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2006年7月 6日 (木)

微少角度と傾斜

角度の0.1秒程度まで自作の傾斜計で測定できる。対物口径12cmの可視光線では回折限界が1秒角だから光学装置的手段ではない。角度の1秒は、100m先のM4のネジ頭形状が+か-か六角なのか判別できる分解能である。0.1秒角はその1/10の世界である。

手作りの傾斜測定器で角度の0.1秒角の世界を見たことがある。10Hz以上の帯域でみると鉄筋コンクリートの建屋が数Hzの固有振動で梁も柱も揺れている。床面も人が歩いてくると、この微少角では変化が判る。

自作傾斜計は、電気マイクロメータにも使われている差動変圧器を位置センサに使う。差動変圧器のコアの両端をそれぞれVの字型に数cmの糸でつるす。これで角度を位置変化に変換できる。センサの信号処理にはP01067879の同期整流方式を用いる。振動減衰にはコアに羽を設けて、その羽を適当な粘度のシリコンオイルに浸す。これで角度を電圧に変換できる。

1軸角度計なので、設置方向を逆転して測定しその平均値が0になるように調整すれば水平を0.1秒角まで校正できる。角度のスケールは傾斜計の3本のピボットの1本に薄いスペーサを入れて校正できる。

実際に作ってみると、振動の少ない基準面が意外に校舎内にない。独立基礎の石のブロックの上が比較的のイズが少なかった。

1秒と0.1秒角の間に建屋の常時振動がある。屋外地盤もこのオーダーでは常時揺れている。これが自作の傾斜計で見た0.1秒角の世界である。

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