JPS608722B2 - 微小変位検出器のフイ−ラ - Google Patents
微小変位検出器のフイ−ラInfo
- Publication number
- JPS608722B2 JPS608722B2 JP53129313A JP12931378A JPS608722B2 JP S608722 B2 JPS608722 B2 JP S608722B2 JP 53129313 A JP53129313 A JP 53129313A JP 12931378 A JP12931378 A JP 12931378A JP S608722 B2 JPS608722 B2 JP S608722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic beam
- feeler
- mechanical displacement
- lever
- displacement
- 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
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 2
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は微小変位検出器のフィーラに関する。
従来、機械的な微小変位に応じた電気信号を取出すもの
として種々のものがあるが、そのうちで一対の固定電極
間に可動電極を配して一対の可変コンデンサを構成し、
この可変コンデンサをそれぞれ発振器と組合わせ２つの
発振器の出力周波数の差を取出すものがある（特開昭５
３−５０７６６号公報）。この場合、可変コンデンサの
容量変化が対象とする機械的変位と対応するものである
ことが肝要であり、この対応関係を適切にとることが変
位検出範囲を最大限に広くとる鍵である。
として種々のものがあるが、そのうちで一対の固定電極
間に可動電極を配して一対の可変コンデンサを構成し、
この可変コンデンサをそれぞれ発振器と組合わせ２つの
発振器の出力周波数の差を取出すものがある（特開昭５
３−５０７６６号公報）。この場合、可変コンデンサの
容量変化が対象とする機械的変位と対応するものである
ことが肝要であり、この対応関係を適切にとることが変
位検出範囲を最大限に広くとる鍵である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、対象と
する機械的変位に対し可変コンデンサの容量変化が適切
に対応するように動作する微小変位検出器のフィーラを
提供することを目的とする。
する機械的変位に対し可変コンデンサの容量変化が適切
に対応するように動作する微小変位検出器のフィーラを
提供することを目的とする。
この目的達成のため、本発明では、対象物に接触し該対
象物の機械的変位に応じて枢動する剛体レバーと、この
剛体レバーに一端が固着され池端が長手方向にのみ移動
可能なように支持され前記レバーの枢動に応じて馨曲動
作する弾性ビームと、この弾性ビームを挟むように設け
られた一対の固定電極とをそなえ、前記弾性ビームおよ
び固定電極により構成される一対の可変コンデンサの容
量変化によって機械的微小変位を電機的変化に変換する
フィーラを構成したものである。
象物の機械的変位に応じて枢動する剛体レバーと、この
剛体レバーに一端が固着され池端が長手方向にのみ移動
可能なように支持され前記レバーの枢動に応じて馨曲動
作する弾性ビームと、この弾性ビームを挟むように設け
られた一対の固定電極とをそなえ、前記弾性ビームおよ
び固定電極により構成される一対の可変コンデンサの容
量変化によって機械的微小変位を電機的変化に変換する
フィーラを構成したものである。
以下添付図面を参照して本発明の適用対象である変位検
出器の説明を、次いで本発明の一実施例の説明を行う。
出器の説明を、次いで本発明の一実施例の説明を行う。
第１図は本発明の基本的構成を示したもので、Ｅｖは可
動電極であり、この可動電極Ｅｖを挟むように並設され
ている一対の固定電極Ｅｆ，，Ｅｆ２と協働して一対の
可変コンデンサＣ，，Ｃ２を構成する。この一対の可変
コンデンサＣ，，Ｃ２は互いに逆動作する。すなわち、
可動電極Ｅｖが図示矢印方向に揺動したとすると一方の
コンデンサＣ，は容量が減少し、他方のコンデンサＣ２
は容量が増す。そして、この容量の増減は可動電極Ｅｖ
と固定電極Ｅｆ．，Ｅｆ２との距離に反比例したものと
なる。これら一対のコンデソサＣ，，Ｃ２はそれぞれ水
晶振動子×ｔａｌ，，Ｘｔａ１２と直列接続されて発振
器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２に接続されている。
動電極であり、この可動電極Ｅｖを挟むように並設され
ている一対の固定電極Ｅｆ，，Ｅｆ２と協働して一対の
可変コンデンサＣ，，Ｃ２を構成する。この一対の可変
コンデンサＣ，，Ｃ２は互いに逆動作する。すなわち、
可動電極Ｅｖが図示矢印方向に揺動したとすると一方の
コンデンサＣ，は容量が減少し、他方のコンデンサＣ２
は容量が増す。そして、この容量の増減は可動電極Ｅｖ
と固定電極Ｅｆ．，Ｅｆ２との距離に反比例したものと
なる。これら一対のコンデソサＣ，，Ｃ２はそれぞれ水
晶振動子×ｔａｌ，，Ｘｔａ１２と直列接続されて発振
器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２に接続されている。
水晶振動子×ｔａＬ，Ｘね１２は発振器と並列接続して
もよいし、これら振動子を省略することも可能である。
水晶振動子を用いたのは発振周波数を安定化するためで
ある。発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の各出力は共に混合器
ＭＩＸに与えられ、出力端子から両者の差周波数信号Ｆ
ｄが取出される。第２図ａ，ｂは第１図の可動電極Ｅｖ
のストロークｄに対する各発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の
出力周波数ｆ，，らの変化特性を示したものである。
もよいし、これら振動子を省略することも可能である。
水晶振動子を用いたのは発振周波数を安定化するためで
ある。発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の各出力は共に混合器
ＭＩＸに与えられ、出力端子から両者の差周波数信号Ｆ
ｄが取出される。第２図ａ，ｂは第１図の可動電極Ｅｖ
のストロークｄに対する各発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の
出力周波数ｆ，，らの変化特性を示したものである。
すなわち可動電極Ｅｖが一方の固定電極Ｅｆ，から離れ
、Ｅｆ２に近づいていくとコンデンサＣ，が漸減しＣ２
が漸増し、これに伴い発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の出力
周波数も漸増、減していく。第３図ａ，ｂは浪合器ＭＩ
Ｘの動作特性図であり、２つの発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ
２の出力ｆ，，ｆ２の差を取出す動作を示したものであ
る。
、Ｅｆ２に近づいていくとコンデンサＣ，が漸減しＣ２
が漸増し、これに伴い発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の出力
周波数も漸増、減していく。第３図ａ，ｂは浪合器ＭＩ
Ｘの動作特性図であり、２つの発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ
２の出力ｆ，，ｆ２の差を取出す動作を示したものであ
る。
すなわち、第２図ａ，ｂに示すｆ，，ｆ２各特性は共に
非直線であるが、互いに対称形であるからｆ．〜ｆ２を
求めると第３図ｂに示すように中央部が略々直線で両端
が緩やかに賞曲してＳ字状をなすものとなる。したがっ
てこの特性の点ｐを中心とした直線域Ｋを用いれば、可
動電極のストロークに応じて線形変化する周波数出力を
取出すことができる。第４図は本発明の一実施例を示し
たもので、１は一端が支点２を中心として枢動するよう
に枢支され、他端にて対象物の機械的変位に応じて枢敷
する剛体レバーである。
非直線であるが、互いに対称形であるからｆ．〜ｆ２を
求めると第３図ｂに示すように中央部が略々直線で両端
が緩やかに賞曲してＳ字状をなすものとなる。したがっ
てこの特性の点ｐを中心とした直線域Ｋを用いれば、可
動電極のストロークに応じて線形変化する周波数出力を
取出すことができる。第４図は本発明の一実施例を示し
たもので、１は一端が支点２を中心として枢動するよう
に枢支され、他端にて対象物の機械的変位に応じて枢敷
する剛体レバーである。
この剛体レバーーの一端に連なるように弾性ビームＥｖ
が設けられている。弾性ビームＥｖは一端が剛体ビーム
ーに固着されており、剛体レバー１の枢動に応じて枢動
を行うが、他端は弾性ビームＥｖの長手方向運動のみを
許容する支持部材３により支持されている。支持部材３
としては、弾性ビー−ムＥｖの長手方向に直交する方向
に十文字またはＹ字形に張設されたワイヤを用いてもよ
いし、または同等の機能を果し得るガイド部材を用いて
もよい。そして、弾性ビームＥｖを挟むように固定電極
Ｅｆ，，Ｅｆ２が設けられており、弾性ビームＥｖを可
動電極とする一対のコンデンサＣ，，Ｃ２が形成される
。この実施例において、対象物の機械的変位に応じて剛
性レバー１が枢動するとこれに伴い弾性ビームＥｖが一
点鎖線で示すように轡曲する。この鴬曲の度合は剛体レ
バーｌの枢動量すなわち対象物の機械的変位に対応した
ものとなる。このとき弾性ビームＥｖはその轡曲に応じ
て支持部材３との結合部を図示上方に引上げる。支持部
材３は弾性ビームＥｖの長手方向への動きは許容するが
長手方向と直交する方向への動きは許容しない。したが
って弾性ビームＥｖの轡曲度合は常に対象物の機械的変
位に対応した弧状となる。ここでＥｖに何等、曲げ応力
が発生していない場合もしくは、この状態に近く応力が
少ない場合には、先端のフィーラの変位に対しＥｖは応
動しやすいが、すでにＥｖがかなり曲げられていて応力
が可成り発生している場合には、ビーム自身の剛性は、
その歪応力により増大している為、先端のフィーラの変
位に対するＥｖの応動の度合いは前記の状態より少なく
なる。
が設けられている。弾性ビームＥｖは一端が剛体ビーム
ーに固着されており、剛体レバー１の枢動に応じて枢動
を行うが、他端は弾性ビームＥｖの長手方向運動のみを
許容する支持部材３により支持されている。支持部材３
としては、弾性ビー−ムＥｖの長手方向に直交する方向
に十文字またはＹ字形に張設されたワイヤを用いてもよ
いし、または同等の機能を果し得るガイド部材を用いて
もよい。そして、弾性ビームＥｖを挟むように固定電極
Ｅｆ，，Ｅｆ２が設けられており、弾性ビームＥｖを可
動電極とする一対のコンデンサＣ，，Ｃ２が形成される
。この実施例において、対象物の機械的変位に応じて剛
性レバー１が枢動するとこれに伴い弾性ビームＥｖが一
点鎖線で示すように轡曲する。この鴬曲の度合は剛体レ
バーｌの枢動量すなわち対象物の機械的変位に対応した
ものとなる。このとき弾性ビームＥｖはその轡曲に応じ
て支持部材３との結合部を図示上方に引上げる。支持部
材３は弾性ビームＥｖの長手方向への動きは許容するが
長手方向と直交する方向への動きは許容しない。したが
って弾性ビームＥｖの轡曲度合は常に対象物の機械的変
位に対応した弧状となる。ここでＥｖに何等、曲げ応力
が発生していない場合もしくは、この状態に近く応力が
少ない場合には、先端のフィーラの変位に対しＥｖは応
動しやすいが、すでにＥｖがかなり曲げられていて応力
が可成り発生している場合には、ビーム自身の剛性は、
その歪応力により増大している為、先端のフィーラの変
位に対するＥｖの応動の度合いは前記の状態より少なく
なる。
これを弾性ビームの池端を何ら支持しない場合と比較す
ると、対象物の機械的変位量に対する弾性ビームＥｖの
応動の対応範囲が拡大される。
ると、対象物の機械的変位量に対する弾性ビームＥｖの
応動の対応範囲が拡大される。
すなわち、弾性ビームＥｖの他端が自由端であると、剛
体レバーーの枢動量と弾性ビームＥｖの応動量は１対１
となるが、弾性ビームＥｖの他端が支持部材に結合され
ていると、弾性ビームＥｖの他端側の変位が拘束され、
剛体レバ−１の枢動量に比べ弾性ビームＥｖの応動量は
小さなものとなる。これは、第３図ａのｆ，，ｆ２特性
の曲線をより緩やかな曲率のものとし、第３図ｂの２点
鎖線の如く直線域Ｋをより広くすることができる。第５
図は発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の出力の他の処理方式を
示したもので、ここでは発振器の出力を無線で送出する
場合を例示している。すなわち、２つの発振器ＯＳＣ，
，ＯＳＣ２の出力を受信機ＲＣＶで受信し、各別に混合
器ＭＩＸ，，ＭＩＸ２に与えて局部発振周波数Ｕ○，，
Ｌ０２と混合して周波数変換を行う。この周波数変換後
の２信号を混合器ＭＩＸ３にて混合し測定信号ｆａを得
る。このｆａは第１図の回路におけるｆ，一ｆ２と同様
に取扱えばよい。この構成により次の難点を解消するこ
とができる。この難点の１は、発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ
２の出力周波数差が数Ｋ比では信号間隔が０．２〜０．
３ミリ秒となり途勤型の回転体に追従できないことであ
る。また、その２は、発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の出力
周波数は水晶発振子を用いた場合に１０〜２風位ｚが最
も得易いのであるが、この世力を第１図の回路と異なり
より簡単な周波数−電圧変換器に与えて電圧信号を形成
する場合を考えると、周波数が高過ぎる。そして、周波
数変換の結果、信号間隔がマイクロ秒オーダとなり信号
変化分である数ＫＨｚが誤差範囲に埋没してしまうこと
がなく応答性が良好で、しかも取扱いの容易な測定信号
が得られる。本発明は上述のように、対象物の機械的変
位を岡山体レバーを介して弾性ビームに伝達するように
し、しかもご．の弾性ビームの岡山体レバーとの反結合
端を長手方向にのみ移動し得るように構成したため、対
象物の機械的変位量に対応し然も広範囲な変位に応動し
得る微小変位検出器のフィーラを提供することができる
。
体レバーーの枢動量と弾性ビームＥｖの応動量は１対１
となるが、弾性ビームＥｖの他端が支持部材に結合され
ていると、弾性ビームＥｖの他端側の変位が拘束され、
剛体レバ−１の枢動量に比べ弾性ビームＥｖの応動量は
小さなものとなる。これは、第３図ａのｆ，，ｆ２特性
の曲線をより緩やかな曲率のものとし、第３図ｂの２点
鎖線の如く直線域Ｋをより広くすることができる。第５
図は発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の出力の他の処理方式を
示したもので、ここでは発振器の出力を無線で送出する
場合を例示している。すなわち、２つの発振器ＯＳＣ，
，ＯＳＣ２の出力を受信機ＲＣＶで受信し、各別に混合
器ＭＩＸ，，ＭＩＸ２に与えて局部発振周波数Ｕ○，，
Ｌ０２と混合して周波数変換を行う。この周波数変換後
の２信号を混合器ＭＩＸ３にて混合し測定信号ｆａを得
る。このｆａは第１図の回路におけるｆ，一ｆ２と同様
に取扱えばよい。この構成により次の難点を解消するこ
とができる。この難点の１は、発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ
２の出力周波数差が数Ｋ比では信号間隔が０．２〜０．
３ミリ秒となり途勤型の回転体に追従できないことであ
る。また、その２は、発振器ＯＳＣ，，ＯＳＣ２の出力
周波数は水晶発振子を用いた場合に１０〜２風位ｚが最
も得易いのであるが、この世力を第１図の回路と異なり
より簡単な周波数−電圧変換器に与えて電圧信号を形成
する場合を考えると、周波数が高過ぎる。そして、周波
数変換の結果、信号間隔がマイクロ秒オーダとなり信号
変化分である数ＫＨｚが誤差範囲に埋没してしまうこと
がなく応答性が良好で、しかも取扱いの容易な測定信号
が得られる。本発明は上述のように、対象物の機械的変
位を岡山体レバーを介して弾性ビームに伝達するように
し、しかもご．の弾性ビームの岡山体レバーとの反結合
端を長手方向にのみ移動し得るように構成したため、対
象物の機械的変位量に対応し然も広範囲な変位に応動し
得る微小変位検出器のフィーラを提供することができる
。
第１図は本発明の基本的構成を示すブロック線図、第２
図ａ，ｂおよび第３図ａ，ｂは第１図の装置の動作を示
す特性図、第４図は本発明の一実施例を示す説明図、第
５図は第１図の発振器の出力の他の処理方式を示す図。 Ｅｖ・・・・・・可動電極、Ｅｆ・・・・・・固定電極
、ＯＳＣ・…・・発振器、ＭＩＸ・・・・・・混合器、
Ｃ・・・・・・可変コンヂンサ、１・・・・・・剛体ビ
ーム、２・・・・・・支点、３・・・・・・支持部材。
鰐ｌ図多Ｚ図 多３図 移４図 多５図
図ａ，ｂおよび第３図ａ，ｂは第１図の装置の動作を示
す特性図、第４図は本発明の一実施例を示す説明図、第
５図は第１図の発振器の出力の他の処理方式を示す図。 Ｅｖ・・・・・・可動電極、Ｅｆ・・・・・・固定電極
、ＯＳＣ・…・・発振器、ＭＩＸ・・・・・・混合器、
Ｃ・・・・・・可変コンヂンサ、１・・・・・・剛体ビ
ーム、２・・・・・・支点、３・・・・・・支持部材。
鰐ｌ図多Ｚ図 多３図 移４図 多５図
Claims (1)
- １ 対象物に接触し該対象物の機械的変位に応じて枢動
する剛体レバーと、この剛体レバーに一端が固着され他
端が長手方向にのみ移動可能なように支持され前記レバ
ーの枢動に応じて彎曲動作する弾性ビームと、この弾性
ビームを挾むように設けられ該弾性ビームとの協働によ
り一対の可変コンデンサを形成する一対の固定電極とを
そなえ、前記対象物の機械的変位に応じた前記可変コン
デンサの容量変化によって機械的微小変位に対応した電
気的変化を取出すようにした微小変位検出器のフイーラ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53129313A JPS608722B2 (ja) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | 微小変位検出器のフイ−ラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53129313A JPS608722B2 (ja) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | 微小変位検出器のフイ−ラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5558406A JPS5558406A (en) | 1980-05-01 |
| JPS608722B2 true JPS608722B2 (ja) | 1985-03-05 |
Family
ID=15006474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53129313A Expired JPS608722B2 (ja) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | 微小変位検出器のフイ−ラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608722B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4837348B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-12-14 | 株式会社平和 | 遊技機 |
-
1978
- 1978-10-20 JP JP53129313A patent/JPS608722B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5558406A (en) | 1980-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4310806A (en) | Device for detecting linear displacement | |
| JPS6367642B2 (ja) | ||
| JP2012118087A (ja) | 改良電極形状による外来振動抑制形加速度計 | |
| EP0176889A3 (en) | Method of measuring orientation or dielectric characteristic of dielectric sheets or webs | |
| US4281298A (en) | Flexural transducer | |
| JPS608722B2 (ja) | 微小変位検出器のフイ−ラ | |
| US5097707A (en) | Rotation sensor | |
| GB1560426A (en) | Posh-button operated electrical switches | |
| US4439725A (en) | Microdisplacement detector | |
| SU708540A1 (ru) | Электростатический микрофон | |
| SU1262388A1 (ru) | Устройство дл измерени линейной скорости | |
| US3239611A (en) | Converting mechanical into electrical oscillations | |
| SU455478A1 (ru) | Преобразователь неэлектрической величины в частоту электрических колебаний | |
| JPS628737U (ja) | ||
| CN115507972B (zh) | 基于声表面波测温传感器的温度检测装置 | |
| SU1335900A1 (ru) | Устройство дл бесконтактного измерени диаметра провода | |
| Means et al. | Inductorless filter design using active elements and piezoelectric resonators | |
| US3378794A (en) | Electromechanical transducer and filter | |
| JPS55138683A (en) | Switch input generating circuit for electronic watch | |
| JPS5938728Y2 (ja) | 誘電体共振器を用いた発振器 | |
| SU1415201A1 (ru) | Измеритель резонансной частоты последовательного LC-контура | |
| SU650214A1 (ru) | Фильтр на акустических поверхностных волнах | |
| JPS6365167B2 (ja) | ||
| SU907798A1 (ru) | Сенсорный переключатель | |
| JPS5830331Y2 (ja) | 弛張発振回路 |