JPS6251401B2 - - Google Patents

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JPS6251401B2
JPS6251401B2 JP1337982A JP1337982A JPS6251401B2 JP S6251401 B2 JPS6251401 B2 JP S6251401B2 JP 1337982 A JP1337982 A JP 1337982A JP 1337982 A JP1337982 A JP 1337982A JP S6251401 B2 JPS6251401 B2 JP S6251401B2
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JP
Japan
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hanging arm
ring
weight
inclinometer
fixed
Prior art date
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Application number
JP1337982A
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Japanese (ja)
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JPS58131508A (en
Inventor
Shigeru Matsuo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kyowa Electronic Instruments Co Ltd filed Critical Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority to JP1337982A priority Critical patent/JPS58131508A/en
Publication of JPS58131508A publication Critical patent/JPS58131508A/en
Publication of JPS6251401B2 publication Critical patent/JPS6251401B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02Details
    • G01C9/06Electric or photoelectric indication or reading means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、擁壁、建造物等に設置しまたは土中
に埋設してその変状を測定するひずみゲージ式リ
ング変換器型傾斜計に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a strain gauge type ring transducer type inclinometer that is installed on a retaining wall, a building, etc. or buried in the soil to measure its deformation.

ひずみゲージ(電気抵抗線式ひずみゲージ)
は、加えられたひずみ量に対する抵抗変化の直線
性が非常によく、温度特性もよいので、種々のひ
ずみ測定、更には各種変換器に広く利用されてい
る。
Strain gauge (electrical resistance wire strain gauge)
has very good linearity in resistance change with respect to applied strain and good temperature characteristics, so it is widely used in various strain measurements and also in various transducers.

このようなひずみゲージを用いた傾斜計は、従
来から種々提案され且つ幅広く使用されている
が、その原理は概ね第1図に示されるようなカン
チレバー方式のものである。
Various inclinometers using such strain gauges have been proposed and widely used in the past, and their principle is generally that of a cantilever type as shown in FIG.

すなわち、第1図において、一端を固定部1に
固定し、下端2に重錘wを固定したカンチレバー
3の固定部1の近傍にひずみゲージ4を添着し、
固定部1が傾斜してある傾斜してある傾斜角θが
生じたときに重量がWである重錘wの分力Wθに
よつてカンチレバー3に曲げモーメントが発生
し、この曲げモーメントによつてカンチレバー3
に生じた表面のひずみの変化をひずみゲージ4で
検出するように構成されている。この方式の利点
としては、構造が非常に簡単で、設計も容易なこ
とが挙げられる。
That is, in FIG. 1, a strain gauge 4 is attached near the fixed part 1 of a cantilever 3 having one end fixed to the fixed part 1 and a weight w fixed to the lower end 2,
When the fixed part 1 is inclined and a certain inclination angle θ occurs, a bending moment is generated in the cantilever 3 by the component force Wθ of the weight W, and this bending moment causes cantilever 3
The strain gauge 4 is configured to detect changes in surface strain caused by the strain gauge 4. The advantage of this method is that it has a very simple structure and is easy to design.

しかしながら、上述の方式は、微少傾斜角に対
するひずみ出力が小さく、またこのひずみ出力を
大きくすべくカンチレバー3の断面係数を小さく
し重錘wを大きくするとカンチレバー3の軸方向
にかかる重錘wによる引張応力が増大してしま
い、その分だけカンチレバー3の表面ひずみ、換
言すれば、ひずみ出力を小さく設計しなければな
らない、というジレンマが生じ、どうしても設計
上無理をしがちとなり、頑丈さにおいて欠けるき
らいがあつた。
However, in the above method, the strain output for a small inclination angle is small, and in order to increase this strain output, if the section modulus of the cantilever 3 is made smaller and the weight w is increased, the tensile force due to the weight w applied in the axial direction of the cantilever 3 is As the stress increases, a dilemma arises in that the surface strain of the cantilever 3, in other words, the strain output, must be designed to be small by that amount.This tends to lead to excessive design, which tends to lack robustness. It was hot.

また、カンチレバー式の傾斜計を改良したもの
として特公昭54−4870号に示すような構造のもの
が提案されている。この従来の傾斜計は、傾斜計
の埋設姿勢に無関係にその姿勢を基点として傾斜
計と鉛直線とのなす角よりも小さな傾斜角をも高
感度で検出できるようにしたもので、そのため
に、外部電源の開閉に連動して動作する電熱線ま
たは電磁石と、ばねの弾性力との組合わせによ
り、片持梁に取り付けた回転自在の回転体(歯
車)と該ばねにより支持された固定部とを接合す
る機構部とを付設した構成としている。
Furthermore, as an improved version of the cantilever type inclinometer, a structure as shown in Japanese Patent Publication No. 54-4870 has been proposed. This conventional inclinometer is designed to be able to detect inclination angles smaller than the angle between the inclinometer and the vertical line with high sensitivity based on the inclinometer's buried position, regardless of its buried position. By combining a heating wire or electromagnet that operates in conjunction with the opening and closing of an external power source and the elastic force of a spring, a rotatable rotating body (gear) attached to a cantilever beam and a fixed part supported by the spring are combined. It has a structure in which a mechanical part for joining the parts is attached.

しかしながら、この後者の傾斜計は、前者の傾
斜計と同様な問題があるほか、上述のような電磁
石、歯車その他の機械的な機構が必要とされ構造
が複雑化するという欠点があつた。
However, this latter type of inclinometer has the same problems as the former type of inclinometer, and also has the drawback that it requires electromagnets, gears, and other mechanical mechanisms as described above, making the structure complicated.

本発明は、これらの欠点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、第1に直線性の良
好な傾斜計を提供すること、第2に重錘による死
荷重をひずみ検出とは直接関係しない剛なアーム
で支えることによつて従来のカンチレバー式のよ
うな重錘による引張応力の影響を皆無となし且つ
壊れにくい傾斜計を提供すること、第3に微少な
傾斜角に対しも大きなひずみ出力を得ることので
きる傾斜計を提供すること、第4に機械的な機構
部を有せず、長期に亘り安定したひずみ出力を得
ることができる傾斜計を提供することにある。
The present invention was made in view of these drawbacks, and its objectives are, firstly, to provide an inclinometer with good linearity, and secondly, to eliminate the dead load caused by the weight, which is directly related to strain detection. By supporting it with an unrelated rigid arm, it is possible to eliminate the influence of tensile stress caused by a weight like in the conventional cantilever type, and to provide an inclinometer that is difficult to break. A fourth object of the present invention is to provide an inclinometer that can obtain strain output.A fourth object is to provide an inclinometer that does not have a mechanical mechanism and can obtain stable strain output over a long period of time.

本発明は、このような目的を達成するために上
端を固定部に揺動可能に取付けられた垂下アーム
と、この垂下アームの下部に固定された重錘と、
前記垂下アームの振れ角方向の両側に配設された
側方固定部と前記垂下アームとの間にそれぞれ介
装されひずみゲージが添着された2つのリング状
変換器と、を具備せしめたものである。
In order to achieve such an object, the present invention includes a hanging arm whose upper end is swingably attached to a fixed part, a weight fixed to the lower part of the hanging arm,
Two ring-shaped transducers each having a strain gauge attached thereto are interposed between the side fixing parts disposed on both sides of the hanging arm in the swing angle direction and the hanging arm. be.

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説
明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第2図は、本発明の一実施例の構成を模式的に
示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of an embodiment of the present invention.

同図において、上端に設けられたヒンジ11に
より傾斜計本体の上方固定部12に揺動可能に取
付けられ、下部13に重錘wを固定した振子14
のアーム部としての垂下アーム15の振れ角方向
の両側に、2つのリング状変換器16,17を取
付け、上方固定部12に傾斜角が生じたとき、W
の重量をもつ重錘wの分力により該リング状変換
器16,17に引張力または圧縮力が作用しその
表面にひずみみが発生する。この表面におけるひ
ずみは、リング状変換器16および17の内外面
に接着されたひずみゲージ18,19,22,2
3および20,21,24,25によつて検出さ
れ該傾斜角に応じた電気信号を得て該傾斜角を測
定することができる。尚、ひずみゲージ18〜2
5は、リング状変換器16および17の、垂下ア
ーム15に取付けられた点より時計方向に約90
゜,反時計方向に約90゜の角間隔を隔てた位置の
内外面にそれぞれ接着等の手段によつて添着され
ている。そしてリング状変換器16,17は、そ
れぞれ、傾斜計本体の側方固定部12′,12″に
点26,27で固定されている。
In the same figure, a pendulum 14 is swingably attached to the upper fixed part 12 of the inclinometer main body by a hinge 11 provided at the upper end, and has a weight w fixed to the lower part 13.
Two ring-shaped transducers 16 and 17 are attached to both sides of the hanging arm 15 in the swing angle direction, and when an inclination angle occurs in the upper fixed part 12, W
A tensile force or a compressive force is applied to the ring-shaped transducers 16, 17 by the component force of the weight w having a weight of , and a strain is generated on the surface of the ring-shaped transducers 16, 17. The strain on this surface is measured by strain gauges 18, 19, 22, 2 bonded to the inner and outer surfaces of ring-shaped transducers 16 and 17.
3 and 20, 21, 24, and 25, and an electrical signal corresponding to the tilt angle can be obtained to measure the tilt angle. In addition, strain gauge 18-2
5 is about 90 degrees clockwise from the point where the ring-shaped transducers 16 and 17 are attached to the depending arm 15.
They are attached to the inner and outer surfaces at angular intervals of approximately 90° in the counterclockwise direction by adhesive or other means. The ring-shaped transducers 16, 17 are then fixed at points 26, 27 to the lateral fixing parts 12', 12'' of the inclinometer body, respectively.

第3図AおよびBは、第2図に示す実施例の2
つの変形例を示すそれぞれ概略構成図であり、重
錘w,リング状変換器、16,17,傾斜角測定
範囲等の設計の仕方によつては第2図に示すよう
な実施例の代りに、第3図A,Bの如く構成する
こともあることを示すものである。尚、第3図
A,Bにおいて、第2図と対応する部分には同一
符号を付してある。
FIGS. 3A and 3B are two of the embodiments shown in FIG.
These are schematic configuration diagrams showing two modified examples. , which may be configured as shown in FIGS. 3A and 3B. In addition, in FIGS. 3A and 3B, parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.

第3図Aは、リング状変換器16,17を重錘
wと同じ高さ位置に固定した状態を示し、同B
は、リング状変換器16,17を振子14の垂下
アーム15を重錘wよりも更に下方へ延長したア
ーム部15′に固定した状態を示す。これら第3
図A,Bに示される両実施例は、第2図に示され
る実施例と同様の原理に基づいて、傾斜角をリン
グ状変換器16,17に接着されたひずみゲージ
18〜25により検出し、電気信号として測定す
ることができる。
FIG. 3A shows the ring-shaped transducers 16 and 17 fixed at the same height position as the weight w, and FIG.
1 shows a state in which the ring-shaped transducers 16 and 17 are fixed to an arm portion 15' which extends the hanging arm 15 of the pendulum 14 further downward than the weight w. These third
Both embodiments shown in FIGS. A and B are based on the same principle as the embodiment shown in FIG. , can be measured as an electrical signal.

第4図は、本発明に係るひずみゲージ式リング
変換器型傾斜計の最適設計値を求めるための説明
図で、重錘wの重量をW、垂下アーム15の上方
固定部12への枢支点(または取着点)、つまり
ヒンジ11から重錘wの固定点までの部分長さを
L、垂下アーム15の上方固定部12への枢支点
であるヒンジ11からリング状変換器16,17
の固定点までの部分の長さをl、傾斜角をθ、と
すると、ひずみゲージ18〜25を接着した位置
におけるリング状変換器16,17の表面ひずみ
εは、 |θ|≪1のとき、 ε=±CLWl/l+CLW・θ ……(1) となり、表面ひずみεは傾斜角θに比例する。な
お、C1,C2はリング状変換器16および17の
材質、形状で定まる定数である。いま、 CLWl/l+CLW=Φ ……(2) とおいてΦをlの関数としてlとΦの関係をグラ
フ化すると、第5図に示すような曲線が得られ、
Φを最大とするlの値l0が存在することが判る。
FIG. 4 is an explanatory diagram for determining the optimal design values of the strain gauge ring transducer type inclinometer according to the present invention, where the weight of the weight w is W, the pivot point of the hanging arm 15 to the upper fixed part 12 is (or attachment point), that is, the partial length from the hinge 11 to the fixing point of the weight w is L, from the hinge 11 which is the pivot point to the upper fixing part 12 of the hanging arm 15 to the ring-shaped transducer 16, 17
Let the length of the part up to the fixed point be l, and the inclination angle be θ, then the surface strain ε of the ring-shaped transducers 16 and 17 at the position where the strain gauges 18 to 25 are bonded is as follows: When |θ|≪1 , ε=±C 1 LWl/l 2 +C 2 LW·θ (1), and the surface strain ε is proportional to the inclination angle θ. Note that C 1 and C 2 are constants determined by the material and shape of the ring-shaped transducers 16 and 17. Now, if we set C 1 LWl/l 2 +C 2 LW=Φ...(2) and graph the relationship between l and Φ with Φ as a function of l, we will obtain a curve as shown in Figure 5,
It can be seen that there exists a value l 0 of l that maximizes Φ.

そこでl0を求めると、 l0=√2 ……(3) となる。従つて、リング状変換器16,17は、
振子14の垂下アーム15(第3図Bに示した実
施例における垂下アーム15を重錘Wよりも下方
へ延長したアーム部15′を含む)の上端ヒンジ
11部分からの長さlがl0となる点27を上記(3)
式により求め、この点におてリング状変換器1
6,17を垂下アーム15に固定すれば、リング
状変換器16,17の表面ひずみ±εの大きさは
最大となる。
So, when we find l 0 , we get l 0 =√ 2 ...(3). Therefore, the ring-shaped transducers 16, 17 are
The length l from the upper end hinge 11 of the hanging arm 15 of the pendulum 14 (including the arm portion 15' in which the hanging arm 15 in the embodiment shown in FIG. 3B is extended below the weight W) is l 0 Point 27 is shown in (3) above.
At this point, the ring-shaped transducer 1
6, 17 are fixed to the hanging arm 15, the magnitude of the surface strain ±ε of the ring-shaped transducers 16, 17 is maximized.

第6図は、第2図、第3図A,B、第4図に示
す各実施例において、リング状変換器16,17
に貼付けたひずみゲージ18〜25の出力を取出
すためのホイートストンブリツジの組み方の一例
を示す回路図である。第6図において、力端子2
8,29間に電圧(または電流)を印加すると、
出力端子30,31間に傾斜角θに比例した電圧
出力が得られる。なお、図示の例では、ひずみゲ
ージ18と21,19と20……の如くそれぞれ
直列接続してブリツジを構成しているが、これら
を並列接続にしてもよいし、またはひずみゲージ
18〜21もしくは18,20,23,25だけ
でブリツジを構成してもよい。
FIG. 6 shows ring-shaped transducers 16, 17 in each embodiment shown in FIG. 2, FIG. 3 A, B, and FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of how to assemble a Wheatstone bridge for taking out the outputs of strain gauges 18 to 25 attached to the wafer. In Figure 6, force terminal 2
When voltage (or current) is applied between 8 and 29,
A voltage output proportional to the tilt angle θ is obtained between the output terminals 30 and 31. In the illustrated example, the strain gauges 18 and 21, 19 and 20, etc. are connected in series to form a bridge, but these may be connected in parallel, or the strain gauges 18 to 21 or The bridge may be composed of only 18, 20, 23, and 25.

第7図は、第2図に示される本発明の実施例を
更に具体化した他の実施例の構成を示す斜視図で
ある。尚、第7図において第2図と対応する部分
については同一符号を付してある。
FIG. 7 is a perspective view showing the structure of another embodiment of the invention shown in FIG. 2, which is a further embodiment of the invention. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

同図において、32は傾斜計を支持する匡体と
しての傾斜計本体であり、底部の直方体状の台座
33と、この台座33上の左右に立設された側方
固定部34,35,と、これら側方固定部34,
35の上に架設された上方固定部36,およびヒ
ンジ37(第2図実施例のヒンジ11に相当す
る)を備えている。この傾斜計本体32の上方固
定部36に設けらたヒンジ37には垂下アーム1
5の上端が揺動可能に取付けらており、この垂下
アーム15の下部(この場合下端)には重錘wが
固定されており、更にこの垂下アーム15の左右
の各面と側方固定部34,35との間にはそれぞ
れリング状変換器16,17が介装されている。
そして、このリング状変換器16,17は、それ
ぞれ、前記垂下アーム15の同一高さ位置に止め
ねじ38,39をもつて固定され、更にこの固定
点と180゜の角間隔を隔てた同一高さ位置の部分
を前記側方固定部34,35に止めねじ40,4
1,40′,41′をもつて固定されている。
In the figure, 32 is the inclinometer main body as a casing that supports the inclinometer, and includes a rectangular parallelepiped-shaped pedestal 33 at the bottom, and lateral fixing parts 34 and 35 erected on the left and right sides of the pedestal 33. , these side fixing parts 34,
35, and a hinge 37 (corresponding to the hinge 11 in the embodiment shown in FIG. 2). A hinge 37 provided on the upper fixed part 36 of this inclinometer main body 32 has a hanging arm 1.
The upper end of the hanging arm 15 is swingably attached, and a weight w is fixed to the lower part (lower end in this case) of the hanging arm 15, and the left and right sides of the hanging arm 15 and the side fixing portion Ring-shaped transducers 16 and 17 are interposed between the transducers 34 and 35, respectively.
The ring-shaped transducers 16 and 17 are respectively fixed at the same height position of the hanging arm 15 with setscrews 38 and 39, and are further fixed at the same height with an angular interval of 180° from this fixing point. Attach the set screws 40, 4 to the side fixing parts 34, 35 at the
1, 40', and 41'.

このように構成された第7図に示される実施例
において、台座33がある傾斜角だけ傾斜する
と、傾斜計本体32つまり側方固定部34,3
5,上方固定部36も傾斜し、振子14(重錘w
と垂下アーム15)が振れ、重錘wによる分力が
垂下アーム15を通じてリング状変換器16,1
7に伝わり、その表面ひずみが変化する。この表
面ひずみをひずみゲージ18〜25(第7図にお
いてはひずみゲージ20,24のみが現われてい
る)が検出し、該傾斜角に比例した電圧出力を送
出するので、この出力に基づき、傾斜角を測定す
ることができる。
In the embodiment shown in FIG. 7 configured in this way, when the pedestal 33 is tilted by a certain angle of inclination, the inclinometer main body 32, that is, the side fixing parts 34, 3
5. The upper fixed part 36 is also tilted, and the pendulum 14 (weight w
The hanging arm 15) swings, and the component force due to the weight w is transmitted through the hanging arm 15 to the ring-shaped transducer 16,1.
7, and its surface strain changes. The strain gauges 18 to 25 (only strain gauges 20 and 24 are shown in FIG. 7) detect this surface strain and send out a voltage output proportional to the tilt angle. can be measured.

第8図は、本発明の更に他の実施例の構成を示
す断面図であり、第7図と対応する部分には同一
符号を付してある。
FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of still another embodiment of the present invention, and parts corresponding to those in FIG. 7 are given the same reference numerals.

この実施例は、第7図の実施例を更に具体化し
たもので、実用上最も好ましいものとしている。
This embodiment is a more specific embodiment of the embodiment shown in FIG. 7, and is the most preferred in practice.

この実施例においては、傾斜計本体32をケー
ス42に収容し、傾斜計本体32の内部にシリコ
ンオイル等のダンピング材43を充填して高周波
振動等によるノイズ成分の軽減を計つている。ま
た、台座44を丸形にして、この台座44とケー
ス42との間にOリング45を介装してダンピン
グ材43が外部へ流出するのを防止している。更
に台座44の中心部には、先端に円錘形の突部4
6を有し、他端にハンドル47を有するストツパ
48がOリング49を介装して取付けられてい
る。このストツパ48は、使用時(傾斜角測定
時)の過負荷を防止すると共に、傾斜計を被測定
場所に設置するまでの移動時においてハンドル4
7を回して円錘形の突部46を重錘wの下部に形
成した円錘形の凹部50に密着させ外部振動によ
る振子14の振れを防止している。
In this embodiment, the inclinometer main body 32 is housed in a case 42, and the inside of the inclinometer main body 32 is filled with a damping material 43 such as silicone oil to reduce noise components caused by high frequency vibrations and the like. Further, the pedestal 44 is made into a round shape, and an O-ring 45 is interposed between the pedestal 44 and the case 42 to prevent the damping material 43 from flowing out. Furthermore, in the center of the pedestal 44, there is a conical protrusion 4 at the tip.
A stopper 48 having a handle 47 at the other end is attached with an O-ring 49 interposed therebetween. This stopper 48 prevents overload during use (when measuring the inclination angle), and also prevents the handle 4 from being overloaded when the inclinometer is moved until it is installed at the location to be measured.
7 to bring the conical protrusion 46 into close contact with the conical recess 50 formed at the bottom of the weight w, thereby preventing the pendulum 14 from swinging due to external vibrations.

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨を脱しない範囲で、種々の変
更、組合わせ、置換が可能であることは勿論であ
る。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various changes, combinations, and substitutions can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、ひずみゲージの数、配設位置、接続回
路等は適宜変更可能であるし、ひずみゲージの添
着手段も接着に限らず、融着、蒸着、封着などに
よつてもよい。
For example, the number of strain gauges, their arrangement positions, connection circuits, etc. can be changed as appropriate, and the means for attaching the strain gauges is not limited to adhesion, but may also be fusion bonding, vapor deposition, sealing, etc.

また、垂下アームの上端を上方固定部へ取付け
る手段としては、例えば、軸と軸受とを組合わせ
たもの、第7図、第8図に示すようにリボンによ
り吊下するものなどいずれの形式のものであつて
もよく、要は垂下アームが揺動可能なように取付
けるようにすればよい。
Furthermore, the means for attaching the upper end of the hanging arm to the upper fixed part may be any type of means, such as a combination of a shaft and a bearing, or a method suspended from a ribbon as shown in Figures 7 and 8. In short, the hanging arm may be attached so as to be swingable.

以上詳述したように本発明によれば、従来のひ
ずみゲージ式傾斜計の如く上端が固定され下端に
重錘を取付けたカンチレバーにひずみゲージを添
着した形式のものとは異なり、下部に重錘が固定
された揺動可能な垂下アーム自体にはひずみゲー
ジを添着せず、この垂下アームの振れ角方向の両
側に配設された側方固定部と垂下アームとの間に
それぞれ介挿されたリング状変換器にひずみゲー
ジを添着してなるものであるから、従来のカンチ
レバー方式のような重錘による引張応力の影響を
受けず、微少な傾斜角に対しても大きなひずみ出
力を得ることができると共に直線性の良好な傾斜
角に応じたひずみ出力を得ることができる。
As detailed above, according to the present invention, unlike conventional strain gauge type inclinometers in which a strain gauge is attached to a cantilever whose upper end is fixed and a weight is attached to the lower end, a weight is attached to the lower end. Strain gauges were not attached to the swingable hanging arm itself, which was fixed, but were inserted between the hanging arm and the side fixing parts arranged on both sides of the hanging arm in the swing angle direction. Since it is made by attaching a strain gauge to a ring-shaped transducer, it is not affected by the tensile stress caused by a weight like the conventional cantilever method, and it is possible to obtain a large strain output even for a small tilt angle. At the same time, it is possible to obtain a strain output according to the inclination angle with good linearity.

また、従来のカンチレバー方式とは異なり、本
発明のものは、重錘が固定された垂下アーム自体
にひずみを生じさせるものではないから、垂下ア
ームとしては剛性のある材料を用いることがで
き、従つて壊れにくい傾斜計とすることができ
る。
Furthermore, unlike the conventional cantilever system, the one of the present invention does not cause strain on the hanging arm itself to which the weight is fixed, so a rigid material can be used for the hanging arm. It can be used as an inclinometer that is hard to break.

更に、本発明によれば、垂下アームに対するリ
ング状変換器の取付け(固定)位置を上記(1)〜(3)
式を考慮して設定することにより微少傾斜角測定
に適したものから、0.1〜0.2ラジアン程度の比較
的大きな傾斜角測定に適したものに至るまで、任
意の性能、特性をもつた傾斜計を設計することが
でき従つて、設計の自由度が増すと共に現場計測
に最適の傾斜計を提供することがでかきる。
Furthermore, according to the present invention, the attachment (fixation) position of the ring-shaped transducer to the hanging arm is adjusted to the above (1) to (3).
By considering the formula and setting it, you can create an inclinometer with any performance and characteristics, from one suitable for measuring minute inclination angles to one suitable for measuring relatively large inclination angles of about 0.1 to 0.2 radians. Therefore, the degree of freedom in design increases and it becomes possible to provide an inclinometer that is optimal for on-site measurement.

更にまた、本発明は、上述したところにより明
らかなように、構成が簡素で機械的な機構部を有
しないから、長期に亘り安定したひずみ出力を得
ることのできる安価な傾斜計を提供することがで
きる。
Furthermore, as is clear from the above, the present invention provides an inexpensive inclinometer that has a simple configuration and does not have a mechanical mechanism, and is therefore capable of obtaining stable strain output over a long period of time. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のひずみゲージ式傾斜計の概略構
成図、第2図は本発明の一実施例の構成を模式的
に示す概略構成図、第3図A,Bは、第2図に示
す実施例の変形例をそれぞれ示す概略構成図、第
4図は本発明を実施する上において最適条件を求
めるための説明図、第5図は第4図に基づき所定
の計算によつて得られた数値をグラフ化した曲線
図、第6図はひずみゲージを組合わせて構成した
ホイートストンブリツジの一例を示す回路図、第
7図は第2図に示す本発明の実施例を更に具体化
した他の実施例の構成を示す斜視図、第8図は第
7図に示す実施例を更に具体化した更に他の実施
例の構成を示す断面図である。 11,37……ヒンジ、12,36……上方固
定部、12′,12″,34,35……側方固定
部、13……垂下アームの下部、w……重錘、1
4……振子、15……垂下アーム、16,17…
…リング状変換器、18〜25……ひずみゲー
ジ、32……傾斜計本体、33……台座。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional strain gauge type inclinometer, FIG. 2 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A and B are shown in FIG. 4 is an explanatory diagram for determining optimal conditions for carrying out the present invention, and FIG. 5 is a diagram obtained by predetermined calculations based on FIG. 4. Figure 6 is a circuit diagram showing an example of a Wheatstone bridge constructed by combining strain gauges, and Figure 7 is a diagram showing a further embodiment of the present invention shown in Figure 2. FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the embodiment shown in FIG. 11, 37... Hinge, 12, 36... Upper fixing part, 12', 12'', 34, 35... Side fixing part, 13... Lower part of hanging arm, w... Weight, 1
4... Pendulum, 15... Drooping arm, 16, 17...
...Ring transducer, 18-25...Strain gauge, 32...Inclinometer body, 33...Pedestal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 擁壁、建造物等に設置しまたは土中に埋設し
これらの変状を測定する傾斜計において、上端を
固定部に揺動可能に取付けられた垂下アームと、
この垂下アームの下部に固定された重錘と、前記
垂下アームの振れ角方向の両側に配設された側方
固定部と前記垂下アームとの間にそれぞれ介装さ
れひずみゲージが添着された2つのリング状変換
器と、を具備することを特徴とするひずみゲージ
式リング変換器型傾斜計。 2 前記2つのリング状変換器は、前記側方固定
部と前記垂下アームとの各接触部においてそれぞ
れ前記側方固定部と前記垂下アームに固定されて
いる特許請求の範囲第1項記載のひずみゲージ式
リング変換器型傾斜計。 3 前記リング状変換器が、前記重錘の重量を
W、前記垂下アームの上方固定部への枢支点から
前記重錘の固定点までの部分の長さをL、前記リ
ング状変換器の材質、形状で定まる定数をC、前
記垂下アームの前記上方固定部への枢支点から前
記リング状変換器の固定点までの部分の長さをl
としたとき、 l=√ なる垂下アームの位置に固定されている特許請求
の範囲第1項または第2項記載のひずみゲージ式
リング変換器型傾斜計。
[Claims] 1. An inclinometer installed on a retaining wall, a building, etc. or buried in the soil to measure deformation thereof, comprising a hanging arm whose upper end is swingably attached to a fixed part;
A weight fixed to the lower part of the hanging arm, and a strain gauge attached to the hanging arm are interposed between a lateral fixing part provided on both sides of the hanging arm in the swing angle direction and the hanging arm. A strain gauge type ring transducer type inclinometer, comprising: two ring transducers. 2. The strain according to claim 1, wherein the two ring-shaped transducers are respectively fixed to the side fixing part and the hanging arm at respective contact parts between the side fixing part and the hanging arm. Gauge type ring transducer type inclinometer. 3. The ring-shaped transducer is configured such that the weight of the weight is W, the length of the portion from the pivot point to the upper fixation part of the hanging arm to the fixation point of the weight is L, and the material of the ring-shaped transducer is , C is a constant determined by the shape, and l is the length of the portion from the pivot point of the hanging arm to the upper fixed part to the fixed point of the ring-shaped transducer.
The strain gauge ring transducer type inclinometer according to claim 1 or 2, wherein the hanging arm is fixed at a position where l=√.
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JPS63316260A (en) * 1987-06-19 1988-12-23 Tokico Ltd Pos terminal equipment
JPH01319805A (en) * 1988-06-21 1989-12-26 Kubota Ltd Travelling control device for working vehicle
JPH0633399U (en) * 1992-09-30 1994-04-28 富士通テン株式会社 Backlight illumination device for display device

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JPS6295414A (en) * 1985-10-21 1987-05-01 Oyo Keisoku Kogyo Kk Inclinometer
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