JPS6251402B2 - - Google Patents

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JPS6251402B2
JPS6251402B2 JP14337382A JP14337382A JPS6251402B2 JP S6251402 B2 JPS6251402 B2 JP S6251402B2 JP 14337382 A JP14337382 A JP 14337382A JP 14337382 A JP14337382 A JP 14337382A JP S6251402 B2 JPS6251402 B2 JP S6251402B2
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JP
Japan
Prior art keywords
pendulum
weight
strain gauge
inclinometer
fixed
Prior art date
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Expired
Application number
JP14337382A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5934111A (en
Inventor
Shigeru Matsuo
Takeo Watanabe
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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Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Electronic Instruments Co Ltd filed Critical Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority to JP14337382A priority Critical patent/JPS5934111A/en
Publication of JPS5934111A publication Critical patent/JPS5934111A/en
Publication of JPS6251402B2 publication Critical patent/JPS6251402B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • G01C9/12Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum

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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)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、擁壁や建造物等の構築物や地中に設
置してこれらの変状を高感度に測定するためのひ
ずみゲージ式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 inclinometer that is installed in structures such as retaining walls and buildings, or underground, to measure deformations thereof with high sensitivity.

これらの変状を傾斜角の変化により監視するこ
とは、工事施行中は、施行管理上、施行後は、安
全管理上極めて重要なことで、そのため、傾斜角
の微小な変化を長期にわたり精度よく測定し得る
傾斜計の出現が望まれている。
Monitoring these deformations by changes in slope angle is extremely important for construction management during construction and for safety management after construction. It is hoped that an inclinometer that can measure this will be developed.

このような微小な傾斜角を検出する方式として
は、ひずみゲージ式、差動トランス式、サーボ
式、電磁センサ式等様々な方式があり、これらの
方式を用いた各種装置が従来から提案され且つ実
用に供されている。しかしながら、これらの方式
には、それぞれ一長一短があり、温度特性、直線
性、長期安定性、応答性等の点で優れているひず
みゲージ式も過傾斜(ロードセル等のオーバーロ
ードに相当)により起歪部が破壊しやすいことや
出力が他の方式に比べて微弱なことなど、大きな
欠点を有していた。
There are various methods for detecting such minute angles of inclination, such as strain gauge method, differential transformer method, servo method, and electromagnetic sensor method. Various devices using these methods have been proposed and It is put into practical use. However, each of these methods has its advantages and disadvantages, and the strain gauge method, which is excellent in terms of temperature characteristics, linearity, long-term stability, and responsiveness, also suffers from distortion due to overtilt (equivalent to overload of a load cell, etc.). It had major drawbacks, such as the parts being easily destroyed and the output being weaker than other methods.

従来のひずみゲージ式傾斜計の検出部の一般的
な構造は、例えば、特公昭44−20200号公報、第
3図aおよびbに開示されているように、上端を
固定部に固定し、下端に重錘を固定した片持梁
(いわゆるカンチレバー)の固定部の近傍にひず
みゲージを添着し、固定部が傾斜してある傾斜角
が生じたときに重錘の分力によつて片持梁に曲げ
モーメントが発生し、この曲げモーメントによつ
て片持梁に生じた表面のひずみの変化をひずみゲ
ージで検出するように構成されている。
The general structure of the detection part of a conventional strain gauge type inclinometer is that the upper end is fixed to a fixed part and the lower end is A strain gauge is attached near the fixed part of a cantilever beam (so-called cantilever) to which a weight is fixed, and when the fixed part is tilted to a certain angle of inclination, the force of the weight is applied to the cantilever beam. A bending moment is generated in the cantilever beam, and the strain gauge is configured to detect changes in surface strain caused by this bending moment.

このように構成された従来のひずみゲージ式傾
斜計は、微小傾斜を高感度に検出しようとすれば
する程、上記片持梁をますます長く、厚さもかな
り薄いものにし、重錘の重量も大きくしなければ
ならないため、起歪部にあたる片持梁が非常に壊
れ易いという欠点があつた。そこで、過傾斜に対
して壊れないようにするため、ストツパを設け、
過傾斜に対してストツパが働くような構造にした
ものもある。
In conventional strain gauge type inclinometers configured in this way, the more sensitively the minute inclinations are detected, the longer and thinner the cantilevers are, and the heavier the weight is. Since it had to be made large, it had the disadvantage that the cantilever beam, which is the strain-generating part, was very easy to break. Therefore, in order to prevent it from breaking due to excessive inclination, a stopper was installed.
Some have a structure in which a stopper acts against excessive inclination.

また、カンチレバー式の傾斜計を改良したもの
が特公昭54−4870号に開示されている。この従来
の傾斜計は、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、ばねの弾力との組合わせ
により、片持梁に取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
る機構部とを有し、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高感度で検出できるように
したものである。
Furthermore, an improved cantilever type inclinometer is disclosed in Japanese Patent Publication No. 4870/1983. This conventional inclinometer uses a combination of a heating wire or an electromagnet that operates in conjunction with the opening and closing of an external power source and the elasticity of a spring, and a rotary body (gear) attached to a cantilever and the spring. It has a mechanical part that joins the supported fixed part, and is capable of detecting an inclination angle smaller than the angle between the inclinometer and the vertical line with high sensitivity based on that orientation, regardless of the buried orientation of the inclinometer. This is what I did.

しかしながら、この後者の傾斜計は、前者と同
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
し高価となりがちであるばかりでなくヒステリシ
ス、直線性等の点で満足すべき性能が得られない
ものであつた。
However, this latter type of inclinometer has the same problems as the former, as well as requiring electromagnets, gears, and other mechanical mechanisms as mentioned above, making the structure complex and expensive. However, it was not possible to obtain satisfactory performance in terms of performance, etc.

そして、上述のいずれの従来例も、重錘を片持
梁、すなわち起歪部で吊るす方式であるため、起
歪部が弱く、特に大きな欠点として、傾斜計を上
下逆にしたとき、起歪部が座屈してしまうことが
多く、例えば挿入式傾斜計のように可搬型のもの
や、固定式のものでも設置の際などに誤まつて逆
にして壊してしまうことが多く、起歪部の軸方向
変位が小さいことから軸方向のストツパを設けて
これを解決することは非常に困難であつた。
In all of the above-mentioned conventional examples, the weight is suspended by a cantilever, that is, a strain-generating part, so the strain-generating part is weak, and a particularly big drawback is that when the inclinometer is turned upside down, the strain-generating part is weak. For example, even portable inclinometers such as insertion-type inclinometers, or fixed types, are often accidentally folded upside down and broken during installation, resulting in strain-generating parts. Since the axial displacement of the shaft is small, it is very difficult to solve this problem by providing an axial stopper.

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、微少傾斜
角を高感度に検出できる傾斜計を提供すること、
第2に、機械的接触箇所や摩擦箇所がなく、した
がつて直線性、ヒステリシスおよび繰返し性のよ
い傾斜計を提供すること、第3に、必要な測定範
囲のものが容易に設計製作できる傾斜計を提供す
ること、第4に構造が比較的簡単で、安価に大量
に供給できる傾斜計を提供すること、第5に種々
の使用条件に対して壊れにくい傾斜計を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of these drawbacks, and its objectives are, firstly, to provide an inclinometer that can detect minute inclination angles with high sensitivity;
Second, to provide an inclinometer that has no mechanical contact or friction points, and therefore has good linearity, hysteresis, and repeatability; and third, to provide an inclinometer that can be easily designed and manufactured to have the required measurement range. Fourth, to provide an inclinometer that has a relatively simple structure and can be supplied in large quantities at low cost.Fifth, to provide an inclinometer that is resistant to breakage under various usage conditions.

以下、添付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 accompanying drawings.

第1図、第2図および第3図は、本発明の異な
る実施例の構成を模式的に示すそれぞれ概略構成
図である。
FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 are schematic configuration diagrams each schematically showing the configuration of different embodiments of the present invention.

第1図の実施例における傾斜計は、構築物や地
中等の測定対象物と一体になつて傾斜する固定部
1と、その固定部1に取付けられて一定方向の傾
斜(傾斜角θ)に応じて振ねる梁部2およびこの
梁部2の他端(図においては下端)に取付けられ
た重錘3を有する振子4と、固定部1ら振子4の
重錘3付近まで延設され固定部1と実質的に一体
をなす固定片5と、振子4の重錘3付近にあつて
一端6を固定部1と一体になつた固定片5に固定
され他端7を軸方向変位吸収ばね8を介して重錘
3に結合され振子4より十分に短かい片持梁9
と、この片持梁9上のひずみを検出し得る位置に
接着等の手段により添着されたひずみゲージ10
とから構成されている。
The inclinometer in the embodiment shown in Fig. 1 has a fixed part 1 that tilts integrally with the object to be measured, such as a structure or the ground, and a fixed part 1 that is attached to the fixed part 1 and responds to the inclination in a certain direction (inclination angle θ). A pendulum 4 has a beam part 2 that swings, a pendulum 4 having a weight 3 attached to the other end (lower end in the figure) of this beam part 2, and a fixed part extending from the fixed part 1 to the vicinity of the weight 3 of the pendulum 4. 1, and a fixed piece 5 which is located near the weight 3 of the pendulum 4, has one end 6 fixed to the fixed piece 5 which is integrated with the fixed part 1, and the other end 7 of which is an axial displacement absorbing spring 8. A cantilever beam 9 that is connected to the weight 3 through the pendulum 4 and is sufficiently shorter than the pendulum 4.
and a strain gauge 10 attached by adhesive or other means to a position on the cantilever beam 9 where strain can be detected.
It is composed of.

なお、振子4の梁部4は、上下を逆にしたとき
でも座屈しない長さと断面形状(厚さ、幅など)
をしており、軸方向変位吸収ばね8は、振子4の
動きを片持梁9に摩擦なく伝達するとともに振子
4と片持梁9の軸方向の長さすなわち揺動半径の
相違に基づく重錘3に対する相対的な位置のずれ
すなわち片持梁9に生ずる引張力を吸収するよう
に構成されている。
Note that the beam portion 4 of the pendulum 4 has a length and cross-sectional shape (thickness, width, etc.) that will not buckle even when turned upside down.
The axial displacement absorbing spring 8 transmits the movement of the pendulum 4 to the cantilever beam 9 without friction, and also absorbs the weight due to the difference in the axial length of the pendulum 4 and the cantilever beam 9, that is, the swing radius. It is configured to absorb a relative displacement with respect to the weight 3, that is, a tensile force generated on the cantilever beam 9.

このように構成された傾斜計の動作につき説明
するに、測定対象物がある傾斜角θだけ傾斜する
と、この測定対象物に設置された固定部1および
固定片5がともに傾斜角θと同じ角度(この場
合、傾斜計の主軸線11と鉛直線12とのなす
角)傾き、これにより振子4(梁部2と重錘3)
が振れ、この振子4の振れが軸方向変位吸収ばね
8を介して片持梁9に伝達され、片持梁9を撓ま
せる。この片持梁9に生じたひずみを、そこに添
着されたひずみゲージ10で検出する。このひず
みゲージ10の出力は、測定対象物の傾斜(傾斜
角θ)に対して高感度で応答し、しかも正確に対
応する。
To explain the operation of the inclinometer configured in this way, when the object to be measured is tilted by a certain angle of inclination θ, both the fixed part 1 and the fixed piece 5 installed on the object to be measured are tilted at the same angle as the inclination angle θ. (In this case, the angle between the main axis 11 of the inclinometer and the vertical line 12), which causes the pendulum 4 (beam 2 and weight 3)
swings, and this swing of the pendulum 4 is transmitted to the cantilever beam 9 via the axial displacement absorbing spring 8, causing the cantilever beam 9 to flex. The strain generated in this cantilever beam 9 is detected by a strain gauge 10 attached thereto. The output of the strain gauge 10 responds to the inclination (inclination angle θ) of the object to be measured with high sensitivity and corresponds accurately.

第2図は、他の実施例の構成を示しており、第
1図示のものとの相違点は、第1図示のものが振
子4の梁部2に弾性梁を用い且つその上端が固定
部1に固定されているのに対し、本実施例のもの
は、梁部2′に剛体梁を用い且つその上端をヒン
ジ13を介して固定部1に取付けた点にある。
Fig. 2 shows the configuration of another embodiment, and the difference from the one shown in Fig. 1 is that the one shown in Fig. 1 uses an elastic beam for the beam part 2 of the pendulum 4, and the upper end thereof is a fixed part. In contrast, in this embodiment, a rigid beam is used as the beam portion 2', and its upper end is attached to the fixed portion 1 via a hinge 13.

このように構成された本実施例のものは、他の
条件を同じとすると第1図示のものに比べヒンジ
13の精度への影響が場合によつては多少生ずる
虞れはあるが、傾斜計としての感度が高くなると
いう利点がある。
The device of this embodiment configured in this way may have a slight influence on the accuracy of the hinge 13 in some cases compared to the one shown in the first drawing, assuming other conditions are the same, but the inclinometer is This has the advantage of increasing sensitivity.

第3図は、さらに他の実施例の構成を示してお
り、傾斜を検知する片持梁の一端を、固定片5側
ではなく、重錘3側に固定したものである。
FIG. 3 shows the configuration of yet another embodiment, in which one end of the cantilever beam for detecting inclination is fixed not to the fixed piece 5 side but to the weight 3 side.

すなわち、同図において、片持梁9′は、一端
6′を重錘3に固定され、他端7′は軸方向変位吸
収ばね8′を介して固定片5に結合されており、
片持梁9′上の所定の場所にひずみゲージ10が
添着(例えば接着)されている。
That is, in the figure, the cantilever beam 9' has one end 6' fixed to the weight 3, and the other end 7' connected to the fixed piece 5 via an axial displacement absorbing spring 8'.
A strain gauge 10 is attached (for example, glued) to a predetermined location on the cantilever 9'.

このように構成した場合でも、第1図および第
2図に示した実施例のものと同様の効果を得るこ
とができる。
Even with this configuration, effects similar to those of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.

第4図は、第1図に示した本発明の実施例を具
体化したさらに他の実施例の構成を示す斜視図で
ある。なお、第4図において第1図と対応する部
分については同一符号を付しその説明を省略す
る。
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of yet another embodiment of the embodiment of the invention shown in FIG. 1. Note that in FIG. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

同図において、固定片5は固定部1から重錘3
に形成された角穴14内まで延設されており、し
たがつて、重錘3の振れ角は、角穴14で規制さ
れる。すなわち、固定片5の角穴14に対向する
部分15は振子4の過傾斜に対するストツパとし
ての機能を有している。固定部1の上端には構築
物や地中等の測定対象物と一体となつて傾斜する
外部保護ケース(図示せず)等に固定するための
ねじ孔16が設けられている。
In the figure, the fixed piece 5 is connected from the fixed part 1 to the weight 3.
The swing angle of the weight 3 is therefore regulated by the square hole 14 . That is, the portion 15 of the fixed piece 5 facing the square hole 14 functions as a stopper against excessive inclination of the pendulum 4. A screw hole 16 is provided at the upper end of the fixing part 1 for fixing it to an external protective case (not shown) or the like that slopes integrally with an object to be measured such as a structure or the ground.

第5図a〜fは、本発明の要部である軸方向変
位吸収ばねの各種変形例をその取付態様とともに
示すそれぞれ模式的構成図である。なお、第5図
において、第1図と共通の部材(または部分)に
は同一の符号を付してある。また、軸方向変位吸
収ばね8については、それぞれの構成を異にして
いるが同一の符中を付してある。
FIGS. 5a to 5f are schematic configuration diagrams showing various modifications of the axial displacement absorbing spring, which is a main part of the present invention, together with their mounting manners. In FIG. 5, members (or parts) common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. Furthermore, although the axial displacement absorbing springs 8 have different configurations, they are given the same reference numerals.

第5図a〜fにおいて、軸方向変位吸収ばね8
は、それぞれ薄板ばね材からなりその形状はa図
の場合は、略かぶり笠状、b図の場合は、略疲走
線状、c図の場合、長円形状、d図の場合、円形
状、e図の場合、ハート形状、f図の場合、変形
ハート形状に形成され、いずれもその一端(図に
おいては上端)を鋲17をもつて片持梁9に連結
され、その他端を重錘3に取付けられている。同
図d,eにおいて、軸方向変位吸収ばね8はR面
付き座金18が該ばね8の内側から当てられ、ボ
ルト19をもつて重錘3に取付けられている。
In FIGS. 5a to 5f, the axial displacement absorbing spring 8
are each made of a thin plate spring material, and the shape is approximately a cap shape in the case of figure a, approximately a fatigue line shape in the case of figure b, an elliptical shape in the case of figure c, and a circular shape in the case of figure d. , in the case of figure e, it is formed in a heart shape, and in the case of figure f, it is formed in a deformed heart shape, and one end (the upper end in the figure) is connected to the cantilever beam 9 with a stud 17, and the other end is connected to a weight. It is attached to 3. In Figures d and e, the axial displacement absorbing spring 8 is attached to the weight 3 with a bolt 19, with a rounded washer 18 applied from the inside of the spring 8.

このような軸方向変位吸収ばね8を用いる必要
性について第1図を参照して説明するに、傾斜時
の、振子4による重錘3の軌跡と片持梁9の他端
7の軌跡ま同じではないので、もし片持梁9の他
端7を直接重錘3に結合(固定)させると、傾斜
により片持梁9に過大な引張力が作用し、片持梁
9を破壊させてしまうことになる。それを避ける
べく重錘3にローラ等を組み込んでそのローラで
片持梁9上を滑らせて片持梁9に過大な引張力が
作用しないようにする方法が考えられるが、機械
的なローラを組み込むことによつてその摩擦やガ
タの影響でヒステリシスや繰り返し性が悪くなり
高感度、高精度が望めなくなる。そこで、上述の
実施例の如き軸方向変位吸収ばね8,8′を片持
梁9と重錘3との間または片持梁9と固定片5と
の間に介在させると、機械的接触箇所や摩擦箇所
が無くなりまた軸方向変位吸収ばね8は、一定範
囲内では弾性体と考えてよいので精度に悪影響を
及ぼすことはない。
The necessity of using such an axial displacement absorbing spring 8 will be explained with reference to FIG. Therefore, if the other end 7 of the cantilever beam 9 is directly connected (fixed) to the weight 3, an excessive tensile force will be applied to the cantilever beam 9 due to the inclination, causing the cantilever beam 9 to break. It turns out. In order to avoid this, it is possible to incorporate a roller or the like into the weight 3 and use the roller to slide on the cantilever beam 9 to prevent excessive tensile force from acting on the cantilever beam 9. By incorporating this, hysteresis and repeatability deteriorate due to the effects of friction and play, making it impossible to expect high sensitivity and high accuracy. Therefore, if the axial displacement absorbing springs 8, 8' as in the above embodiment are interposed between the cantilever beam 9 and the weight 3 or between the cantilever beam 9 and the fixed piece 5, mechanical contact points Moreover, the axial displacement absorbing spring 8 can be considered to be an elastic body within a certain range, so that there is no adverse effect on accuracy.

なお、本発明は、上述した実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、
種々の変更、組合わせ、置換等が可能であること
は勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be modified without departing from the gist thereof.
Of course, various changes, combinations, substitutions, etc. are possible.

例えば、第2図に於いて振子4の梁部2′の上
端を固定部1へ取付ける手段としては、第2図に
示されるもののほか柔軟な帯状片からなるヒンジ
を介して梁部2′の上端を固定部1に取付けるよ
うにしてもよい。このようにすることによつて、
機械的摩擦部分を無くしヒンジによる精度への悪
影響を無くすことができるとともに第1図示のも
ののような弾性梁を用いたものに比べ傾斜計とし
ての感度を高くすることができる。
For example, in FIG. 2, the upper end of the beam portion 2' of the pendulum 4 may be attached to the fixed portion 1 by using a hinge made of a flexible strip, in addition to the method shown in FIG. The upper end may be attached to the fixed part 1. By doing this,
It is possible to eliminate the mechanical friction part and eliminate the adverse effect of the hinge on accuracy, and it is also possible to increase the sensitivity of the inclinometer compared to the one using an elastic beam like the one shown in the first figure.

また、第3図に示す梁部2を、剛体梁とし、上
端および下端をヒンジを介してそれぞれ固定部1
および重錘3に取付けるようにしてもよい。
Moreover, the beam part 2 shown in FIG.
It may also be attached to the weight 3.

また、軸方向変位吸収ばね8の片持梁9への取
付け手段についても鋲17を用いず、点溶接やロ
ー付けによつてもよい。
Also, the rivets 17 may not be used as the means for attaching the axial displacement absorbing spring 8 to the cantilever beam 9, and spot welding or brazing may be used.

また、傾斜計をケースに収容しその内部にシリ
コンオイル等のダンピング材を充填して高周波振
動等によるノイズ成分の軽減を計るようにしても
よい。
Alternatively, the inclinometer may be housed in a case and a damping material such as silicone oil may be filled inside the case to reduce noise components caused by high frequency vibrations and the like.

また、傾斜計の過傾斜を阻止するストツパ手段
として、固定片5で重錘3の振れ方向の限界を規
制するように構成した例(第4図)を示したが、
例えば、傾斜計を収容するケースにストツパ部分
を設けるようにしてもよい。さらには運搬時に
は、ストツパねじ等で振子4または重錘3をケー
スもしくは固定片5等に押え付けて固定するよう
にしてもよい。
Furthermore, as a stopper means for preventing over-inclination of the inclinometer, an example (Fig. 4) is shown in which the fixed piece 5 is used to restrict the limit of the swing direction of the weight 3.
For example, a stopper portion may be provided in the case housing the inclinometer. Furthermore, during transportation, the pendulum 4 or the weight 3 may be fixed by being pressed against the case or the fixing piece 5 using a stopper screw or the like.

以上詳述したように本発明によれば、従来の傾
斜計に比べ以下に述べる数々の利点を有する傾斜
計を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an inclinometer that has a number of advantages as described below compared to conventional inclinometers.

第1に、片持梁の長さに比べて振子(梁および
重錘)の長さの方が十分に長いので、片持梁と梁
部の材質、断面形状をそれぞれ別個に適宜定める
ことにより傾斜計の傾斜に対して高感度に応答す
る。換言すれば、本発明の傾斜計は、測定対象物
の微小傾斜角を高感度に検出することができる。
First, since the length of the pendulum (beam and weight) is sufficiently longer than the length of the cantilever beam, it is possible to Responds with high sensitivity to the tilt of the inclinometer. In other words, the inclinometer of the present invention can detect minute inclination angles of the object to be measured with high sensitivity.

第2に、本発明の傾斜計は、機械的接触箇所や
摩擦箇所が無いため、直線性、ヒステリシスおよ
び繰返し性が極めて良好である。
Second, the inclinometer of the present invention has very good linearity, hysteresis, and repeatability because there are no mechanical contact points or friction points.

第3に、本発明の傾斜計は、梁部の長さを適当
に変えることにより必要な測定範囲のものが容易
に設計、製作することができる。
Thirdly, the inclinometer of the present invention can be easily designed and manufactured into a required measurement range by appropriately changing the length of the beam portion.

第4に、本発明の傾斜計は、上述した特公昭44
−20200号公報に開示される傾斜計の構造に比べ
ると、梁部と軸方向変位吸収ばねの分だけ複雑に
なつてはいるが、これらはいずれも安価な部材で
あり、その他の部材も種々の測定範囲(すなわち
容量)の傾斜計に共通使用し得るものが多く、ま
た傾斜計全体の構成も比較的簡単で大量生産に適
しており安価に大量に供給可能である。
Fourthly, the inclinometer of the present invention is based on the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 44
Compared to the structure of the inclinometer disclosed in Publication No. 20200, it is more complicated due to the beam part and the axial displacement absorbing spring, but these are all inexpensive members, and various other members are also used. There are many inclinometers that can be used in common with measuring ranges (that is, capacities) of , and the overall structure of the inclinometer is relatively simple and suitable for mass production, and can be supplied in large quantities at low cost.

第5に、本発明の傾斜計は、ひずみゲージが添
着された片持梁では重錘を支えず、振子の梁部で
これを支えるように構成してあるため、高感度で
ありながら堅牢である。例えば、梁部を座屈しな
い長さと断面形状とし過傾斜を阻止するストツパ
手段を設けることにより、過傾斜に対しても、ま
た上下逆にしても壊れない傾斜計とすることがで
きる。
Fifth, the inclinometer of the present invention does not support the weight with the cantilever beam to which the strain gauge is attached, but is supported with the beam of the pendulum, so it is highly sensitive and robust. be. For example, by making the beam portion long and cross-sectional so that it does not buckle, and by providing a stopper means for preventing excessive inclination, it is possible to obtain an inclinometer that will not break even if it is over-inclined or turned upside down.

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

第1図、第2図および第3図は本発明のそれぞ
れ異なる実施例の構成を模式的に示すそれぞれ概
略構成図、第4図は第1図に示す実施例を具体化
したさらに他の構成を示す斜視図、第5図a〜f
は本発明の要部である軸方向変位吸収ばねの各種
変形例をその取付態様とともに示すそれぞれ模式
的構成図である。 1……固定部、2,2′……梁部、3……重
錘、4……振子、5……固定片、8……軸方向変
位吸収ばね、9……片持梁、10……ひずみゲー
ジ、θ……傾斜角。
1, 2, and 3 are schematic configuration diagrams each schematically showing the configuration of different embodiments of the present invention, and FIG. 4 is a further configuration embodying the embodiment shown in FIG. 1. Perspective views showing Figure 5 a-f
2A and 2B are schematic configuration diagrams showing various modifications of the axial displacement absorbing spring, which is a main part of the present invention, together with their mounting manners. 1... fixed part, 2, 2'... beam part, 3... weight, 4... pendulum, 5... fixed piece, 8... axial displacement absorption spring, 9... cantilever beam, 10... ...strain gauge, θ...angle of inclination.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 構築物や地中等に設置してそれらの変状を測
定するための傾斜計において、前記構築物や地中
等の測定対象物と一体になつて傾斜する固定部
と、この固定部に一端が取付けられた梁部の他端
に重錘を有し一定方向の傾斜に応じて振れる振子
と、前記固定部から前記振子の重錘付近まで延設
され前記固定部と実質的に一体をなす固定片と、
前記振子より十分に短かく一端を前記固定片また
は前記重錘に固定され他端を軸方向変位吸収ばね
を介して前記重錘または前記固定片に結合された
片持梁と、この片持梁に添着されたひずみゲージ
とから成り前記測定対象物の傾斜を前記ひずみゲ
ージによつて検出するように構成したことを特徴
とするひずみゲージ式傾斜計。 2 前記軸方向変位吸収ばねは、前記振子と前記
片持梁の軸方向の長さの相違に基づき前記片持梁
に生ずる引張力を吸収するように構成されている
特許請求の範囲第1項記載のひずみゲージ式傾斜
計。 3 前記振子は、上下を逆にしたときでもその梁
部が座屈しない長さと断面形状とされている特許
請求の範囲第1項記載のひずみゲージ式傾斜計。 4 前記固定片が、前記重錘の振れ方向の限界を
規制するように前記重錘と対向する位置まで延設
されている特許請求の範囲第1項記載のひずみゲ
ージ式傾斜計。
[Scope of Claims] 1. An inclinometer installed in a structure or the ground to measure deformation thereof, comprising a fixed part that tilts integrally with the object to be measured such as the structure or the ground, and this fixed part. a pendulum having one end attached to a beam part and a weight at the other end thereof and swinging in response to an inclination in a certain direction; and a pendulum extending from the fixed part to near the weight of the pendulum and substantially connected to the fixed part. An integral fixed piece;
a cantilever beam that is sufficiently shorter than the pendulum and has one end fixed to the fixed piece or the weight and the other end connected to the weight or the fixed piece via an axial displacement absorbing spring; 1. A strain gauge type inclinometer, comprising: a strain gauge attached to a strain gauge, and the strain gauge is configured to detect the inclination of the object to be measured using the strain gauge. 2. Claim 1, wherein the axial displacement absorbing spring is configured to absorb a tensile force generated in the cantilever beam based on the difference in axial length between the pendulum and the cantilever beam. Strain gauge type inclinometer as described. 3. The strain gauge type inclinometer according to claim 1, wherein the pendulum has a length and a cross-sectional shape that prevents the beam portion from buckling even when the pendulum is turned upside down. 4. The strain gauge type inclinometer according to claim 1, wherein the fixed piece extends to a position facing the weight so as to restrict the limit of the swing direction of the weight.
JP14337382A 1982-08-20 1982-08-20 Strain gauge type inclinometer Granted JPS5934111A (en)

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JPH0797005B2 (en) * 1991-11-07 1995-10-18 株式会社自動制御技術研究所 Vertical displacement measuring device in the ground
CN108166539A (en) * 2017-12-26 2018-06-15 上海建工集团股份有限公司 A kind of pneumatic probe apparatus of piston adhesion type and its application method

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