傾斜計とは？原理と種類・選び方・精度と分解能・使い方

傾斜計とは

傾斜計は、物の傾きを、気泡の位置・電気の信号・数字で読む計測器です。傾斜センサ・傾斜角センサ・傾斜角検出器・傾斜角度計とも呼び、機械の水平出しに使う精密水準器やデジタル傾斜計（デジタル水準器）も傾斜計の仲間です。

比較ページには、機械の据え付け・装置の姿勢制御・構造物や斜面の監視で使う業務用の傾斜計を、種類ごとに各社の代表の製品で載せています。地震計、加速度センサだけの品、スマートフォンのアプリ、大工道具の一般の水平器、測量機は載せていません。

原理と仕組み

• 気泡管：液の中の気泡が、傾きで動いた量を目盛で読む（精密水準器）
• MEMS：小さな加速度の検出素子で、重力の向きから傾きを出す
• サーボ式：重りを元の位置に戻す力から傾きを出す。振動や衝撃に強い
• 差動トランス式：コイルの中の鉄心の動きを電気の信号に換える。ノイズや雷に強い
• ひずみゲージ式：傾きで生じるひずみを測り、mV/Vの信号で出す。データロガーにつなぐ

3つの種類

手で当てて読む（精密水準器・デジタル）

• 定盤や工作機械の上に置き、気泡の位置か表示の数字で傾きを読む
• 精密水準器はJIS B 7510のA級で、感度0.02mm/mの型がよく使われる
• デジタル傾斜計は数字で読めて、値をパソコンに送れる型がある

傾斜センサ（装置に組み込む）

• 建設機械・高所作業車・フォークリフトなどに付ける
• 傾きを4〜20mAや電圧の信号で制御盤へ送る
• 測定範囲は±5°から±60°の間で、注文のときに選ぶものが多い

監視用（構造物・地盤・⁠⁠⁠孔内）

• 橋脚・山留め・既設の構造物や、斜面・地盤の中に付けて、傾きの変化を長く測る
• ±1°前後を細かく読む据置型、ボーリング孔に多段で埋める埋設型（孔内傾斜計）⁠が⁠あ⁠⁠⁠⁠る
• 電池と無線で動き、クラウドやデータロガーに集めて、管理値を超えたら知らせる型もある

mm/mと角度の換算

• 精密水準器の感度は、気泡を1目盛動かす傾きで、0.02mm/mは1mで0.02mmの高さの差
• 0.02mm/mは角度で4秒、0.05mm/mは10秒、0.1mm/mは20秒（理研計測器製作所の資料）
• 傾きによる頭の変位は、高さ×sin（角度）⁠で⁠出⁠す⁠。0.001°は高さ10mで0.174mm（坂田電機の資料）

選ぶときに見る点

• 測定範囲：範囲を広くすると、分解能は粗くなる
• 分解能と精度：読める細かさと、正しい値からのずれは別。直線性（%FS）や温度の影響も見る
• 軸数：X・Yの2方向を1台で測るか、1方向で足りるか
• 出力：目で読むか、4〜20mA・電圧・RS‑232C・mV/V・無線・クラウドか
• 保護等級と強さ：屋外や車両ならIP65〜IP68と、耐振動・耐衝撃を見る
• 値段：公開しているのは手で当てて読む種類だけ。組み込み型や監視用は条件を伝えて見積もりを取る

使うときの注意

• 精密水準器は、測る面と底面のごみをふいてから置く
• 手の熱で値が動くので、持つ時間を短くする（両側面に熱を伝えにくい板を付けた型もある）
• 組み込み型は、付けたあとに0°を合わせる。取付誤差を補正する機能がある型もある
• 監視用は、温度の変化で値が動く。温度の影響の小さい型を選び、温度も一緒に記録する