JPS6251401B2 - - Google Patents

Info

Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hanging arm
ring
weight
inclinometer
fixed
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
Application number
JP1337982A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58131508A (ja
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Electronic Instruments Co Ltd filed Critical Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority to JP1337982A priority Critical patent/JPS58131508A/ja
Publication of JPS58131508A publication Critical patent/JPS58131508A/ja
Publication of JPS6251401B2 publication Critical patent/JPS6251401B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説
明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP1337982A 1982-02-01 1982-02-01 ひずみゲ−ジ式リング変換器型傾斜計 Granted JPS58131508A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1337982A JPS58131508A (ja) 1982-02-01 1982-02-01 ひずみゲ−ジ式リング変換器型傾斜計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1337982A JPS58131508A (ja) 1982-02-01 1982-02-01 ひずみゲ−ジ式リング変換器型傾斜計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58131508A JPS58131508A (ja) 1983-08-05
JPS6251401B2 true JPS6251401B2 (ja) 1987-10-29

Family

ID=11831457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1337982A Granted JPS58131508A (ja) 1982-02-01 1982-02-01 ひずみゲ−ジ式リング変換器型傾斜計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58131508A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63316260A (ja) * 1987-06-19 1988-12-23 Tokico Ltd Pos端末機
JPH01319805A (ja) * 1988-06-21 1989-12-26 Kubota Ltd 作業車の走行制御装置
JPH0633399U (ja) * 1992-09-30 1994-04-28 富士通テン株式会社 表示装置のバックライト照明装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6295415A (ja) * 1985-10-21 1987-05-01 Oyo Keisoku Kogyo Kk 傾斜警報センサ−
JPS6295414A (ja) * 1985-10-21 1987-05-01 Oyo Keisoku Kogyo Kk 傾斜計

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63316260A (ja) * 1987-06-19 1988-12-23 Tokico Ltd Pos端末機
JPH01319805A (ja) * 1988-06-21 1989-12-26 Kubota Ltd 作業車の走行制御装置
JPH0633399U (ja) * 1992-09-30 1994-04-28 富士通テン株式会社 表示装置のバックライト照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58131508A (ja) 1983-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5165279A (en) Monolithic accelerometer with flexurally mounted force transducer
US4879914A (en) Unitary push-pull force transducer
JP5519669B2 (ja) 高分解能のデジタル地震及び重力センサ及び方法
US3465597A (en) Vibrating-column accelerometer
US4258565A (en) Force detector
JPS6034069B2 (ja) 変換器用保証質量組立体
US4667413A (en) Inclinometers
JPS6126627B2 (ja)
JPS63503571A (ja) 加速度計の温度補正
JP2010500556A (ja) 光ファイバー格子センサを用いた内空変位計測装置及びこれを用いた計測方法
US5036715A (en) Cantilevered force sensing assembly utilizing one or two resonating force sensing devices
JPH07117440B2 (ja) 充填面調節装置
JPS63503573A (ja) 浮動ビーム温度補償を有する加速度計
JPS6251401B2 (ja)
NO823684L (no) Vinkelhastighetsensor.
CN218380884U (zh) 一种平动式光纤光栅倾角传感器
CN116203280A (zh) 一种柔性铰链光纤光栅加速度传感器及测量方法
US7690272B2 (en) Flexural pivot for micro-sensors
US7024949B2 (en) Load transducers employing a sensing device
US4497213A (en) Gyroscopic force measuring cell
US4478303A (en) Weighing scale
US4095463A (en) Dynamometer cell
JPS6251402B2 (ja)
SU940072A1 (ru) Датчик вибрации
US4047428A (en) Force measuring transducer with frequency output signal