秋月のGセンサで作る

デジタル式キャンバー測定装置

キャンバーは、もともとは1度程度しかついてなく、精度的にも1/4度程度で読めないと、あまり意味がありません。一般的な傾斜計などでは、普通1度単位でしか目盛りが付いていませんし、少し高級なものでも0.5度が精々です。そこで、もう少し精度が取れないかと、秋月のGセンサを使ってみることにしました。

最終更新日 : 2000.5.31


Gセンサを使った傾斜計のしくみ

重力がGセンサに掛かる力の関係

重力は必ず下向きに1G掛かっています。上の図のように、センサが少し傾いているばあい、重力は、その角度分だけ少なく作用するので、1Gより少な目に表示されます。これを利用したのが、Gセンサを使った傾斜計です。その仕組み上、角度が大きくなると精度が悪くなってきます。幸いにも、キャンバーは、精々数度ですから、いちばん精度の良い部分が使えます。

使用したのは、秋月電子通商の「デジタル表示Gセンサ・キット」(4700円)です。これは、Gの大きさを3・1/2桁(±1999)のデジタルで表示できます。ちなみに、表示される数値は、いきなり角度が表示されるわけではありません。表示できるのは、あくまでもGであって、下の重力と角度の換算表で変換して数値化しなくてはなりません。さらに、Gセンサの仕様上の分解能が5mGしかありません。5mGというと、角度に直すと0.3度程度になってしまいます。わざわざデジタル化しても、この程度なのは少し悲しい面もありますが、一応の目安にはなるでしょう。

測定には、四角のアルミパイプ(15mm)を使いました。これをホイルのリムの上下に当てて角度を測定します。MR2の純正ホイールの場合は中央部が14mmほど出っ張っているので、上下のリムに当たる部分にアルミパイプを短く(5cmほど)切ったものを取り付けて測定します。このアルミパイプは肉厚が1.5mmと、かなり丈夫で、Gセンサを押しつけながら測定しても、曲がるようなことはありません。

秋月の「デジタル表示Gセンサ・キット」

デジタル表示Gセンサ・キット
デジタル表示Gセンサ・キット

このキットは、デジタル電圧計と、加速度センサが組みになったキットです。どちらのキットも製作は比較的簡単だと思います。加速度センサ基板は、バラックで組むので少し悩みます。写真のケースは、キット付属のケースではなく、秋月で売られているSK−16というケースを別途購入して入れたものです。付属のケースだと、2つのキットを両方とも入れるのは難しいようです。製作上の問題はありませんが、ADXL202に取り付ける0.1μFのフィルムコンデンサを4.7μF程度のコンデンサに交換したほうが表示が安定して読みやすいと思います。ただ、このクラスの容量のフィルムコンデンサは入手が難しいので、手持ちのタンタル電解コンデンサを使いました。

測定時の注意

まず、車を平らな処に止めます。少しの傾斜でも測定に影響してしまいます。特に左右方向に傾斜があると、前後共に片側のキャンバーだけ大きくなってしまいます。舗装路の多くは中央部が高く、路肩が低くなっているので、こんな場所での測定はできません。私は何時もホームセンターの屋上の駐車場で計りますが、排水のために全体的に傾斜があります。前後方向なら多少傾斜が有っても大丈夫ですので、こんな場所を探します。あと、車輪が何時も乗る部分は削れて凹んでいます。路面の状況を見極め、傾斜が無く凸凹も少ない場所に車を止めて計りましょう。

平らそうな場所が見つかったら、前輪の左右のキャンバを計ってみましょう。左右差が大きいようなら、路面が傾いてる可能性があります。次に後輪の左右のキャンバーを計ってみて、同じくらいずれているなら、間違いなく路面は傾いてるでしょうので、場所を変えてみます。

測定の方法は、ホイールのリム部分にアルミパイプを当てて、アルミの上下の傾きを計測します。リムが曲がっていると正確に計れませんので注意しましょう。ちょっと怪しいかなと思った場合は、車を数10cm程度動かして計ってみます。本来のキャンバーはホイルのリム部分ではなく、ハブ(ホイルの取り付け部分)で計るのが正しいのでは無いかと思います。修理朱書などでも、そのような測定器が紹介されています。

重力と角度の換算表

重力 角度 重力 角度 重力 角度 重力 角度 重力 角度 重力 角度 重力 角度 重力 角度
.000 0.0 .125 7.2 .250 14.5 .375 22.0 .500 30.0 .625 38.7 .750 48.6 .875 61.1
.005 0.3 .130 7.5 .255 14.8 .380 22.3 .505 30.3 .630 39.1 .755 49.0 .880 61.6
.010 0.6 .135 7.8 .260 15.1 .385 22.6 .510 30.7 .635 39.4 .760 49.5 .885 62.3
.015 0.9 .140 8.0 .265 15.4 .390 23.0 .515 31.0 .640 39.8 .765 49.9 .890 62.9
.020 1.1 .145 8.3 .270 15.7 .395 23.3 .520 31.3 .645 40.2 .770 50.4 .895 63.5
.025 1.4 .150 8.6 .275 16.0 .400 23.6 .525 31.7 .650 40.5 .775 50.8 .900 64.2
.030 1.7 .155 8.9 .280 16.3 .405 23.9 .530 32.0 .655 40.9 .780 51.3 .905 64.8
.035 2.0 .160 9.2 .285 16.6 .410 24.2 .535 32.3 .660 41.3 .785 51.7 .910 65.5
.040 2.3 .165 9.5 .290 16.9 .415 24.5 .540 32.7 .665 41.7 .790 52.2 .915 66.2
.045 2.6 .170 9.8 .295 17.2 .420 24.8 .545 33.0 .670 42.1 .795 52.7 .920 66.9
.050 2.9 .175 10.1 .300 17.5 .425 25.2 .550 33.4 .675 42.5 .800 53.1 .925 67.7
.055 3.2 .180 10.4 .305 17.8 .430 25.5 .555 33.7 .680 42.8 .805 53.6 .930 68.4
.060 3.4 .185 10.7 .310 18.1 .435 25.8 .560 34.1 .685 43.2 .810 54.1 .935 69.2
.065 3.7 .190 11.0 .315 18.4 .440 26.1 .565 34.4 .690 43.6 .815 54.6 .940 70.1
.070 4.0 .195 11.2 .320 18.7 .445 26.4 .570 34.8 .695 44.0 .820 55.1 .945 70.9
.075 4.3 .200 11.5 .325 19.0 .450 26.7 .575 35.1 .700 44.4 .825 55.6 .950 71.8
.080 4.6 .205 11.8 .330 19.3 .455 27.1 .580 35.5 .705 44.8 .830 56.1 .955 72.8
.085 4.9 .210 12.1 .335 19.6 .460 27.4 .585 35.8 .710 45.2 .835 56.6 .960 73.7
.090 5.2 .215 12.4 .340 19.9 .465 27.7 .590 36.2 .715 45.6 .840 57.1 .965 74.8
.095 5.5 .220 12.7 .345 20.2 .470 28.0 .595 36.5 .720 46.1 .845 57.7 .970 75.9
.100 5.7 .225 13.0 .350 20.5 .475 28.4 .600 36.9 .725 46.5 .850 58.2 .975 77.2
.105 6.0 .230 13.3 .355 20.8 .480 28.7 .605 37.2 .730 46.9 .855 58.8 .980 78.5
.110 6.3 .235 13.6 .360 21.1 .485 29.0 .610 37.6 .735 47.3 .860 59.3 .985 80.1
.115 6.6 .240 13.9 .365 21.4 .490 29.3 .615 38.0 .740 47.7 .865 59.9 .990 81.9
.120 6.9 .245 14.2 .370 21.7 .495 29.7 .620 38.3 .745 48.2 .870 60.5 .995 84.3