形の程度をコイルにて磁気抵抗の変化として
とらえ、傾斜角を測定するものである。このセンサは構
造が簡単で安価に生産できるという長所を有するが、傾
斜角の測定精度が低いという欠点があった。また、この
センサは傾斜角が変わると磁性流体が流動して変形する
のであるが、磁性流体に粘性があるため傾斜角の変化に
対する測定の出力応答が遅いという問題点があった。
【０００４】そこで、本発明の課題は、構造が簡単で量
産性に優れ、製造コストが安価で、しかも傾斜角の大き
さにかかわらず常に精度良く、敏速に傾斜角が測定でき
る傾斜角センサを提供することにある。
産性に優れ、製造コストが安価で、しかも傾斜角の大き
さにかかわらず常に精度良く、敏速に傾斜角が測定でき
る傾斜角センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る傾斜角センサは、（ａ）略円弧状又は
略環状のガイド筒と、（ｂ）前記ガイド筒の内部に収納
され、ガイド筒が外周方向に傾斜するにつれてガイド筒
の内部を移動する磁性体球と、（ｃ）巻き回しピッチが
疎の部分と密の部分を有して前記ガイド筒に巻き回さ
れ、前記磁性体球の移動により磁気抵抗が変化するコイ
ルと、を備えたことを特徴とする。
め、本発明に係る傾斜角センサは、（ａ）略円弧状又は
略環状のガイド筒と、（ｂ）前記ガイド筒の内部に収納
され、ガイド筒が外周方向に傾斜するにつれてガイド筒
の内部を移動する磁性体球と、（ｃ）巻き回しピッチが
疎の部分と密の部分を有して前記ガイド筒に巻き回さ
れ、前記磁性体球の移動により磁気抵抗が変化するコイ
ルと、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】以上の構成において、略円弧状又は略環状のガ
イド筒とこのガイド筒の周囲に巻き回されたコイルが、
機器あるいは車輌等が傾くことによって外周方向に傾斜
すると、ガイド筒に収納された磁性体球は重力により常
に略環状又は略円弧状のガイド筒の下部に留まるように
ガイド筒内部を移動する。そのため、磁性体球とコイル
の位置関係が変化する。ガイド筒の周囲に巻き回された
コイルは、巻き回しピッチが疎の部分と密の部分を有し
ているため、磁性体球とコイルの位置関係が変化する
と、コイルの磁気抵抗が変化する。この磁気抵抗の変化
を測定することにより傾斜角が測定される。従って、傾
斜角の大きさにかかわらず誤差の小さい正確な傾斜角が
敏速に測定される。
イド筒とこのガイド筒の周囲に巻き回されたコイルが、
機器あるいは車輌等が傾くことによって外周方向に傾斜
すると、ガイド筒に収納された磁性体球は重力により常
に略環状又は略円弧状のガイド筒の下部に留まるように
ガイド筒内部を移動する。そのため、磁性体球とコイル
の位置関係が変化する。ガイド筒の周囲に巻き回された
コイルは、巻き回しピッチが疎の部分と密の部分を有し
ているため、磁性体球とコイルの位置関係が変化する
と、コイルの磁気抵抗が変化する。この磁気抵抗の変化
を測定することにより傾斜角が測定される。従って、傾
斜角の大きさにかかわらず誤差の小さい正確な傾斜角が
敏速に測定される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る傾斜角センサの一実施例
を添付図面を参照して説明する。図１に示すように、傾
斜角センサは円弧状のガイド筒１と磁性体球２とコイル
３とで構成されている。円弧状のガイド筒１は樹脂製
で、横断面において内径の直径が６ｍｍの円形を有した
全長４０ｍｍの湾曲円筒である。
を添付図面を参照して説明する。図１に示すように、傾
斜角センサは円弧状のガイド筒１と磁性体球２とコイル
３とで構成されている。円弧状のガイド筒１は樹脂製
で、横断面において内径の直径が６ｍｍの円形を有した
全長４０ｍｍの湾曲円筒である。
【０００８】磁性体球２は初透磁率が４０００のＭｎ−
Ｚｎフェライト材からなり、直径５ｍｍを有するもので
ある。磁性体球２はガイド筒１の中に移動自在の状態で
収納されている。さらに、ガイド筒１の中には磁性体球
２と共に、磁性体球２の動きを若干制動するために適当
な粘度の液体が注入されている。この制動流体はガイド
筒１内一杯に注入されていてもよいし、あるいは半分程
度注入されていてもよい。
Ｚｎフェライト材からなり、直径５ｍｍを有するもので
ある。磁性体球２はガイド筒１の中に移動自在の状態で
収納されている。さらに、ガイド筒１の中には磁性体球
２と共に、磁性体球２の動きを若干制動するために適当
な粘度の液体が注入されている。この制動流体はガイド
筒１内一杯に注入されていてもよいし、あるいは半分程
度注入されていてもよい。
【０００９】コイル３はガイド筒１の周囲に、中央部分
では密の状態で巻き回され、端部になるにつれて徐々に
疎の状態で巻き回されている。以上の構成の傾斜角セン
サは、定常状態では磁性体球２がガイド筒１の中央部分
に位置するように各種機械や車輌等に組み込まれる。機
械や車輌等が徐々に傾斜すると、ガイド筒１は例えば図
２（ａ），（ｂ）に示すように、外周方向に徐々に傾斜
する。ガイド筒１が傾斜すると、磁性体球２は重力によ
りガイド筒１の下部に留まるようにガイド筒１内部を移
動するので、磁性体球２とコイル３の位置関係が変化す
る。コイル３は巻き回しピッチが疎の部分と密の部分を
有しているため、磁性体球２とコイル３の位置関係が変
化すると、コイル３の両終端部３ａ，３ｂ間の磁気抵抗
が変化することになる。
では密の状態で巻き回され、端部になるにつれて徐々に
疎の状態で巻き回されている。以上の構成の傾斜角セン
サは、定常状態では磁性体球２がガイド筒１の中央部分
に位置するように各種機械や車輌等に組み込まれる。機
械や車輌等が徐々に傾斜すると、ガイド筒１は例えば図
２（ａ），（ｂ）に示すように、外周方向に徐々に傾斜
する。ガイド筒１が傾斜すると、磁性体球２は重力によ
りガイド筒１の下部に留まるようにガイド筒１内部を移
動するので、磁性体球２とコイル３の位置関係が変化す
る。コイル３は巻き回しピッチが疎の部分と密の部分を
有しているため、磁性体球２とコイル３の位置関係が変
化すると、コイル３の両終端部３ａ，３ｂ間の磁気抵抗
が変化することになる。
【００１０】この磁気抵抗の変化は、例えば、図３に示
す４端子ブリッジ回路を構成することによって測定され
る。４端子ブリッジ回路は、傾斜角センサとコイル６と
抵抗器７，８と交流電源９とで構成されている。機械や
車輌等が傾斜するにつれて、コイル３と磁性体球２の位
置関係が変化するため、ブリッジ回路の平衡状態がくず
れ、測定端子１０ａ，１０ｂ間に電位差が生じる。この
電位差を電圧計１１により測定して機械や車輌等の傾斜
角を得ることができる。
す４端子ブリッジ回路を構成することによって測定され
る。４端子ブリッジ回路は、傾斜角センサとコイル６と
抵抗器７，８と交流電源９とで構成されている。機械や
車輌等が傾斜するにつれて、コイル３と磁性体球２の位
置関係が変化するため、ブリッジ回路の平衡状態がくず
れ、測定端子１０ａ，１０ｂ間に電位差が生じる。この
電位差を電圧計１１により測定して機械や車輌等の傾斜
角を得ることができる。
【００１１】なお、本発明に係る傾斜角センサは前記実
施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々
に変形することができる。特に、前記実施例ではガイド
筒として円弧状のものを採用したが、環状のものであっ
てもよい。
施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々
に変形することができる。特に、前記実施例ではガイド
筒として円弧状のものを採用したが、環状のものであっ
てもよい。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、略円弧状又は略環状のガイド筒に収納された磁
性体球と、ガイド筒の周囲に巻き回しピッチが疎の部分
と密の部分を有するコイルとの位置関係の変化から、コ
イルの磁気抵抗の変化を測定でき、傾斜角の大きさにか
かわらず、誤差の小さい正確な傾斜角が敏速に測定でき
る。しかも、ガイド筒と磁性体球とコイルからなる簡単
な構造であり、従来の傾斜角センサと比較して量産し易
く、かつ、製造コストを安価にできる。
よれば、略円弧状又は略環状のガイド筒に収納された磁
性体球と、ガイド筒の周囲に巻き回しピッチが疎の部分
と密の部分を有するコイルとの位置関係の変化から、コ
イルの磁気抵抗の変化を測定でき、傾斜角の大きさにか
かわらず、誤差の小さい正確な傾斜角が敏速に測定でき
る。しかも、ガイド筒と磁性体球とコイルからなる簡単
な構造であり、従来の傾斜角センサと比較して量産し易
く、かつ、製造コストを安価にできる。
【００１３】この結果、各種精密機械やロボット等の姿
勢制御、あるいは車輌等の傾斜角測定等の適用範囲の広
い傾斜角センサを安価に提供することができる。
勢制御、あるいは車輌等の傾斜角測定等の適用範囲の広
い傾斜角センサを安価に提供することができる。
【図１】本発明に係る傾斜角センサの一実施例を示す斜
視図。
視図。
【図２】図１に示した傾斜角センサの動作状態を示す説
明図で、（ａ）は定常状態、（ｂ）は傾斜状態を示すも
のである。
明図で、（ａ）は定常状態、（ｂ）は傾斜状態を示すも
のである。
【図３】図１に示した傾斜角センサを使用した４端子ブ
リッジの傾斜角測定回路図。
リッジの傾斜角測定回路図。
１…ガイド筒 ２…磁性体球 ３…コイル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 略円弧状又は略環状のガイド筒と、 前記ガイド筒の内部に収納され、ガイド筒が外周方向に
傾斜するにつれてガイド筒の内部を移動する磁性体球
と、 巻き回しピッチが疎の部分と密の部分を有して前記ガイ
ド筒に巻き回され、前記磁性体球の移動により磁気抵抗
が変化するコイルと、 を備えたことを特徴とする傾斜角センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189049A JPH0534152A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 傾斜角センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189049A JPH0534152A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 傾斜角センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534152A true JPH0534152A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16234437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189049A Pending JPH0534152A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 傾斜角センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534152A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101010038B1 (ko) * | 2009-12-23 | 2011-01-21 | 박성민 | 볼을 이용한 경사도 측정기 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP3189049A patent/JPH0534152A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101010038B1 (ko) * | 2009-12-23 | 2011-01-21 | 박성민 | 볼을 이용한 경사도 측정기 |
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