(57)【要約】【課題】被検出物の傾斜の測定精度を高める。【解決手段】傾斜センサ装置の原理的な回路１０１は、水平面に対する変位に応じてインピーダンスがそれぞれ変化し、水平面に対して平行に伸長する軸Ｙの左前側、左後側、右後側、右前側にそれぞれ配置された検出要素１１１、１１２、１１３、１１４を有し、検出要素１１１が接続部１１５を介して検出要素１１２に接続され、検出要素１１２が接続部１１６を介して検出要素１１３に接続され、検出要素１１３が接続部１１７を介して検出要素１１４に接続され、検出要素１１４が接続部１１８を介して検出要素１１１に接続され、接続部１１６および接続部１１８に駆動電圧を発生する電源１１９が接続されている。そして、接続部１１５の電圧と接続部１１７の電圧との差を検出し、この差に基づいて軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜を測定する。【選択図】図９
2012058006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物に取り付けられ、前記被検出物の傾斜を測定する傾斜センサ装置であって、
水平面に対する変位に応じてインピーダンスがそれぞれ変化し、前記水平面に対して平行に伸長する第１の軸の左前側、左後側、右後側および右前側にそれぞれ配置された第１の検出要素、第２の検出要素、第３の検出要素および第４の検出要素を有し、前記第１の検出要素が第１の接続部を介して前記第２の検出要素に接続され、前記第２の検出要素が第２の接続部を介して前記第３の検出要素に接続され、前記第３の検出要素が第３の接続部を介して前記第４の検出要素に接続され、前記第４の検出要素が第４の接続部を介して前記第１の検出要素に接続された検出要素ユニットと、
前記第２の接続部および前記第４の接続部に駆動電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第１の接続部の電位と前記第３の接続部の電位との差を検出し、当該差を前記第１の軸を基準とした前記被検出物の傾斜を示す値として出力する測定処理手段とを備えていることを特徴とする傾斜センサ装置。
【請求項２】
電極収容室を有するハウジングと、
前記電極収容室内に封入され、前記電極収容室の容積の全部を満たさない所定量の誘電性液体とを備え、
前記第１の検出要素は、前記電極収容室内の左前側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第１の電極部を有し、前記第２の検出要素は、前記電極収容室内の左後側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第２の電極部を有し、前記第３の検出要素は、前記電極収容室内の右後側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第３の電極部を有し、前記第４の検出要素は、前記電極収容室内の右前側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第４の電極部を有し、前記第１の接続部は、前記一対の第１の電極部および前記一対の第２の電極部のうち互いに向かい合う第１の電極部と第２の電極部との間を接続し、前記第２の接続部は、前記一対の第２の電極部および前記一対の第３の電極部のうち互いに向かい合う第２の電極部と第３の電極部との間を接続し、前記第３の接続部は、前記一対の第３の電極部および前記一対の第４の電極部のうち互いに向かい合う第３の電極部と第４の電極部との間を接続し、前記第４の接続部は、前記一対の第４の電極部および前記一対の第１の電極部のうち互いに向かい合う第４の電極部と第１の電極部との間を接続することを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサ装置。
【請求項３】
前記第１の接続部を介して接続された前記第１の電極部および前記第２の電極部並びに前記第１の接続部は１枚の第１の電極板により一体的に形成され、前記第２の接続部を介して接続された前記第２の電極部および前記第３の電極部並びに前記第２の接続部は１枚の第２の電極板により一体的に形成され、前記第３の接続部を介して接続された前記第３の電極部および前記第４の電極部並びに前記第３の接続部は１枚の第３の電極板により一体的に形成され、前記第４の接続部を介して接続された前記第４の電極部および前記第１の電極部並びに前記第４の接続部は１枚の第４の電極板により一体的に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の傾斜センサ装置。
【請求項４】
前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板はそれぞれ平板状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の傾斜センサ装置。
【請求項５】
前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板はそれぞれ、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板によって囲まれた領域の中央に向かって突出するように湾曲していることを特徴とする請求項３に記載の傾斜センサ装置。
【請求項６】
前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板はそれぞれ、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板によって囲まれた領域の中央に向かって突出するように屈曲していることを特徴とする請求項３に記載の傾斜センサ装置。
【請求項７】
前記電極収容室内に配置された基板を備え、
前記基板の表面には、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板が前記基板の表面に対して垂直に立ち上がるように支持され、
前記基板の裏面には、前記第１の接続部に接続され前記第１の接続部の電位を示す信号を増幅する第１の増幅器、および前記第３の接続部に接続され前記第３の接続部の電位を示す信号を増幅する第２の増幅器が実装されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の傾斜センサ装置。
【請求項８】
前記電圧印加手段が前記第２の接続部および前記第４の接続部に接続された状態と、前記電圧印加手段が前記第１の接続部および前記第３の接続部に接続された状態とを切り換える第１のスイッチと、
前記測定処理手段が前記第１の接続部と前記第３の接続部とに接続された状態と、前記測定処理手段が前記第２の接続部と前記第４の接続部とに接続された状態とを切り換える第２のスイッチとを備え、
前記第１のスイッチにより前記電圧印加手段が前記第２の接続部および前記第４の接続部に接続され、かつ前記第２のスイッチにより前記測定処理手段が前記第１の接続部と前記第３の接続部とに接続された状態では前記第１の軸を基準とした前記被検出物の傾斜を測定し、前記第１のスイッチにより前記電圧印加手段が前記第１の接続部および前記第３の接続部に接続され、かつ前記第２のスイッチにより前記測定処理手段が前記第２の接続部と前記第４の接続部とに接続された状態では前記水平面に対して平行であり、かつ前記第１の軸と直角に交わる第２の軸を基準とした前記被検出物の傾斜を測定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の傾斜センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出物の傾斜、加速度等を測定することができる傾斜センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、導電性密閉容器の内部に、容器の容積の半分程度の量の導電性液体を入れ、容器の下端側から一対のリード端子を容器と絶縁させた状態で挿入して固定し、容器内に位置する各リード端子の先端に、表面がシリコン酸化被膜に覆われた短冊状の電極を、先端部が導電性液体の液面上に出るように取り付け、各電極と導電性液体との間の静電容量の変化を検出することにより傾斜または加速度を測定する傾斜センサ装置が記載されている。この傾斜センサ装置を被検出物に取り付けた場合、被検出物の傾斜または加速度に応じて導電性液体の液面が水平面に対して傾斜し、これに伴い各電極と導電性液体との間の静電容量が変化するので、この静電容量の変化を検出することで、被検出物の傾斜または加速度を測定することができる。
【０００３】
このように、水平面に対する変位に応じてインピーダンスが変化する検出素子をいくつか用いて被検出物の傾斜、加速度等を測定するセンサ装置は、導電性液体および電極を用いたものに限らず、広く知られている。
【０００４】
また、被検出物の傾斜または加速度に伴う検出素子のインピーダンスの変化を検出する回路として、ブリッジ回路が用いられることが多い（例えば特許文献１の図９参照）。
【０００５】
一般に、ブリッジ回路は、抵抗、コンデンサ等の４つのインピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４を有し、インピーダンス素子Ｚ１とＺ２とを接続し、インピーダンス素子Ｚ２とＺ３とを接続し、インピーダンス素子Ｚ３とＺ４とを接続し、インピーダンス素子Ｚ４とＺ１とを接続し、さらに、インピーダンス素子Ｚ１とＺ２との接続点、インピーダンス素子Ｚ２とＺ３との接続点、インピーダンス素子Ｚ３とＺ４との接続点、およびインピーダンス素子Ｚ４とＺ１との接続点をそれぞれＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄとすると、接続点Ｐｄに電圧を印加し、接続点Ｐｂを接地し、接続点ＰａおよびＰｃをそれぞれ検出回路に接続することによって構成される。
【０００６】
このような一般的なブリッジ回路の有する４つのインピーダンス素子Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４の一部または全部に、水平面に対する変位に応じてインピーダンスが変化する検出素子を適用し、接続点Ｐａと接続点Ｐｃとの間の電圧を検出回路により検出することで、被検出物の傾斜または加速度に伴う検出素子のインピーダンスの変化を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２０５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、次のような構成を有する傾斜センサ装置によれば、ブリッジ回路を利用して被検出物の左右方向における傾斜と前後方向における傾斜を選択的に測定することができる。
【０００９】
すなわち、上述したような一般的なブリッジ回路が有する４つのインピーダンス素子に、水平面に対する変位に応じてインピーダンスがそれぞれ変化する４つの検出素子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４をそれぞれ適用する。そして、水平面に平行であって被検出物の前後方向に伸長する第１の軸Ｙを挟んで被検出物の左側および右側にそれぞれ検出素子Ｅ２およびＥ４を配置し、水平面に平行であって第１の軸に直角に交わり、被検出物の左右方向に伸長する第２の軸Ｘを挟んで物体の前側および後側にそれぞれ検出素子Ｅ１およびＥ３を配置する。さらに、検出素子Ｅ１とＥ２との接続点、検出素子Ｅ２とＥ３との接続点、検出素子Ｅ３とＥ４との接続点、および検出素子Ｅ４とＥ１との接続点をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、被検出物の左右方向における傾斜を測定するときには、接続点ｄに電圧を印加し、接続点ｂを接地し、接続点ａおよびｃをそれぞれ検出回路に接続し、接続点ａとｃとの間の電圧を検出回路により検出する（図１２参照）。接続点ａとｃとの間の電圧により被検出物の左右方向における傾斜の測定値を得ることができる。また、被検出物の前後方向における傾斜を測定するときには、接続点ａに電圧を印加し、接続点ｃを接地し、接続点ｂおよびｄをそれぞれ検出回路に接続し、接続点ｂとｄとの間の電圧を検出回路により検出する。接続点ｂとｄとの間の電圧により被検出物の前後方向における傾斜の測定値を得ることができる。
【００１０】
しかしながら、このような構成を有する傾斜センサ装置においては、被検出物の左右方向における傾斜を測定するときに、被検出物が前後方向に傾斜している場合、接続点ａとｃとの間の電圧が、被検出物の前後方向における傾斜に応じて変化してしまい、このために被検出物の左右方向における傾斜の測定精度が低下するという問題がある。同様に、被検出物の前後方向における傾斜を測定するときに、被検出物が左右方向に傾斜している場合、接続点ｂとｄとの間の電圧が、被検出物の左右方向における傾斜に応じて変化してしまい、このために被検出物の前後方向における傾斜の測定精度が低下するという問題がある。
【００１１】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、被検出物の傾斜の測定精度を高めることができる傾斜センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の傾斜センサ装置は、被検出物に取り付けられ、前記被検出物の傾斜を測定する傾斜センサ装置であって、水平面に対する変位に応じてインピーダンスがそれぞれ変化し、前記水平面に対して平行に伸長する第１の軸の左前側、左後側、右後側および右前側にそれぞれ配置された第１の検出要素、第２の検出要素、第３の検出要素および第４の検出要素を有し、前記第１の検出要素が第１の接続部を介して前記第２の検出要素に接続され、前記第２の検出要素が第２の接続部を介して前記第３の検出要素に接続され、前記第３の検出要素が第３の接続部を介して前記第４の検出要素に接続され、前記第４の検出要素が第４の接続部を介して前記第１の検出要素に接続された検出要素ユニットと、前記第２の接続部および前記第４の接続部に駆動電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の接続部の電位と前記第３の接続部の電位との差を検出し、当該差を前記第１の軸を基準とした前記被検出物の傾斜を示す値として出力する測定処理手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第１の傾斜センサ装置によれば、第１の接続部の電位と第３の接続部の電位との差に基づいて、測定感度を高めることができ、もって、被検出物の傾斜の測定精度を高めることができる。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の第２の傾斜センサ装置は、上述した本発明の第１の傾斜センサ装置において、電極収容室を有するハウジングと、前記電極収容室内に封入され、前記電極収容室の容積の全部を満たさない所定量の誘電性液体とを備え、前記第１の検出要素は、前記電極収容室内の左前側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第１の電極部を有し、前記第２の検出要素は、前記電極収容室内の左後側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第２の電極部を有し、前記第３の検出要素は、前記電極収容室内の右後側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第３の電極部を有し、前記第４の検出要素は、前記電極収容室内の右前側に配置され前記誘導性液体に部分的に浸かった一対の第４の電極部を有し、前記第１の接続部は、前記一対の第１の電極部および前記一対の第２の電極部のうち互いに向かい合う第１の電極部と第２の電極部との間を接続し、前記第２の接続部は、前記一対の第２の電極部および前記一対の第３の電極部のうち互いに向かい合う第２の電極部と第３の電極部との間を接続し、前記第３の接続部は、前記一対の第３の電極部および前記一対の第４の電極部のうち互いに向かい合う第３の電極部と第４の電極部との間を接続し、前記第４の接続部は、前記一対の第４の電極部および前記一対の第１の電極部のうち互いに向かい合う第４の電極部と第１の電極部との間を接続することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の傾斜センサ装置によれば、被検出物の傾斜に伴って誘電性液体の液面が傾斜し、一対の第１の電極部間のインピーダンス、一対の第２の電極部間のインピーダンス、一対の第３の電極部間のインピーダンス、および一対の第４の電極部間のインピーダンスがそれぞれ変化し、これにより第１の接続部の電位と第３の接続部の電位との差が変化する。この第１の接続部の電位と第３の接続部の電位との差を検出することにより、被検出物の傾斜を高精度に測定することができる。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明に第３の傾斜センサ装置は、上述した本発明の第２の傾斜センサ装置において、前記第１の接続部を介して接続された前記第１の電極部および前記第２の電極部並びに前記第１の接続部は１枚の第１の電極板により一体的に形成され、前記第２の接続部を介して接続された前記第２の電極部および前記第３の電極部並びに前記第２の接続部は１枚の第２の電極板により一体的に形成され、前記第３の接続部を介して接続された前記第３の電極部および前記第４の電極部並びに前記第３の接続部は１枚の第３の電極板により一体的に形成され、前記第４の接続部を介して接続された前記第４の電極部および前記第１の電極部並びに前記第４の接続部は１枚の第４の電極板により一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３の傾斜センサ装置によれば、上記第１ないし第４の電極部および上記第１ないし第４の接続部を４枚の電極板により形成することができる。これにより、傾斜センサ装置の構造を簡単化することができ、傾斜センサ装置の小型化を図ることができる。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の第４の傾斜センサ装置は、上述した本発明の第３の傾斜センサ装置において、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板はそれぞれ平板状に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第４の傾斜センサ装置によれば、被検出物の傾斜に伴って誘電性液体を動きやすくすることができ、傾斜測定の応答性を良くすることができる。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の第５の傾斜センサ装置は、上述した本発明の第３の傾斜センサ装置において、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板はそれぞれ、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板によって囲まれた領域の中央に向かって突出するように湾曲していることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第５の傾斜センサ装置によれば、各電極板が誘電性液体に接触する面積を大きくすることができる。これにより、誘電性液体の液面の傾斜に応じた各電極板間のインピーダンスを大きく変化させることができる。したがって、測定感度を高めることができ、傾斜を高精度に測定することができる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の第６の傾斜センサ装置は、上述した本発明の第３の傾斜センサ装置において、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板はそれぞれ、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板によって囲まれた領域の中央に向かって突出するように屈曲していることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第６の傾斜センサ装置によれば、各電極板が誘電性液体に接触する面積を大きくすることができる。これにより、誘電性液体の液面の傾斜に応じた各電極板間のインピーダンスを大きく変化させることができる。したがって、測定感度を高めることができ、傾斜を高精度に測定することができる。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の第７の傾斜センサ装置は、本発明の第３ないし第６のいずれかの傾斜センサ装置において、前記電極収容室内に配置された基板を備え、前記基板の表面には、前記第１の電極板、前記第２の電極板、前記第３の電極板および前記第４の電極板が前記基板の表面に対して垂直に立ち上がるように支持され、前記基板の裏面には、前記第１の接続部に接続され前記第１の接続部の電位を示す信号を増幅する第１の増幅器、および前記第３の接続部に接続され前記第３の接続部の電位を示す信号を増幅する第２の増幅器が実装されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第７の傾斜センサ装置によれば、上記各増幅器を各電極板に近い場所に配置することにより、各電極板と各増幅器との間の信号経路を短くすることができ、各電極板と各増幅器との間における信号の伝送過程において信号にノイズが混入することを防止することができる。
【００２６】
上記課題を解決するために、本発明の第８の傾斜センサ装置は、上述した本発明の第１ないし第７の傾斜センサ装置において、前記電圧印加手段が前記第２の接続部および前記第４の接続部に接続された状態と、前記電圧印加手段が前記第１の接続部および前記第３の接続部に接続された状態とを切り換える第１のスイッチと、前記測定処理手段が前記第１の接続部と前記第３の接続部とに接続された状態と、前記測定処理手段が前記第２の接続部と前記第４の接続部とに接続された状態とを切り換える第２のスイッチとを備え、前記第１のスイッチにより前記電圧印加手段が前記第２の接続部および前記第４の接続部に接続され、かつ前記第２のスイッチにより前記測定処理手段が前記第１の接続部と前記第３の接続部とに接続された状態では前記第１の軸を基準とした前記被検出物の傾斜を測定し、前記第１のスイッチにより前記電圧印加手段が前記第１の接続部および前記第３の接続部に接続され、かつ前記第２のスイッチにより前記測定処理手段が前記第２の接続部と前記第４の接続部とに接続された状態では前記水平面に対して平行であり、かつ前記第１の軸と直角に交わる第２の軸を基準とした前記被検出物の傾斜を測定することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第８の傾斜センサ装置によれば、例えば被検出物の前後方向における傾斜と左右方向における傾斜とを選択的に測定することができる２軸型の傾斜センサ装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、測定感度を高めることができ、もって、被検出物の傾斜の測定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態による傾斜センサ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットを示す平面図である。
【図３】図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見たセンサユニットを示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットに設けられた基板、電極板、リード電極等を示す平面図である。
【図５】図４中の基板の下面図である。
【図６】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットの電気的構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態による傾斜センサ装置における駆動制御ユニットの電気的構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態による傾斜センサ装置における測定処理ユニットの電気的構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態による傾斜センサ装置の原理的な回路を示す回路図である。
【図１０】第１の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路を示す回路図である。
【図１１】第２の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路を示す回路図である。
【図１２】第３の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路を示す回路図である。
【図１３】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットに設けられた電極板の第１の変形例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットに設けられた電極板の第２の変形例を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットに設けられた電極板の第３の変形例を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施形態による傾斜センサ装置におけるセンサユニットに設けられた電極板の第４の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態による傾斜センサ装置を示している。図１において、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１は、被検出物に取り付けられ、水平面に対する被検出物の傾斜を検出する装置である。傾斜センサ装置１は、検出要素ユニットしてのセンサユニット１０と、電圧印加手段としての駆動制御ユニット４０と、測定処理手段としての測定処理ユニット５０とを備えている。センサユニット１０は、被検出物に取り付けられ、被検出物の傾斜を検出し、被検出物の傾斜に対応する検出信号を出力するユニットである。駆動制御ユニット４０は、センサユニット１０に駆動電圧を供給するユニットである。測定処理ユニット５０は、センサユニット１０から出力される検出信号に基づいて被検出物の傾斜を測定するユニットである。センサユニット１０と駆動制御ユニット４０との間は、駆動電圧を駆動制御ユニット４０からセンサユニット１０へ供給することができるように電気的に接続されている。また、センサユニット１０と測定処理ユニット５０との間は、検出信号をセンサユニット１０から測定処理ユニット５０へ伝送することができるように電気的に接続されている。また、駆動制御ユニット４０と測定処理ユニット５０との間も制御信号の送受信等を行うために電気的に接続されている。駆動制御ユニット４０および測定処理ユニット５０は、センサユニット１０と共に被検出物に取り付けてもよいし、被検出物とは別の場所に配置してもよい。
【００３１】
図２および図３はセンサユニット１０を示している。また、図４および図５はセンサユニット１０のハウジング内に設けられた基板、電極板、プリアンプ等を示している。図６はセンサユニット１０の電気的構成を示している。図２に示すように、センサユニット１０はハウジング１１を備え、ハウジング１１は、いずれも樹脂等の絶縁材料から形成されたハウジング本体１２および基台部１３から構成されている。ハウジング本体１２は、その上部が閉塞された円筒状に形成され、基台部１３は円盤状に形成されている。図３に示すように、基台部１３はハウジング本体１２の下部に取り付けられ、ハウジング本体１２の下部を閉塞している。ハウジング本体１２の下端面と基台部１３の上面とは相互に密着されており、これにより、ハウジング本体１２内には密閉空間である電極収容室１４が形成されている。
【００３２】
電極収容室１４内には、図３に示すように、誘電性液体１５およびガス１６が封入されている。誘電性液体１５とガス１６とは誘電率が相互に異なる。誘電性液体１５としては、例えばフッ素不活性液体、アルコール等を用いることができる。ガス１６には、例えばアルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを用いることが好ましい。誘電性液体１５の量は、電極収容室１４の容積の全部を満たさない程度の量に設定されており、例えば、電極収容室１４の容積の２分の１を占める量に設定されている。センサユニット１０の姿勢が水平であるときには、誘電性液体１５の液面１５Ａは図３に示すように水平面と一致する。
【００３３】
また、電極収容室１４内には基板１７が設けられている。基板１７は、センサユニット１０の姿勢が水平であるときには、誘電性液体１５に完全に浸かっている。また、電極収容室１４内において、基板１７の表面には４枚の電極板２１、２２、２３、２４が設けられている。各電極板２１、２２、２３、２４は金属等の導電材料により形成されている。また、図４に示すように、電極板２１、２２、２３、２４はそれぞれ、電極板２１、２２、２３、２４によって囲まれた領域の中央に向かって突出するように湾曲した板状に形成されている。また、電極板２１、２２、２３、２４は、基板１７上においてそれぞれ相互に離間し、図３に示すように、基板１７の表面に対して垂直に立ち上がるように基板１７上にそれぞれ支持されている。さらに、各電極板２１、２２、２３、２４は、センサユニット１０の姿勢が水平であるときには、その下側が誘電性液体１５に浸かり、上側が誘電性液体１５の液面１５Ａから出ている。
【００３４】
電極板２１において、図４中の左側に位置する部分が電極部２１Ａであり、図４中の右側に位置する部分が電極部２１Ｂであり、中間部分が接続部２１Ｃである。すなわち、電極板２１は、相互に向かい合うように配置された電極部２１Ａと電極部２１Ｂとの間を接続部２１Ｃにより接続したものであり、電極部２１Ａと電極部２１Ｂと接続部２１Ｃとを１枚の板により一体的に形成したものである。同様に、電極板２２は、電極部２２Ａと電極部２２Ｂとこれらの間を接続する接続部２２Ｃにより形成されている。また、電極板２３は、電極部２３Ａと電極部２３Ｂとこれらの間を接続する接続部２３Ｃにより形成されている。また、電極板２４は、電極部２４Ａと電極部２４Ｂとこれらの間を接続する接続部２４Ｃにより形成されている。このように、電極部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ、電極部２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ、および接続部２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃを、電極板２１、２２、２３、２４としてそれぞれ一体的に形成することにより、傾斜センサ装置１の構造を簡単化することができ、傾斜センサ装置１の小型化を図ることができる。
【００３５】
ここで、図４中の左前側には、電極板２１の電極部２１Ａと電極板２２の電極部２２Ｂとが間隙２５Ａを介して所定距離離間した状態で対向している。そして、電極部２１Ａと電極部２２Ｂとの間には誘電性液体１５が介在している。これにより、電極部２１Ａと電極部２２Ｂとこれらの間に介在する誘電性液体１５とにより、誘電性液体１５の液面１５Ａの変位に応じて静電容量（インピーダンス）が変化する第１の静電容量検出要素が形成されている。また、水平面に対して平行であり、かつ電極収容空間１４の中央を通過して伸長する軸を軸Ｙとすると、この第１の静電容量素子は、軸Ｙの左前側に配置されている。
【００３６】
また、図４中の左後側には、電極板２２の電極部２２Ａと電極板２３の電極部２３Ｂとが間隙２５Ｂを介して所定距離離間した状態で対向している。そして、電極部２２Ａと電極部２３Ｂとの間には誘電性液体１５が介在している。これにより、電極部２２Ａと電極部２３Ｂとこれらの間に介在する誘電性液体１５とにより、誘電性液体１５の液面１５Ａの変位に応じて静電容量（インピーダンス）が変化する第２の静電容量検出要素が形成されている。この第２の静電容量素子は、軸Ｙの左後側に配置されている。
【００３７】
また、図４中の右後側には、電極板２３の電極部２３Ａと電極板２４の電極部２４Ｂとが間隙２５Ｃを介して所定距離離間した状態で対向している。そして、電極部２３Ａと電極部２４Ｂとの間には誘電性液体１５が介在している。これにより、電極部２３Ａと電極部２４Ｂとこれらの間に介在する誘電性液体１５とにより、誘電性液体１５の液面１５Ａの変位に応じて静電容量（インピーダンス）が変化する第３の静電容量検出要素が形成されている。この第３の静電容量素子は、軸Ｙの右後側に配置されている。
【００３８】
また、図４中の右前側には、電極板２４の電極部２４Ａと電極板２１の電極部２１Ｂとが間隙２５Ｄを介して所定距離離間した状態で対向している。そして、電極部２４Ａと電極部２１Ｂとの間には誘電性液体１５が介在している。これにより、電極部２４Ａと電極部２１Ｂとこれらの間に介在する誘電性液体１５とにより、誘電性液体１５の液面１５Ａの変位に応じて静電容量（インピーダンス）が変化する第４の静電容量検出要素が形成されている。この第４の静電容量素子は、軸Ｙの右前側に配置されている。
【００３９】
一方、図５に示すように、基板１７の外周側であって電極板２１の近傍には、４本のリード電極３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄが取り付けられている。各リード電極３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄは、図３に示すように、基板１７から下向きに突出し、基台部１３に形成された貫通孔（図示せず）を介してハウジング１０から下向きに突出している。また、各リード電極３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄと基台部１３に形成された貫通孔との間は、誘電性液体１５等が漏れないように密閉されている。また、基板１７の外周側であって電極板２２の近傍には４本のリード電極３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄが設けられている。リード電極３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄの基板１７および基台部１３に対する取付構造は、上述したリード電極３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの基板１７および基台部１３に対する取付構造と同様である。また、基板１７の外周側であって電極板２３の近傍には４本のリード電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄが設けられている。リード電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの基板１７および基台部１３に対する取付構造は、上述したリード電極３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの基板１７および基台部１３に対する取付構造と同様である。また、基板１７の外周側であって電極板２４の近傍には４本のリード電極３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄが設けられている。リード電極３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの基板１７および基台部１３に対する取付構造は、上述したリード電極３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの基板１７および基台部１３に対する取付構造と同様である。
【００４０】
また、リード電極３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ａは、基板１７の下面に実装されたプリアンプ３５、３６、３７、３８に電源電圧をそれぞれ印加するための電源電圧印加用のリード電極である。リード電極３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ、３４Ｂは、電極板２１、２２、２３、２４と駆動制御ユニット４０との間をそれぞれ電気的に接続し、駆動制御ユニット４０からの駆動電圧を電極板２１、２２、２３、２４にそれぞれ印加するための駆動電圧印加用のリード電極である。リード電極３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、３４Ｃは、プリアンプ３５、３６、３７、３８と測定処理ユニット５０との間をそれぞれ接続し、プリアンプ３５、３６、３７、３８から出力される検出信号を測定処理ユニット５０にそれぞれ伝送するための検出信号出力用のリード電極である。リード電極３１Ｄ、３２Ｄ、３３Ｄ、３４Ｄは、それぞれ接地を行うための接地用のリード電極である。
【００４１】
また、図５に示すように、基板１７の下面には、４つのプリアンプ３５、３６、３７、３８等が実装されている。図６に示すように、プリアンプ３５は、電極板２１に電気的に接続され、電極板２１から得られる検出信号を増幅し、増幅した検出信号をリード電極３１Ｃに出力する。また、プリアンプ３６は、電極板２２に電気的に接続され、電極板２２から得られる検出信号を増幅し、増幅した検出信号をリード電極３２Ｃに出力する。プリアンプ３７は、電極板２３に電気的に接続され、電極板２３から得られる検出信号を増幅し、増幅した検出信号をリード電極３３Ｃに出力する。プリアンプ３８は、電極板２４に電気的に接続され、電極板２４から得られる検出信号を増幅し、増幅した検出信号をリード電極３４Ｃに出力する。
【００４２】
また、図５に示すように、プリアンプ３５は電極板２１の真下または真下近傍に配置され、プリアンプ３６は電極板２２の真下または真下近傍に配置されている。また、プリアンプ３７は電極板２３の真下または真下近傍に配置され、プリアンプ３８は電極板２４の真下または真下近傍に配置されている。このように、プリアンプ３５、３６、３７、３８を自らが接続された電極板２１、２２、２３、２４に近い場所にそれぞれ配置することにより、電極板２１、２２、２３、２４とプリアンプ３５、３６、３７、３８とのそれぞれの間の信号経路を短くすることができ、電極板２１、２２、２３、２４とプリアンプ３５、３６、３７、３８とのそれぞれの間における検出信号の伝送過程において検出信号にノイズが混入することを防止することができる。
【００４３】
図７は駆動制御ユニット４０の電気的構成を示している。図７に示すように、駆動制御ユニット４０は駆動電圧発生回路４１および電圧印加切換スイッチ４２を備えている。駆動電圧発生回路４１は駆動電圧を発生させる回路である。駆動電圧は、例えば交流電圧に、当該交流電圧の振幅の最高値以上の電圧を有する直流のバイアス電圧を加えたものである。電圧印加切換スイッチ４２は、リード電極３１Ｂ、３３Ｂのそれぞれと駆動電圧発生回路４１との間を接続する状態と、リード電極３２Ｂ、３４Ｂのそれぞれと駆動電圧発生回路４１との間を接続する状態とを切り換えるスイッチである。傾斜センサ装置１は、後述するように、軸Ｙを基準とした傾斜と、軸Ｙと直角に交わる軸Ｘを基準とした傾斜とを選択的に測定することができる。軸Ｙを基準とした傾斜を測定するときには、電圧印加切換スイッチ４２を切り換え、リード電極３１Ｂ、３３Ｂのそれぞれと駆動電圧発生回路４１との間を接続し、駆動電圧発生回路４１からの駆動電圧をリード電極３１Ｂ、３３Ｂにそれぞれ印加する。一方、軸Ｘを基準とした傾斜を測定するときには、電圧印加切換スイッチ４２を切り換え、リード電極３２Ｂ、３４Ｂのそれぞれと駆動電圧発生回路４１との間を接続し、駆動電圧発生回路４１からの駆動電圧をリード電極３２Ｂ、３４Ｂにそれぞれ印加する。
【００４４】
図８は測定処理ユニット５０の電気的構成を示している。図８に示すように、測定処理ユニット５０は、測定処理回路５１および検出信号出力切換スイッチ５２を備えている。測定処理回路５１は、検出信号に基づいて被検出物の傾斜を測定するための処理を行う回路である。検出信号出力切換スイッチ５２は、リード電極３１Ｃ、３３Ｃのそれぞれと測定処理回路５１との間を接続する状態と、リード電極３２Ｃ、３４Ｃのそれぞれと測定処理回路５１との間を接続する状態とを切り換えるスイッチである。軸Ｙを基準とした傾斜を測定するときには、検出信号出力切換スイッチ５２を切り換え、リード電極３２Ｃ、３４Ｃのそれぞれと測定処理回路５１との間を接続し、測定処理回路５１により、リード電極３２Ｃから出力される検出信号と、リード電極３４Ｃから出力される検出信号との差を取り、この差を、軸Ｙを基準とした傾斜角を示す値として出力端子５３から出力する。軸Ｘを基準とした傾斜を測定するときには、検出信号出力切換スイッチ５２を切り換え、リード電極３１Ｃ、３３Ｃのそれぞれと測定処理回路５１との間を接続し、測定処理回路５１により、リード電極３１Ｃから出力される検出信号と、リード電極３３Ｃから出力される検出信号との差を取り、この差を、軸Ｘを基準とした傾斜角を示す値として出力端子５３から出力する。
【００４５】
このような構成を有する傾斜センサ装置１は、次のようにして被検出物の傾斜を測定する。まず、傾斜センサ装置１により被検出物の傾斜を測定するために、図３に示すように、ハウジング本体１２が上になり、基台部１３が下になるようにセンサユニット１０を被検出物に取り付ける。さらに、例えば、被検出物の左右方向における傾斜と前後方向における傾斜とを選択的に測定する場合には、軸Ｙが被検出物の前後方向と平行となり、かつ軸Ｘが被検出物の左右方向と平行となるように、センサユニット１０を被検出物に取り付ける。このようにセンサユニット１０を被検出物に取り付けた場合、被検出物の左右方向における傾斜が軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜となり、被検出物の前後方向における傾斜が軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜となる。
【００４６】
続いて、被検出物の左右方向における傾斜を測定するときには、図示しない操作部または制御部から電圧印加切換スイッチ４２に切換制御信号を送り、電圧印加切換スイッチ４２を切り換え、リード電極３１Ｂ、３３Ｂのそれぞれと駆動電圧発生回路４１との間を接続する。さらに、上記操作部または制御部から検出信号出力切換スイッチ５２に切換制御信号を送り、検出信号出力切換スイッチ５２を切り換え、リード電極３２Ｃ、３４Ｃのそれぞれと測定処理回路５１との間を接続する。続いて、駆動電圧発生回路４１により駆動電圧を発生させ、この駆動電圧をリード電極３１Ｂ、３３Ｂにそれぞれ印加する。この駆動電圧は、リード電極３１Ｂ、３３Ｂを介して電極板２１、２３にそれぞれ印加される。これにより、電極板２２、２４からそれぞれ出力された検出信号がプリアンプ３６、３８によりそれぞれ増幅され、増幅された検出信号がリード電極３２Ｃ、３４Ｃを介して測定処理回路５１に出力される。そして、測定処理回路５１により、２つの検出信号の電圧の差が取られ、この差が、被検出物の左右方向における傾斜角を示す値として出力端子５３から出力される。
【００４７】
一方、被検出物の前後方向の傾斜を測定するときには、上記操作部または制御部から電圧印加切換スイッチ４２に切換制御信号を送り、電圧印加切換スイッチ４２を切り換え、リード電極３２Ｂ、３４Ｂのそれぞれと駆動電圧発生回路４１との間を接続する。さらに、上記操作部または制御部から検出信号出力切換スイッチ５２に切換制御信号を送り、検出信号出力切換スイッチ５２を切り換え、リード電極３１Ｃ、３３Ｃのそれぞれと測定処理回路５１との間を接続する。続いて、駆動電圧発生回路４１により駆動電圧を発生させ、この駆動電圧をリード電極３２Ｂ、３４Ｂにそれぞれ印加する。この駆動電圧は、リード電極３２Ｂ、３４Ｂを介して電極板２２、２４にそれぞれ印加される。これにより、電極板２１、２３からそれぞれ出力された検出信号がプリアンプ３５、３７によりそれぞれ増幅され、増幅された検出信号がリード電極３１Ｃ、３３Ｃを介して測定処理回路５１に出力される。そして、測定処理回路５１により、２つの検出信号の電圧の差が取られ、この差が、被検出物の前後方向における傾斜角を示す値として出力端子５３から出力される。
【００４８】
図９は、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１の原理的な回路を示している。図１０ないし図１２は、比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路を示している。これより、図９ないし図１２を参照しながら、傾斜の測定精度において、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１が、各比較例による傾斜センサ装置よりも優れている点について説明する。図９ないし図１２において、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１のセンサユニット１０および各比較例による傾斜センサ装置のセンサユニットは、傾斜を検出すべき被検出物にそれぞれ取り付けられているものとする。また、以下の説明では、水平面に対して平行に伸長する軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜が検出すべき傾斜であり、水平面に対して平行に伸長し、軸Ｙと直角に交わる軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜は検出すべき傾斜ではないものとする。
【００４９】
図９に示すように、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１の原理的な回路１０１は、水平面に対する変位に応じてインピーダンスがそれぞれ変化し、軸Ｙの左前側、左後側、右後側および右前側にそれぞれ配置された第１の検出要素１１１、第２の検出要素１１２、第３の検出要素１１３および第４の検出要素１１４を有し、第１の検出要素１１１が第１の接続部１１５を介して第２の検出要素１１２に接続され、第２の検出要素１１２が第２の接続部１１６を介して第３の検出要素１１３に接続され、第３の検出要素１１３が第３の接続部１１７を介して第４の検出要素１１４に接続され、第４の検出要素１１４が第４の接続部１１８を介して第１の検出要素１１１に接続されている。そして、第２の接続部１１６および第４の接続部１１８に駆動電圧を発生する電源１１９が接続されている。なお、説明の便宜上、ここでは駆動電圧を直流の電圧とする。また、第１の接続部１１５および第３の接続部１１７には抵抗１２０がそれぞれ接続されている。回路１０１において、第１の検出要素１１１、第２の検出要素１１２、第３の検出要素１１３、第４の検出要素１１４が上述した第１の静電容量検出要素、第２の静電容量検出要素、第３の静電容量検出要素、第４の静電容量検出要素にそれぞれ相当し、電源１１９が駆動電圧発生回路４１に相当し、抵抗１２０が各プリアンプ３６、３８の入力インピーダンスに相当する。
【００５０】
回路１０１において、第１の接続部１１５の電圧ＶＡＳ０および第３の接続部１１７の電圧ＶＢＳ０は、次のとおりである。
【００５１】
【数１】
2012058006.tif 000003
ただし、Ｖ０は電源１１９から出力される駆動電圧の電圧値であり、Ｒ１は第１の検出要素のインピーダンス値であり、Ｒ２は第２の検出要素のインピーダンス値であり、Ｒ３は第３の検出要素のインピーダンス値であり、Ｒ４は第４の検出要素のインピーダンス値であり、ＲＧは抵抗１２０の抵抗値である。
【００５２】
ここで、被検出物が水平なときにおける各検出要素のインピーダンス値がＲ０であり、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜したときの各検出要素のインピーダンス値の変化の大きさがΔＲΘであり、被検出物が軸Ｘを基準として傾斜したときの各検出要素のインピーダンス値の変化の大きさがΔＲφであるとすると、第１の検出要素のインピーダンス値Ｒ１、第２の検出要素のインピーダンス値Ｒ２、第３の検出要素のインピーダンス値Ｒ３、第４の検出要素のインピーダンス値Ｒ４はそれぞれ次のとおりである。
【００５３】
【数２】
2012058006.tif 000004
したがって、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に、軸Ｘを基準として傾斜したときの回路１０１における第１の接続部１１５の電圧ＶＡＳ１および第３の接続部１１７の電圧ＶＢＳ１は、上記式（１）ないし（６）より、次のとおりである。
【００５４】
【数３】
2012058006.tif 000005
そして、電圧ＶＡＳ１と電圧ＶＢＳ１との差が、回路１０１における被検出物の傾斜を示す値となる。ここで、電圧ＶＡＳ１、電圧ＶＢＳ１を示す式の分母には、−ΔＲφ２が含まれ、この値が軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜測定における誤差となる。しかし、式（７）および（８）を見ると分かるとおり、ＲＧを十分に大きな値とすることにより、−ΔＲφ２により生じる誤差を小さくすることができる。この結果、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に軸Ｘを基準として傾斜したときでも、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜が、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定結果に与える影響を小さくすることができ、よって、回路１０１によれば、軸Ｙと基準とした被検出物の傾斜の測定精度を高めることができる。
【００５５】
一方、図１０に示すように、第１の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路１０２は、第２の接続部１１６が電源１１９に接続されているのではなく接地されている点が、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１の原理的な回路１０１と異なっており、その他の点は、回路１０１と同じである。回路１０２において、第１の接続部１１５の電圧ＶＡＴ０および第３の接続部１１７の電圧ＶＢＴ０は、次のとおりである。
【００５６】
【数４】
2012058006.tif 000006
したがって、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に、軸Ｘを基準として傾斜したときの回路１０２における第１の接続部１１５の電圧ＶＡＴ１および第３の接続部１１７の電圧ＶＢＴ１は、上記式（３）ないし（６）、（９）（１０）より、次のとおりである。
【００５７】
【数５】
2012058006.tif 000007
そして、電圧ＶＡＴ１と電圧ＶＢＴ１との差が、回路１０２における被検出物の傾斜を示す値となる。ここで、電圧ＶＡＴ１、電圧ＶＢＴ１を示す式の分子には、−Ｖ０ＲＧΔＲφがそれぞれ含まれ、分母には−ΔＲφ２がそれぞれ含まれており、これらの値が軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜測定における誤差となる。そして、分子に含まれる−Ｖ０ＲＧΔＲφにより生じる誤差は、ＲＧを十分に大きな値としても小さくすることができない。このため、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に軸Ｘを基準として傾斜したときには、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜のために、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定結果に大きな誤差が生じ、それゆえ、回路１０２では、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定精度を高めることが難しい。
【００５８】
他方、図１１に示すように、第２の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路１０３では、水平面に対する変位に応じてインピーダンスがそれぞれ変化し、軸Ｘを挟んでセンサユニット内の前側に第１の検出要素１１１が配置され、軸Ｙを挟んでセンサユニット内の左側に第２の検出要素１１２が配置され、軸Ｘを挟んでセンサユニット内の後側に第３の検出要素１１３が配置され、軸Ｙを挟んでセンサユニット内の右側に第４の検出要素１１４が配置されている。回路の構成についてのその他の点は、回路１０１と同じである。すなわち、回路１０３における各検出要素１１１、１１２、１１３、１１４の配置は、回路１０１における各検出要素１１１、１１２、１１３、１１４の配置を時計回りに４５度回転させたものである。
【００５９】
回路１０３において、第１の検出要素のインピーダンス値Ｒ１、第２の検出要素のインピーダンス値Ｒ２、第３の検出要素のインピーダンス値Ｒ３、第４の検出要素のインピーダンス値Ｒ４はそれぞれ次のとおりである。
【００６０】
【数６】
2012058006.tif 000008
したがって、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に、軸Ｘを基準として傾斜したときの回路１０３における第１の接続部１１５の電圧ＶＡＳ２および第３の接続部１１７の電圧ＶＢＳ２は、上記式（１）、（２）、（１３）ないし（１６）より、次のとおりである。
【００６１】
【数７】
2012058006.tif 000009
そして、電圧ＶＡＳ２と電圧ＶＢＳ２との差が、回路１０３における被検出物の傾斜を示す値となる。ここで、電圧ＶＡＳ２、電圧ＶＢＳ２を示す式の分子にも分母にも、ΔＲφを含む項があり、これらの項が軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜測定における誤差となる。そして、この誤差は、ＲＧを十分に大きな値としても小さくすることができない。このため、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に軸Ｘを基準として傾斜したときには、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜のために、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定結果に大きな誤差が生じ、それゆえ、回路１０３では、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定精度を高めることが難しい。
【００６２】
他方、図１２に示すように、第３の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路１０４は、第２の接続部１１６が電源１１９に接続されているのではなく接地されている点が、第２の比較例による傾斜センサ装置の原理的な回路１０３と異なっており、その他の点は、回路１０３と同じである。
【００６３】
回路１０４において、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に、軸Ｘを基準として傾斜したときの第１の接続部１１５の電圧ＶＡＴ２および第３の接続部１１７の電圧ＶＢＴ２は、上記式（９）、（１０）、（１３）ないし（１６）より、次のとおりである。
【００６４】
【数８】
2012058006.tif 000010
そして、電圧ＶＡＴ２と電圧ＶＢＴ２との差が、回路１０３における被検出物の傾斜を示す値となる。ここで、電圧ＶＡＴ２、電圧ＶＢＴ２を示す式の分子にも分母にも、ΔＲφを含む項があり、これらの項が軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜測定における誤差となる。そして、この誤差は、ＲＧを十分に大きな値としても小さくすることができない。このため、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に軸Ｘを基準として傾斜したときには、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜のために、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定結果に大きな誤差が生じ、それゆえ、回路１０４では、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定精度を高めることが難しい。
【００６５】
以上説明したとおり、回路１０１を適用した本発明の実施形態による傾斜センサ装置１によれば、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜を測定する際に、被検出物が軸Ｙを基準として傾斜すると同時に軸Ｘを基準として傾斜したときでも、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜が、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜の測定結果に与える影響を小さくすることができる。同様に、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜を測定する際に、被検出物が軸Ｘを基準として傾斜すると同時に軸Ｙを基準として傾斜したときでも、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜が、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜の測定結果に与える影響を小さくすることができる。したがって、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１によれば、軸Ｙを基準とした被検出物の傾斜を測定する場合と、軸Ｘを基準とした被検出物の傾斜を測定する場合とのいずれの場合においても、測定精度を高めることができる。例えば、本発明の実施形態による傾斜センサ装置１によれば、被検出物の左右方向における傾斜を測定する場合と前後方向における傾斜を測定する場合とのいずれの場合においても、測定精度を高めることができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、図４に示すように、基板１７の表面に設けられた電極板２１、２２、２３、２４を、電極板２１、２２、２３、２４によって囲まれた領域の中央に向かって湾曲した板状に形成する場合を例にあげたが、各電極板２１、２２、２３、２４の湾曲の程度を変更してもよい。例えば、図１３に示す電極板６１、６２、６３、６４のように、各電極板の湾曲の程度を大きくしてもよい。これにより、各電極板が誘電性液体１５と接触する面積を大きくすることができ、これにより、誘電性液体１５の液面１５Ａの傾斜に応じた各電極板間のインピーダンスを大きく変化させることができる。したがって、傾斜の測定精度を高めることができる。さらに、図１４に示す電極板６５、６６、６７、６８のように、各電極板を、４枚の電極板によって囲まれた領域の中央に向かって屈曲する形状としてもよい。これにより、各電極板が誘電性液体１５と接触する面積をより大きくすることができる。一方、図４に示す各電極板２１、２２、２３、２４の湾曲の程度をより小さくしてもよく、さらには図１５に示す電極板７１、７２、７３、７４のように、各電極板を平板状としてもよい。これにより、傾斜に伴って誘電性液体１５を動きやすくすることができ、傾斜測定の応答性を良くすることができる。
【００６７】
また、上述した実施形態では、図４に示すように、電極部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａと電極部２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂと接続部２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃとをそれぞれ一体化した電極板２１、２２、２３、２４を設ける場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。図１６に示すように、基板１７上に４対の電極８１ないし８８を設け、電極８２、８３間、電極８４、８５間、電極８６、８７間、および電極８８、８１間をそれぞれ配線パターン８９、９０、９１、９２等により電気的に接続してもよい。
【００６８】
また、上述した実施形態による傾斜センサ装置１は、被検出物の傾斜測定だけでなく、被検出物の加速度、被検出物の振動、被検出物の揺動等の測定にも適用することができ、このような場合にも測定精度を高めることができる。
【００６９】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う傾斜センサ装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１  傾斜センサ装置
１０  センサユニット（検出要素ユニット）
１１  ハウジング
１４  電極収容室
１５  誘電性液体
１５Ａ  液面
１７  基板
２１、２２、２３、２４、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、７１、７２、７３、７４  電極板
２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ  電極部
２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃ  接続部
３５、３６、３７、３８  プリアンプ（増幅器）
４０  駆動制御ユニット（電圧印加手段）
４１  駆動電圧発生回路
４２  電圧印加切換スイッチ
５０  測定処理ユニット（測定処理手段）
５１  測定処理回路
５２  検出信号出力切換スイッチ
８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８  電極
８９、９０、９１、９２  配線パターン
１０１、１０２、１０３、１０４  回路
１１１、１１２、１１３、１１４  検出要素
１１５、１１６、１１７、１１８  接続部
１１９  電源（電圧印加手段）
１２０  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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