Claims (1)
Erfindungsanspruch:Invention claim:
Dreidimensionaler Beschleunigungsaufnehmer, bestehend aus einem Aufnehmergehäuse mit einer seismischen Masse, die über mindestens ein im Gehäuse eingespanntes Federelement aufgehängt ist und wobei auf dem Federelement wenigstens ein mit einer elektronischen Schalteinrichtung verbundener Dehnungsmeßstreifen angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß ein erster, äußerer Federring (2) an zwei gegenüberliegenden Punkten (11; 12) des Aufnehmergehäuses (1) befestigt, ein zweiter, an zwei Punkten (21; 22) der Innenkontur des ersten Federringes (2) befestigter mittlerer Federring (3) senkrecht zum ersten Federring (2) sowie ein dritter, an zwei Punkten (31; 32) der Innenkontur des mittleren Federringes (3) befestigter innerer Federring (4) senkrecht zum äußeren (2) und mittleren Federring (3) angeordnet ist und die im gemeinsamen Mittelpunkt der drei Federringe (2; 3; 4) angeordnete seismische Masse (5) an zwei, zu den Verbindungspunkten (31; 32) zwischen mittlerem (3) und innerem Federring (4) jeweils 90° versetzten Punkten (41; 42) an der Innenfläche des inneren Federringes (4) aufgehängt ist, wobei jeweils im Bereich der Verbindungspunkte (21; 22; 31; 32; 41; 42) zwischen den Federringen (2; 3; 4) untereinander bzw. zwischen innerem Federring (4) und seismischer Masse (5) an der Außenkontur des jeweils äußeren Federringes (2; 3; 4) Dehnungsmeßstreifen (23; 24; 33; 34; 43; 44) angeordnet sind.A three-dimensional acceleration sensor, comprising a sensor housing with a seismic mass which is suspended via at least one spring element clamped in the housing and at least one strain gage connected to an electronic switching device being arranged on the spring element, characterized in that a first, outer spring washer (2) attached to two opposite points (11; 12) of the transducer housing (1), a second, at two points (21; 22) of the inner contour of the first spring ring (2) fixed middle spring ring (3) perpendicular to the first spring ring (2) and a third, at two points (31; 32) of the inner contour of the middle spring ring (3) mounted inner spring ring (4) perpendicular to the outer (2) and middle spring ring (3) is arranged and in the common center of the three spring rings (2; 4) arranged seismic mass (5) at two, to the connection points (31; 32) between middle (3) and inner Spring ring (4) each 90 ° offset points (41; 42) on the inner surface of the inner spring ring (4) is suspended, wherein in each case in the region of the connection points (21; 22; 31; 32; 41; 42) between the spring rings (2; 3; 4) with each other or between inner spring ring ( 4) and seismic mass (5) on the outer contour of the respective outer spring ring (2; 3; 4) strain gauges (23; 24; 33; 34; 43; 44) are arranged.
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft einen dreidimensionalen Beschleunigungsaufnehmer, bestehend aus einem Aufnehmergehäuse mit einer seismischen Masse, die über mindestens ein im Gehäuse eingespanntes Federelement aufgehängt ist und wobei auf dem Federelement wenigstens ein mit einer elektronischen Schalteinrichtung verbundener Dehnungsmeßstreifen angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Meßwertaufnehmer ist zur Erfassung von dreiachsige Beschleunigungs- und Verzögerungswerten verschiedenartiger räumlich bewegter Versuchsobjekte geeignet.The invention relates to a three-dimensional acceleration sensor, comprising a transducer housing with a seismic mass, which is suspended via at least one spring element clamped in the housing and wherein on the spring element at least one connected to an electronic switching device strain gauges is arranged. The transducer according to the invention is suitable for detecting triaxial acceleration and deceleration values of different types of spatially moved test objects.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Die Erfassung von Beschleunigungen und Verzögerungen räumlich bewegter Versuchsobjekte ist auf zahlreichen Gebieten der Technik notwendig. Derartige Messungen werden beispielsweise in der Fahrzeugtechnik zur Auslösung von Insassen-Schutzvorrichtungen bei einem unfallbedingten Aufprall oder für Untersuchungen der passiven Sicherheit von Kraftfahrzeugbayjteilen mittels Aufprallprüfeinrichtungen durchgeführt. Dabei wurden bereits Anordnungen vorgeschlagen, bei denen alle drei Komponenten des Beschleunigungsvektors erfaßt werden können. So beschreibt die DE-OS 2432225 eine Anordnung mit zumindest drei Beschleunigungsaufnehmern, die durch eine Halterung unter Bildung eines gemeinsamen Achsenschnittpunktes in einem räumlichen System gehalten sind. Mit dieser insbesondere zum Einbau in Versuchspuppen für Unfalluntersuchungen verwendeten Anordnung können jedoch trotz des gemeinsamen Achsenschnittpunktes der Meßwertaufnehmer Meßfehler nicht ausgeschlossen werden, da die Komponenten des Beschleuigungsvektors an verschiedenen, relativ weit auseinanderliegenden Punkten erfaßt werden. Weiterhin ist durch die DD-PS 209288 eine Anordnung für Messungen der Trägheitsnavigation mit lediglich einer Trägheitsmasse bekannt. Die Trägheitsmasse wird dabei in einer räumlichen Anordnung durch Lageregelungssysteme schwebend gehalten und ermöglicht die Bestimmung der drei Beschleunigungskomponenten eines Punktes. Nachteilig ist jedoch der erforderliche Meß- und Steueraufwand. Außerdem ist diese Anordnung nur bedingt für Untersuchungen in der Fahrzeugtechnik geeignet, da zumindest bei harten Aufprallvorgängen eine genaue Meßwerterfassung nicht gewährleistet ist.The detection of accelerations and decelerations of spatially moved test objects is necessary in many fields of technology. Such measurements are carried out, for example, in vehicle technology for triggering occupant protection devices in the event of an accidental collision or for investigations of the passive safety of motor vehicle parts by means of impact test devices. Arrangements have already been proposed in which all three components of the acceleration vector can be detected. Thus, DE-OS 2432225 describes an arrangement with at least three accelerometers, which are held by a holder to form a common intersection point in a spatial system. However, despite the common axis intersection of the transducers, measurement errors can not be ruled out with this arrangement, which is used in particular for installation in experimental manikins for accident investigations, since the components of the acceleration vector are detected at different, relatively widely spaced points. Furthermore, DD-PS 209288 discloses an arrangement for inertial navigation measurements with only one inertial mass. The inertial mass is kept floating in a spatial arrangement by attitude control systems and allows the determination of the three acceleration components of a point. However, a disadvantage is the required measurement and control costs. In addition, this arrangement is only conditionally suitable for investigations in vehicle technology, since at least in hard collisions accurate data acquisition is not guaranteed.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Bei einem Beschleunigungsaufnehmer der eingangs beschriebenen Gattung soll eine verbesserte Meßwertaufnahme erzielt werden.In an accelerometer of the type described above, an improved data acquisition is to be achieved.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Beschleunigungsaufnehmer mit einer über mindestens ein Federelement im Aufnehmergehäuse federnd aufgehängt seismischen Masse zu schaffen, der eine Erfassung von Beschleunigungs- und Verzögerungswerten räumlich bewegter Versuchsobjekte bei lediglich geringem Meß-und Steueraufwand mittels Dehnungsmeßstreifen ermöglicht.The object of the invention is to provide an accelerometer with a resiliently suspended at least one spring element in the transducer housing seismic mass, which allows detection of acceleration and deceleration values spatially moving test objects with only a small measurement and control effort by means of strain gauges.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein erster äußerer Federring an zwei gegenüberliegenden Punkten des Aufnehmergehäuses befestigt, ein zweiter, an zwei Punkten der Innenkontur des ersten Federringes befestigter mittlerer Federring senkrecht zum ersten Federring sowie ein dritter, an zwei Punkten der Innenkontur des mittleren Federringes befestigter innerer Federring senkrecht zum äußeren und mittleren Federring angeordnet ist und die im gemeinsamen Mittelpunkt der drei Federringe angeordnete seismische Masse an zwei, zu den Verbindungspunkten zwischen mittlerem und innerem Federring jeweils 90° versetzten Punkten an der Innenfläche des inneren Federringes aufgehängt ist, wobei jeweils im Bereich der Verbindungspunkte zwischen den Federringen und seismischer Masse an der Außenkontur des jeweils äußeren Federringes Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind.This object is achieved by a first outer spring ring attached to two opposite points of the pickup housing, a second, at two points the inner contour of the first spring ring mounted middle spring ring perpendicular to the first spring ring and a third, at two points the inner contour of the middle spring ring attached inner spring ring is arranged perpendicular to the outer and middle spring ring and the arranged in the common center of the three spring rings seismic mass at two, to the connection points between the central and inner spring ring each offset by 90 ° points on the inner surface of the inner spring ring is suspended, each in the area the connection points between the spring rings and seismic mass are arranged on the outer contour of the respective outer spring ring strain gauges.
Der erfindungsgemäße Meßwertaufnehmer ermöglicht eine weitgehend genaue Bestimmung der Beschleunigung räumlich bewegter Versuchsobjekte. Die Meßachsen der drei Komponenten des Beschleunigungsvektors verlaufen dabei exakt durch einen Punkt.The transducer according to the invention enables a largely accurate determination of the acceleration of spatially moved test objects. The measuring axes of the three components of the acceleration vector run exactly through a point.