JPS588722B2

JPS588722B2 - 傾斜計

Info

Publication number: JPS588722B2
Application number: JP54135856A
Authority: JP
Inventors: 佐藤俊哉; 小松実; 清水祐信
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tohoku Kinzoku Kogyo KK
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tohoku Kinzoku Kogyo KK
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1979-10-23
Publication date: 1983-02-17
Also published as: JPS5660313A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は可動コイルと検出コイル間の電磁相互誘導作用
の原理を利用した傾斜計こ係り、特こ小形、安価でかつ
精度の良い傾斜計に関するものである。

一般に傾斜計はジンバル、ジャイロ、振り子等を応用し
たものが多く、そのため構造が複雑であり、非常に高価
なものになるという欠点があった。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は可動線輪形計器の原理を応用し可動コイルと検出コイ
ルの２つのコイル間の変動磁束の電磁相互誘導作用を利
用した安価で小形かつ精度がよく、また、可動コイルと
検出コイル間の信号の伝送効率が高く、同一の可動コイ
ル入力に対して大きい検出器出力が得られると共に同期
検波を用いでいるため検出コイルは簡単な単巻線構造の
ものを使用することができ、さらに、液体などの制動物
質を用いることなく可動コイルの制動を行うことができ
、かつ傾斜の動きに対してその応答性がよいと共こ、液
体などによる制動ではなく電磁制動こ近い制動の簡易形
傾斜計を提供することこある。

このような目的を達成するためこ、本発明は、鉄心を内
こもった可動コイルをそのコイルの中心の軸受で回転可
能となし、前記可動コイルに付属させた平行腕の１片を
重くなし、これに基いて上記平行腕の１片が常に下方に
あるよう傾斜測定対象物の傾斜に拘らず常に上記可動コ
イルが鉛直方向こあるようになし、その可動コイルから
発生する磁束を検出する検出コイルを上記可動コイルの
面に相対峙するよう傾斜計本体に固定し、上記傾斜測定
対象物の傾斜による上記検出コイルの傾きで上記可動コ
イルと対向位置が変動することこより、検出出力の変化
を生ぜしめるよう（したもので、以下、図面に基づき本
発明の実施例を詳細こ説明する。

第１図は本発明による傾斜計の誘起機構を説明するため
の図で、ａは検出コイルが傾斜しないときを示し、ｂは
検出コイルが傾斜したときを示す。

図こおいて、１は鉄心を内こもった可動コイル、２は検
出コイル、３は検出コイル２の鉄心である。

そして、可動コイル１は変動磁束発生の機能を有し、こ
の可動コイル１からの変動磁束を検出コイル２がその傾
斜角こよって誘起電圧こ変動が生ずるような構造となっ
ている。

すなわち、ａの場合は、可動コイル１より出た磁束は検
出コイル２に鎖交しない。

したがって、検出コイル２は出力を発生しない。

ｂの場合には、可動コイル１から出た磁束は検出コイル
２の傾斜角度に比例して検出コイル２と鎖交するので、
それに相当した出力が得られる。

また、傾斜角度の方向によって、すなわち鎖交する磁束
方向によって、検出コイル２の出力信号により極性も得
ることができる０第２図は本発明の一実施例を示す構成
図で、可動コイルが金属性のコイル枠をもったとき、す
なわち制御コイルをもったときの一例を示すものである
。

第２図においで第１図と同一符号のものは相当部分を示
し、可動コイル１は増幅器１０から変動電流を流せるよ
うに構成され、変動磁束発生の機能を備えでいる。

また、そのコイル枠中心軸をピポット軸受け４で回転可
能とし、かつ平行腕５の一部に重り５′を配置し、傾斜
にかかわらずその可動コイル１をある位置に停止するよ
うに構成されている。

一方、可動コイル１からの変動磁束を検出する鉄心３に
捲線された検出コイル２は可動コイル１の面に相対峙す
るよう傾斜計本体に固定されている。

そして、第１図で説明したように、検出コイル２は可動
コイル１からの変動磁束を傾斜角によってその誘起電圧
こ変動が生ずるような構造こなっている。

８は検出コイル２からの交流信号を増幅する増幅器、９
は増幅器８の出力を入力とする同期整流器で、その出力
には傾斜角に比例した直流電圧が得られる。

１０は可動コイル１の駆動用増幅器、１２は検出コイル
２のインダクタンスと変動磁束の周波数に同調するよう
に調整される容量で、フィルタ回路を構成している。

また、可動コイル１の中心こは円柱状の鉄心６が可動コ
イル１の枠内に位置するよう傾斜計本体こ固定される。

そして、この円柱状鉄心６は重りの役目はなく、可動コ
イル１が発生する磁界を強くする機能を備えでいる。

また、可動コイル１の外周の下半分には磁石片から構成
される外鉄心１が配置され、この外鉄心１は傾斜計本体
に固定されている。

そして、可動コイル１はこの円柱状鉄心６と外鉄心１の
空隙間を回転するようこ構成されている。

そして、可動コイル１が回転する空隙中の靜磁界の方向
を常にその中心の一点に向わせしめ、向心磁界を形成す
るようこ構成されでいる。

そして、その靜磁界においでは空隙中において可動コイ
ル１の金属製のコイル枠（一般に制動コイルと呼称され
る）に傾斜回転により誘発する渦電流は磁束との間に回
転力を生ぜしめ、その方向は可動コイル１の回転こ反抗
してこれを阻止せしめんとする方向を有し、振動を防ぐ
回転制動を可能ならしめでいる。

このように、可動コイル１の中心に配する円柱状鉄心６
は固定してあり、この円柱状鉄心６は前述したようこ、
１重り“の役目はなく、可動コイル１が発生する磁界を
強くする働きを持っている。

そして、この可動コイル１の中心のピポット軸受４で可
動できるように構成されている。

また、そのコイル重量と平衡するだけの軽い重り５だけ
が可動コイル１に装着されでおり、傾斜の動きに対し全
体が軽いので、その応答性はよい。

そして、本発明では円柱状鉄心６の外側の可動コイル１
だけが傾斜の動きこ対じ回転する。

この場合、鉄心表面こ渦電流を発生し、この渦電流によ
る磁束が逆こ可動コイル１に作用し、その動きすぎに適
度な制動をかける。

すなわち、例えば液体などこよる制動ではなく、電磁制
動に近い制動である。

かくしで、可動コイル１と検出コイル２との相対位置こ
よって、きわめで正確に傾斜角度および傾斜方向を電気
信号として容易に検出することができる。

また、本発明においては、可動コイル１と検出コイル２
が鉄心こよる磁路、すなわち、第２図における検出コイ
ル２の鉄心３と円柱状鉄心６および外部鉄心１で結合さ
れているため、可動コイル１と検出コイル２間の信号の
伝送効率が高く、同一の可動コイル人力こ対じて大きい
検出器出力が得られる。

さらに、同期検波を用いているため、検出コイル２は簡
単な単巻線構造のものを使用することができる０そして、第２図こ示す実施例において、円柱状鉄心６と
外部鉄心１を磁石で構成し、両者間に磁場を与えること
こより、液体などの制動物質を用いることなく、可動コ
イル１の制動が行なえる。

第３図は本発明の他の実施例を示す構成図で、制動コイ
ルを持たないときの一例を示すものである。

第３図においで第２図と同一符号のものは相当部分を示
し、１′は制動フィルをもたない可動コイルである。

そして、ショートリングとなった制動コイルを持たない
可動コイル１ｌこおいては、検出コイル２の出力電圧を
その可動コイル１′にフィードバックするために増幅回
路１１を付加することこより回転制御を可能ならしめて
いる。

なお、１３は可動コイル１′に接続された抵抗である０以上説明したように、本発明によれば、可動コイルと検
出コイルとの相対位置こよってきわめて正確に傾斜角度
および傾斜方向を電気信号として容易に検出することが
でき、また、構造的にも部品点数が少く信頼性も高い精
度の良い傾斜計を安価に製作することができる利点があ
り、きわめて有益な発明である。

また、本発明こよれば、可動コイルと検出コイルが鉄心
こよる磁路で結合されでいるため、両コイル間の信号の
伝送効率が高く、同一の可動コイル入力に対して大きい
検出器出力が得られると共に、同期検波を用いているた
め、検出コイルは簡単な単巻線構造のものを使用するこ
とができ、さらに、円柱状鉄心と外部鉄心を磁石で構成
することにより、両者間に磁場を与えることにより、液
体等の制動物質を用いることなく、可動コイルの制動を
行うことができるなどの相乗効果により、機構、回路が
安価に製作できるという利点があり、さらに、可動コイ
ルの重量と平衡するだけの軽い重りだけがその可動コイ
ルに装着されており、傾斜の動きこ対じ全体が軽いので
その応答性はよいという利点を有し、また、鉄心の外側
の可動コイルのみが傾斜の動きに対しで回転するよう構
成されているので鉄心表面こ渦電流を発生し、この渦電
流こよる磁界が逆こ可動コイルこ作用し、液体などの制
動物質を用いることなく、その動きすぎこ適度な制動を
かける電磁制動に近い制動であるという点こおいで極め
て有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による傾斜計の誘起機構の説明２図、第
２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図は本発明
の他の実施例を示す構成図である。１，１′・・・・・・可動コイル、２・・・・・・検出
コイル、３・・・・・・鉄心、４・・・・・・ピポット
軸受け、５・・・・・・平行腕、５′・・・・・・重り
、６・・・・・・円柱状鉄ノ，１・・・・・・外鉄心、
８・・・・・・増幅器、９・・・・・・同期整流器、１
０・・・・・・増幅器、１１・・・・・・増幅回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１鉄心を内にもった可動コイルをそのコイルの中心の
軸受で回転可能となし、前記可動コイルこ付属させた平
行腕の１片を重くなし、これに基いて前記平行腕の１片
が常に下方にあるよう傾斜測定対象物の傾斜に拘らず常
こ前記可動コイルが鉛直方向にあるようになし、前記可
動コイルから発生する磁束を検出する検出コイルを前記
可動コイルの面こ相対峙するよう傾斜計本体に固定し、
前記傾斜対象物の傾斜による前記検出コイルの傾きで前
記町動コイルと対向位置が変動することにより、検出出
力の変化を生ぜしめるようにしたことを特徴とする傾斜
計。