DE1210594B - Vorrichtung zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten

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DE1210594B
DE1210594B DET26464A DET0026464A DE1210594B DE 1210594 B DE1210594 B DE 1210594B DE T26464 A DET26464 A DE T26464A DE T0026464 A DET0026464 A DE T0026464A DE 1210594 B DE1210594 B DE 1210594B
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DE
Germany
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resonance
longitudinal
resonator
axis
vibrations
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Pending
Application number
DET26464A
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English (en)
Inventor
Dr Manfred Boerner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to FR22061A priority patent/FR1437966A/fr
Priority to GB2702165A priority patent/GB1102477A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
GOIc
Deutsche Kl.: 42 ο -13/03
Nummer:
Aktenzeichen: Anmeldetag:
Auslegetag:
1210594
T26464IXb/42o
27. Juni 1964
10. Februar 1966
Das Hauptpatent betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten, bestehend aus einem Resonanzgebilde, dessen Trägheitsmomente bezüglich einer Drehachse mittels äußerer elektromechanischer Anregung periodisch änderbar sind, zwecks Erzielung von Torsionsschwingungen innerhalb des Resonanzgebildes in Abhängigkeit von einer Drehbewegung um die Drehachse.
Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß das Resonanzgebilde als wesentlichster Bestandteil aus einem in Richtung der Drehachse zu Longitudinalschwingungen der η · γ -Resonanz anregbaren symmetrischen Resonator besteht, der derart ausgebildet ist, daß mindestens in der Nähe der Resonanzfrequenz der Longitudinalschwingungen sich ebenfalls die η · /l-Resonanz der Torsionsschwingung des Resonators befindet, wobei für η die Zahlenwerte 1, 2, 3 ... ansetzbar sind.
Eine solche Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß nicht die gesamte Drehenergie in die Torsionsschwingung eingekoppelt wird. Vielmehr wird auf Grund des Drehimpulserhaltungssatzes der Resonanzkörper in seiner Gesamtheit durch einen Teil der Trägheitsenergie periodisch gedreht. Diese gleichmäßige, sich örtlich entlang des Resonanzkörpers nicht ändernde periodische Grunddrehung geht energetisch für den Meßvorgang verloren, da ja die Empfindlichkeit der Vorrichtung im wesentlichen durch die eine Resonanz hervorgerufene gyromechanische Verkopplung gegeben ist.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ausgehend von einer Vorrichtung nach dem Hauptpatent, eine Vorrichtung zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Resonator zu Longitudinalschwingungen der η · /l-Resonanz anregbar ist und derart ausgebildet ist, daß mindestens in der Nähe der Resonanzfrequenz der
Longitudinalschwingungen sich ebenfalls die η · -γ -Resonanz der Torsionsschwingung des Resonators befindet, wobei für η die Zahlenwerte 1, 2, 3 ... ansetzbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, den Resonator zu Longitudinalschwingungen anzuregen, deren Frequenz •der /l-Resonanz entspricht, wobei dem Resonator eine solche Form gegeben wird, daß er bei Drehungen um eine Achse in Richtung der Longitudinalschwingung Torsionsschwingungen der gleichen Frequenz, aber
"bei der -^- -Resonanz ausführt.
Vorrichtung zur Messung von
Winkelgeschwindigkeiten
Zusatz zum Patent: 1198 594
ίο Anmelder:
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:
Dr. Manfred Börner, Ulm/Donau
Im Gegensatz zur VorrichtungnachdemHauptpatent, bei der eine Wechselwirkung zwischen einer γ-Longitudinalschwingung und einer !-Torsionsschwingung vorliegt, vermeidet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Nachteil einer Grunddrehung durch eine Wechselwirkung zwischen einer !-Longitudinalschwingung und einer durch besondere Maßnahmen auf die gleiche
Frequenz abgestimmten γ -Torsionsschwingung.
In der F i g. 1 ist ein zylinderförmig ausgebildeter Resonanzkörper der Länge / dargestellt, der zwecks Abgleich der !-Longitudinalresonanz auf die Frequenz
der γ -Torsionsresonanz des Resonanzkörpers an den Knotenstellen der Longitudinalschwingung Querschnittsverringerungen vom Radius R2 auf den Radius R1 aufweist.
In der F i g. 2 ist der zugehörige Amplitudenverlauf der Longitudinalschwingung Al und der Torsionsschwingung At längs des Resonanzkörpers aufgetragen.
Bei einer longitudinalen Schallgeschwindigkeit von
Vt ^ 5,0 · 10s cm/sec
und einer torsionalen Schallgeschwindigkeit von
Vt ^ 2,8 · 105 cm/sec
ergeben sich bei einem Resonanzkörper von 1 = 5 cm als zugehörige Frequenzen
/i ^ 100 kHz und fT ~ 28 kHz.
609 507/98
■"ν-"1· V»
Um in diesem Fall einen Abgleich der Frequenz der A-Longitudinalresonanz auf die Frequenz der -^--Torsionsresonanz durchzuführen, ist eine Querschnittsverringerung von -~ =s -τ- notwendig. ..■-.■_

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten, bestehend aus einem Resonanzgebilde, dessen Trägheitsmomente bezüglich einer Drehachse mittels äußerer elektromechanischer Anregung periodisch änderbar sind, zwecks Erzielung von Torsionsschwingungen innerhalb des Resonanzgebildes in Abhängigkeit von einer Drehbewegung um die Drehachse, bei der das Resonanzgebilde als wesentlichster Bestandteil aus einem in Richtung der Drehachse zu Longitudinalschwingungen anregbaren symmetrischen Resonator besteht, nach Patent 1198 594, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator zu Longitudinalschwingungen der η · Α-Resonanz anregbar ist und derart; ausgebildet ist, daß mindestens in der Nähe der Resonanzfrequenz der Longitudinalschwingungen,, sich ebenfalls die
η · -=- -Resonanz der Torsionsschwingung des Resonators befindet, wobei für η die Zahlenwerte 1, 2, 3 ... ansetzbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator zu Longitudinalschwingungen der Α-Resonanz angeregt ist und daß er bei Drehungen um eine Achse in Richtung der Longitudinalschwingung Torsionsschwingungen der
γ -Resonanz ausführt.,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzkörper zylinderförmig ausgebildet ist und daß im Resonanzkörper zwecks Abgleich der η · A-Longi-
tudinalresonanz auf die Frequenz der η· γ -Torsionsresonanz des Resonanzkörpers an der Stelle der Knotenlinien der Longitudinalschwingung ringförmige Einkerbungen vorgesehen sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 507/98 2.66 © Bundesdruckelei Berlin
DET26464A 1964-06-27 1964-06-27 Vorrichtung zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten Pending DE1210594B (de)

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GB2702165A GB1102477A (en) 1964-06-27 1965-06-25 A turn-sensitive device
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