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Elektronischer Beschleunigungsmesser Die vorliegende Erfindung betrifft
einen elektronischen Beschleunigungsmesser, der in einem Entladungsgefäß die Ablenkung
eines Teilehenstrahles beim Auftreten von Beschleunigungen ausnutzt. Gemäß der Erfindung
sind in dem Entladungsgefäß um eine Kathode herum mehrere unbewegliche Anoden symmetrisch
angeordnet, die über Widerstände so mit einer Spannungsquelle verbunden sind, daß
alle Anoden bei fehlender Beschleunigung gleich große und beim Einwirken von Beschleunigungen
verschieden große Ströme führen.
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Elektronische Beschleunigungsmesser sind in mehreren Ausführungsformen
bekanntgeworden. So ist z. B. in der Literatur eine Elektronenröhre mit vier elastisch
aufgehängten Anoden beschrieben worden, die ihren Abstand zu einer Kathode je nach
Beschleunigung ändern. Diese Anordnung ist im Gegensatz zum Beschleunigungsmesser
nach der Erfindung stark frequenzabhängig. Es ist weiterhin eine Anordnung zum Nachweis
beschleunigter Bewegungen mit einem Entladungsgefäß bekanntgeworden, in welchem
ein Elektronen- oder Ionenstrahl durch die Beschleunigung beeinflußt wird. Zur Messung
der Strahlablenkung werden jedoch nicht verschiedene Anoden benutzt, sondern der
Strahl wird bei einer Bahnabweichung mehr oder weniger ausgeblendet.
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Man mißt den an der Elektrode vorbeifallenden Strahlanteil durch Sekundäremissionsvervielfachung.
Infolge dieses Prinzips wird der technische Aufwand ziemlich groß.
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Ferner ist ein Beschleunigungsmesser bekanntgeworden, der eine zylindrische
Anordnung mit zwei Kathoden und zwei Anoden aufweist, die die Messung von Beschleunigungen
in axialer Richtung durch Veränderung des Gasdruckes an dem einen System gegenüber
dem anderen ermöglicht. Beide Entladungssysteme stehen in keiner direktenWechselbeziehung
zueinander. Der Meßeflekt beruht also nicht auf dem Prinzip der Strahlablenkung
durch Beschleunigung.
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Die Erfindung ermöglicht gegenüber dem Stand der Technik die frequenzunabhängige
Messung von in mehreren Richtungen auftretenden Beschleunigungen mit kleinstem technischem
Aufwand.
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Gemäß der einen Ausführungsform der Erfindung wird ein elektrischer
Kreis mit einer elektronischen, auf Beschleunigungskräfte in einer bestimmten Richtung
ansprechenden Anordnung vorgesehen, die ein hermetisch abgeschlossenes und mit einem
Plasma oder einem gasförmigen Medium gefülltes Gehäuse aufweist. In diesem Gehäuse
ist eine Kathode mit einer begrenzten emissionsfähigen Zone und ein
Paar von flachen,
in geringem Abstand voneinander montierten Anodenplatten enthalten. Ein Teil der
genannten Kathode ragt durch eine konzentrische Öffnung zwischen den Anodenplatten
hindurch. Über einen ersten und einen zweiten Ladewiderstand ist eine Spannungsquelle
an die Anodenplatten angeschlossen, die einen Fluß von elektrischen Ladungsträgern
oder Ionen von der emissionsfähigen Spitze des durch die Anode hindurchragenden
Teiles der Kathode hervorruft. Dieser Fluß verteilt sich beim Fehlen von Beschleunigungskräften
gleichmäßig auf beide Anoden. Es wurde herausgefunden, daß sich dieser Ionenfluß
in Abhängigkeit von den genannten Beschleunigungskräften verschiebt und einen ungleichen
Stromfluß in den Anodenplatten hervorruft.
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Eine Erklärung für die Erscheinung, daß der Ionenweg bei Einwirkung
von Beschleunigungskräften verschoben wird, besteht darin, daß die genannten Kräfte
einen Dichtegradienten in dem eingeschlossenen gasförmigen Medium hervorrufen, der
in Kombination mit der Aufheizung des Mediums, insbesondere an der Emissionszone
der Kathode, eine Komponente eines Konvektionsflusses in dem Medium erzeugt. Der
Konvektionsfluß sucht sich einen kürzeren Weg von der Wärmequelle in Richtung auf
ein Gebiet mit niedriger Dichte und zurück durch das ungeheizte Gebiet mit hoher
Dichte. Auf diese Weise wirkt der Konvektionsfluß als Kraft auf die Ionen ein, um
ihren Pfad in Richtung auf weniger dichte Gebiete zu verschieben.
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Der ungleiche Ionenfluß verursacht ungleiche Spannungen an jeder
der genannten Anoden, durch welche ein der ungleichen Ionenleitung entgegenwirkendes
elektrisches Feld aufgebaut wird. Auf
diese Weise wird der Ionenfluß
so stabilisiert, daß er linear von den aufgewandten Beschleunigungskräften abhängt.
Ein zwischen den beiden Anoden vorgesehener Spannungsmesser zeigt die ungleiche
Ionenleitung an und ermöglicht eine Messung der erwähnten Beschleunigungskräfte.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine in
vier Sektoren geteilte Anodenplatte vorgesehen, so daß die Spannungen, die sich
zwischen zwei Paaren von Anodenplatten bilden, die Messung von zwei Beschleunigungskomponenten
ermöglichen, die im rechten Winkel zueinander stehen. Mit diesem Gerät können die
beiden aufeinander senkrecht stehenden Komponenten von resultierenden Beschleunigungskräften
gemessen werden, die in irgendeiner Richtung in einer einzigen Ebene auftreten.
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Zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung dient
die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Einander entsprechende
Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Fig. 1 zeigt das Schaltschema des Beschleunigungsmessers und zugleich
auch im Prinzip den Aufbau des Entladungsgefäßes; F i g. 2 stellt die beiden halbkreisförmigen
Anoden gemäß Fig. 1 perspektivisch dar; Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit
der Ausgangsspannung in Volt von den Beschleunigungskräften in Einheiten der Erdbeschleunigung
(g); Fig.4 zeigt in perspektivischer Darstellung die auf Beschleunigungen ansprechende
Entladungseinrichtung, in F i g. 5 ist im Schnitt deren Elektrodensystem gezeichnet
dargestellt; der Beschleunigungsmesser gemäß F i g. 6 weist vier sektorförmige Anoden
auf, die in Fig. 7 perspektivisch dargestellt sind.
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Der Beschleunigungsmesser gemäß F i g. 1 besteht hauptsächlich aus
einer elektronischen Entladungseinrichtung 1, in welcher die Richtung eines Ionenflusses
von den Beschleunigungskräften abhängig ist, die in Richtung der X-Achse (Pfeile
a, b) auftreten.
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Darüber hinaus spricht der Beschleunigungsmesser, sofern er sich in
einem Schwerefeld befindet, auch auf Neigungen um die auf der Zeichenebene senkrecht
stehende Y-Achse (Pfeile c, d) an. Die Anordnung gemäß Fig. 1 reagiert also sowohl
auf Beschleunigungskräfte in- Richtung der X-Achse als auch auf Neigungen um die
Y-Achse. Die elektronische Entladungseinrichtung 1 hat einen gas dicht verschlossenen
Kolben 2, der mit einem Plasmamedium gefüllt ist, welches aus einem trägen Gas oder
einer leitenden Flüssigkeit bestehen kann. In dem Kolben 2 befindet sich eine emissionsfähige
Kathode 4 und eine geteilte scheibenförmige Anode, die aus den in Fig. 2 dargestellten
Teilen 5 und 6 besteht. Die Kathode 4 ist zu den Anodenteilen 5 und 6 symmetrisch
angeordnet, so daß beim Fehlen von Beschleunigungskräften oder einer gleichwertigen
Neigung in - der entsprechenden Richtung der Elektronenfluß von der Kathode 4 zu
jeder der Anoden 5 und 6 gleich groß ist. Eine ausführliche Darstellung der Konstruktion
des Entladungsgefäßes wird an Hand der Fig.5 und 6 beschrieben. Die Anoden 5 und
6 werden von einer Gleichspannungsquelle 7 über die Ladewiderstände 8 und 9 aufge-
laden.
Eine Gleichspannungsquelle ist vorzuziehen, obwohl auch mit einer Wechselspannungsquelle
von beispielsweise Netzfrequenz befriedigende Ergebnisse erzielt werden konnten.
Der Ladewiderstand 8 liegt zwischen der Anode 5 und der Spannungsquelle 7, während
der Widerstand 9 zwischen der Anode 6 und der Spannungsquelle angeordnet ist. Der
Minuspol der Spannungsquelle ist über einen strombegrenzenden Widerstand 10 und
die Leistung 24 mit der Kathode 4 verbunden. An den Ladewiderständen 8 und 9 bauen
sich entsprechend den von den Anoden 5 und 6 aufgenommenen Strömen Spannungen auf,
die bei fehlenden Beschleunigungskräften gleich groß sind. Wenn das Entladungsgefäß
einer Beschleunigung in X-Richtung ausgesetzt wird, verteilen sich die Ladungsträger
ungleichmäßig auf beide Anoden, wodurch an den Widerständen 8 und 9 verschiedene
Spannungen erzeugt werden. Das die Anodenzuleitungen 25 und 26 verbindende Voltmeter
11 zeigt die Spannungsdifferenz zwischen den Anoden und damit die Beschleunigungskräfte
an.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Entladungseinrichtung an Hand
von Fig. 4 und 5 genauer beschrieben.
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Beim Fehlen von Beschleunigungskräften erzeugen die von der Kathode
4 emittierten Elektronen eine konzentrierte Glimmentladung, die das Gas 3 entlang
einem ziemlich schmalen Pfad 32 ionisiert, der von der oberen Spitze der Kathode
4 zu den Grenzlinien zwischen den Anoden 5 und 6 führt. Es sei bemerkt, daß nach
einer Anfangszündung der Entladungseinrichtung der Strompfad in der beschriebenen
Position stabilisiert wird, weil bei jeder seitlichen Abweichung sofort von den
beiden Anodenhälften elektrische Feldkräfte erzeugt werden, die den Entladungskanal
in die beschriebene Position zurückdrängen. In dieser Position, in der nämlich die
zwischen der Kathode 4 und den Anoden 5 und 6 fließenden Ströme gleich groß sind,
werden an den Widerständen 8 und 9 gleich große Spannungsabfälle hervorgerufen,
so daß das Voltmeter 11 die Nullstellung einnimmt, die sowohl das Fehlen einer Beschleunigung
als auch einer Neigung um die Y-Achse anzeigt. Wenn man jetzt annimmt, daß eine
in Richtung des Pfeiles a wirkende Beschleunigung auf das Entladungsgefäß einwirkt,
wird sich der Entladungskanal von seiner ursprünglich symmetrischen Stellung aus
in Richtung auf die Anodenhälfte 5 bewegen. Damit wird der Stromanteil der Anodenhälfte
5 vergrößert und der von 6 verkleinert. Zwischen den Anodenhälften entsteht eine
von dem Voltmeter 11 angezeigte Differenzspannung.
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Der Theorie nach ist diese unterschiedliche Stromverteilung das Ergebnis
thermischer Effekte und einer Konvektionsströmung der Moleküle in dem Gas 3. Die
Konvektionsströmung wird durch die gleichzeitige Einwirkung der Aufheizung der emittierenden
Spitze der Kathode 4 und eines Dichtegradienten in dem Gas 3 hervorgerufen. Der
Dichtegradient wird durch die auf das Entladungssystem einwirkenden Beschleunigungskräfte
erzeugt. Die Richtung der Konvektionsströmung ist durch die resultierenden, auf
das System einwirkenden Beschleunigungskräfte bestimmt. Eine aufgewandte Kraft erzeugt
einen Dichtegradienten in der Richtung der Kraft, der seinerseits eine Konvektionsströmung
auf einem geschlossenen Strömungsweg von dem beheizten Teil zu dem Gebiet niedriger
Dichte
und zurück durch die kühleren und dichteren Gebiete auslöst.
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Die Konvektionsströmung beeinflußt erstens in Abhängigkeit von dem
die Kathode umgebenden Isolierkörper die Anhäufung von positiven Ionen, die sich
normalerweise in der Nähe der Kathode aufhalten und die die urspüngliche Richtung
der emittierten Elektronen bestimmen. Zweitens beeinflußt die Konvektionsströmung
die Richtung der Ionen in dem Entladungskanal. Dieser Einfluß entspricht der Einwirkung
der physikalischen Bewegung der Gasmoleküle auf die Ionen am Isolierkörper der Kathode
und des Entladungspfades.
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Beim Fehlen beschleunigender Kräfte ist keine Konvektionsströmung
vorhanden, und der Entladungspfad oder -kanal ist allein durch das anliegende elektrische
Feld bestimmt. Da die Kathode symmetrisch zwischen den Teilen der Anode gehaltert
ist, erzeugt das elektrische Feld einen Kanal von gleicher Leitfähigkeit zu jeder
der beiden Anodenhälften.
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Wenn lediglich ein Schwerefeld einwirkt und das Entladungsgefäß senkrecht
orientiert ist, kommt eine Konvektionsströmung zustande, die von den erhitzten Regionen
aufwärts führt und zu den Anodenhälften symmetrisch ist. Die Strömung weist keine
Komponente quer zu dem Entladungskanal auf, und folglich ergibt sich auch keine
Verschiebung des Kanals. Wenn eine Beschleunigung in Richtung des Pfeiles a wirkt,
entsteht eine senkrechte Komponente der Konvektionsströmung in der gleichen Richtung,
in der die beschleunigte Kraft wirkt. Diese Komponente verschiebt den Entladungskanal
in Richtung auf die Anodenhälfte 5 und erzeugt die bereits erwähnte Differenzspannung.
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Diese Differenzspannung verursacht einen Ausgleichsvorgang oder einen
negativen Rückführungseffekt, der der Stromdifferenz zwischen den Anodenhälften
5 und 6 entgegenwirkt. Dieser Rückführungseffekt hat eine lineare Abhängigkeit zwischen
der Differenzspannung, die den Ausgang des Beschleunigungsmessers darstellt, und
den zu messenden Beschleunigungskräften zur Folge. Der Rückführungseffekt trägt
zugleich dazu bei, die Abhängigkeit der Ausgangsgröße von Parametern, wie dem Entladungsstrom
und dem Gasdruck, zu verringern.
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Wenn der Stromanteil zur Anodenhälfte 5 infolge der Konvektionsströmung
anzusteigen beginnt, nimmt das elektrische Feld zwischen der Kathode 4 und der Anodenhälfte
5 ab. In ähnlicher Weise führt der verkleinerte Strom zur Anode 6 zu einer höheren
Spannung an dieser Anode, die das elektrische Feld zwischen der Kathode und der
Anodenhälfte 6 vergrößert. Der Unterschied in den elektrischen Feldern versucht,
die Ionen in Richtung auf die Anode 6 hinzuziehen und wirkt somit dem Stromanstieg
an der Anode 5 entgegen. Der Entladungskanal zwischen der Kathode und der Anode
wird damit in einer von der Größe der Beschleunigungskräfte abhängigen Position
stabilisiert.
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Es hat sich herausgestellt, daß die am Voltmeter 11 gemessene Spannung
U mit nur 1 0/o Abweichung linear von den zu messenden Beschleunigungskräften B
bis in Höhe der zweifachen Erdbeschleunigung (2g) abhängt, wie aus Fig. 3 hervorgeht.
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Abweichend von der aus Fig.3 ersichtlichen Empfindlichkeit ist es
gelungen, bei einer Beschleunigung von B = 1 g eine Ausgangsspannung von 50 Volt
zu erzielen. Der Beschleunigungsmesser
kann daher noch Beschleunigungen in der Größenordnung
von 10-6 g erfassen. Die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung kann mit Hilfe der Spannungsquelle
7 durch Dimensionierung der Widerstände 8, 9 und 10 und durch Wahl der Gasfüllung
beeinflußt werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß beim Anlegen einer konstanten
Eingangsgröße in einem Zeitraum von 2 Stunden die Ausgangsgröße bis auf 0,005 g
konstant bleibt.
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Wenn die Entladungseinrichtung 1 im Uhrzeigersinn um die Y-Achse
gedreht wird (Pfeil d), ergibt sich eine unterschiedliche Stromverteilung auf die
Anodenhälften 5 und 6 in ähnlicher Weise, wie dies bei linearen Beschleunigungen
beschrieben wurde.
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In diesem Fall verursachten Gravitationskräfte eine Konvektionsströmung
in Richtung auf die Anodenhälfte5, die den Stromanteil dieser Anodenhälfte verstärkt,
wobei der Stromfluß durch die erzeugte Rückführspannung stabilisiert wird.
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Wirkt die Beschleunigung in Richtung des Pfeiles b oder wird das
Entladungsgefäß um die Y-Achse in Richtung des Pfeiles c geneigt, so tritt der umgekehrte
Effekt auf: Infolge der Konvektionsströmung überwiegt der Stromanteil der Anode
6, während die Anode 5 auf eine höhere Spannung kommt.
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Der in F i g. 1 dargestellte Beschleunigungsmesser ist relativ unempfindlich
für Beschleunigungen oder Neigungen, die in andere als die angegebenen Richtungen
wirken. Wenn beispielsweise eine Beschleunigung in Richtung der Y-Achse wirkt, verhält
sich die Verlagerung des Entladungskanals symmetrisch zu den beiden Anodenhälften
5 und 6. Folglich können sich die Stromanteile nicht ändern, und das Voltmeter 11
kann keine Differenzspannung anzeigen. ähnlich ist es, wenn Beschleunigungskräfte
senkrecht zur Anodenebene wirksam werden. Diese Überlegungen haben gezeigt, daß
der Beschleunigungsmesser nur auf Kräfte anspricht, die parallel zur Ebene der Anode
und senkrecht zu dem Grenzstreifen zwischen den beiden Anodenhälften gerichtet sind.
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In F i g. 4 und 5 sind Einzelheiten eines Beschleunigungsmessers
dargestellt, wie er in der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 verwendet werden kann.
Die Entladungseinrichtung 1 weist einen Sockel 20 auf, der eine Elektrodenanordnung
trägt, wie sie in F i g. 5 im Schnitt dargestellt ist. Durch den Sockel sind die
Anschlußdrähte 24, 25, 26 hindurchgeführt.
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Mit 2 ist der gasdichte Kolben des Entladungsgefäßes bezeichnet. Der
Sockel 20 trägt eine Plattform 21, die von einer kreisringförmigen Vertiefung 22
umgeben ist. Diese Plattform besteht aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus Glas
oder Keramik. Die Plattform 21 weist eine konzentrische Bohrung auf, in welcher
der untere Teil der Elektrodenanordnung befestigt ist.
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Durch die Plattform 21 sind die zu den Anoden 5 und 6 führenden Anschlußdrähte
25 und 26 hindurchgeführt. Der Zuführungsdraht 24 zur Kathode ist durch die mittlere
Öffnung hindurchgesteckt. Die Leiterdurchführungen sind gasdicht eingeschmolzen.
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Der Kolben 2 des Entladungsgefäßes kann aus Glas oder Keramik bestehen
und ist entlang der kreisringförmigen Vertiefung gasdicht mit dem Sockel 20 und
der Plattform 21 verbunden.
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Der Kolben 2 wird mit Plasma 3 gefüllt, das durch ein gasförmiges
oder flüssiges Medium verkörpert sein kann. Vorzugsweise wird der Kolben mit einer
Gasmischung aus 95 0/o Argon und 5 0/o Stickstoff
unter einem Druck
von 1.00 bis 250mm Quecksilbersäule gefüllt. Der Druck hängt von der gewünschten
Entladungsform ab, wie später gezeigt wird. Die genannte Gasmischung liefert zufriedenstellende
Ergebnisse, insbesondere eine gute Ausgangsempfindlichkeit und ein Minimum von unerwünschten
Gas ablagerungen auf dem Elektrodenmaterial. Es sind jedoch andere Gasmischungen
denkbar, die gleiche oder gar verbesserte Effekte liefern.
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Die im Schnitt entlang der LinieE-F in Fig.4 dargestellte Elektrodenanordnung
gemäß Fig. 5 besteht aus der stabförmigen Kathode 4, die beispielsweise aus Wolfram
hergestellt sein kann, dem Isolierkörper 27 und den Anodenhälften 5 und 6. Durch
den Isolierkörper 27 ist die Emissionszone der Kathode auf die Spitze 28 beschränkt.
Die Anodenplatten5 und 6 bestehen aus einem mit Rhodium plaftierten Nickelmaterial
mit einer glatten Oberfläche. Sie sind auf dem Isolierkörper 27 mit Hilfe von Schrauben
29 und 30, die mit den Anodenleitungen 25 und 26 verbunden sind, befestigt. Der
Isolierkörper 27 weist überstehende Schultern auf, die die obere Fläche der Anodenplatten
zum Teil überdecken.
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An dem oberen Teil des Isolierkörpers 27 ist ein zweiter Isolator
31 aus Aluminiumoxyd vorgesehen, der widerstandsfähig genug ist, um dem Elektronen-und
Ionenbombardement zu widerstehen. Der Isolator 31 umschließt den oberen Teil der
Kathode 4 und weist eine kegelförmige Vertiefung auf, aus der die Kathodenspitze
hervorragt. Es hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung der beschriebenen Elektrodenanordnung
ein Entladungspfad 32 (Fig. 4) zwischen der Kathodenspitze und dem Grenzgebiet zwischen
den beiden Anodenplatten zustande kommt.
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Es ist erforderlich, daß der emittierende Teil des Kathodeumaterials
auf ein engbegrenztes Gebiet beschränkt wird, um den Entladungskanal in Abhängigkeit
von den auftretenden Beschleunigungskräften verschieben zu können. Falls das emittierende
Gebiet zu groß ist, wird eine fehlerhafte und nichtlineare Verschiebung der Entladung
hervorgerufen.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Elektrodenformen beschränkt.
Beispielsweise könnte die Kathodenspitze unterhalb der Anoden angeordnet sein, so
daß der Entladungsweg zur Unterseite der Anodenplatten verlaufen würde. Auch können
die Anoden die Form von aufgeteilten Ringen annehmen. Bei dieser Form wäre eine
etwas abgewandelte Bauform des die Elektroden tragenden Isolierkörpers erforderlich.
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Die Art der auftretenden elektrischen Entladung wird durch den Druck
des Gases innerhalb des Kolben 2 bestimmt. Versuche haben gezeigt, daß bei Spannungen
von etwa 1000 Volt ein zwischen 150 und 250 mm Quecksilbersäule liegender Gasdruck
zu einer konzentrierten Glimmentladung von der beschriebenen Form führte. Bei Drücken
zwischen 100 und 150mm Quecksilbersäule ergibt sich eine ringförmige Glimmentladung.
Die Strombahnen von der Kathode zu den Anodenteilen verlaufen schirmförmig, so daß
die Elektronen in einem Ring auf der Oberfläche der Anodenteile eintreffen. Für
diese Art der Entladung ist die Arbeitsweise des Stromkreises grundsätzlich die
gleiche wie bei der konzentrierten Entladung, jedoch verbleibt der ringförmige Entladungskanal
in praktisch der gleichen Position, wäh-
rend sich die Intensität der Entladung,
die bei Abwesenheit von Beschleunigungskräften gleichförmig ist, zwischen den Anodenteilen
in Abhängigkeit von den genannten Kräften verschiebt. Bei Drücken unter 100 mm Quecksilbersäule
nimmt die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung stark ab.
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In Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung einer zweiten Ausfiihrungsform
des Beschleunigungsmessers dargestellt, die auf Beschleunigungen in zwei aufeinander
senkrecht stehenden Richtungen anspricht. Diese Beschleunigungskräfte stellen die
Komponenten einer resultierenden Beschleunigung in irgendeiner Richtung in einer
zu den Anoden der Meßeinrichtung parallelen Ebene dar. Die Meßanordnung ist ähnlich
der von Fig. 1 mit dem Unterschied, daß das Anodensystem nunmehr aus vier Viertelkreisen
an Stelle von zwei Halbkreisen besteht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine
Ringentladung benutzt, wie in F i g. 7 durch den Ring 46 angedeutet wird. Die Anode
besteht aus vier Teilanoden36, 37, 38 und 39 mit Vorwiderständen 40, 41, 42 und
43, die mit dem positiven Anschluß der Spannungsquelle 7' verbunden sind. Ein Spannungsmesser44
ist zwischen die Anodenteile 36 und 37 und ein zweiter Spannungsmesser 45 zwischen
die Anodenteile 37 und 39 geschaltet. Die übrigen Teile sind wie in F i g. 1 miteinander
verbunden. Die entsprechenden Bezugszeichen sind mit einem ' versehen. Der Spannungsmseser
44 spricht auf die gleichen Kräfte an wie der Spannungsmesser 11 in Fig. 1.
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Der Spannungsmesser 45 mißt die in einer zur Anodenebene parallelen
und in Y-Richtung verlaufenden Beschleunigungskräfte. Außerdem erfaßt dieser Spannungsmesser
Neigungen um die X-Achse.
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Die Arbeitsweise dieses Gerätes ist ähnlich wie die von Fig. 1 und
beruht darauf, daß die Beschleunigungskräfte in irgendeiner Richtung der zur Anode
parallelen Ebene gemessen werden, indem die beiden rechtwinkligen Komponenten dieser
Kräfte getrennt erfaßt werden. In ähnlicher Weise sind auch beliebige Neigungen
um die X- und Y-Achse meßbar.
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Die Meßanordnungen gemäß F i g. 1 und 6 können in einen Geschwindigkeitsmesser
umgewandelt werden, indem man die Differenzspannungen zwischen den Teilanoden einem
Integrationskreis zuführt, so daß die resultierende integrierte Spannung ein Maß
für die Geschwindigkeit ist.
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Obgleich die Meßeinrichtungen gemäß F i g. 1 und 6 in erster Linie
für die Anwendung von Gasentladungen beschrieben wurden, so muß doch erwähnt werden,
daß eine leitende Flüssigkeit das Gas ersetzen könnte. Beispielsweise käme hierfür
eine Lösung von Salz in Wasser in Frage. Wenn man in dem Beschleunigungsmesser eine
Flüssigkeit als leitendes Medium im Entladungsgefäß benutzt, findet eine elektrolytische
Leitung zwischen der Kathode und den Anodenteilen statt, die die vorerwähnte Gasentladung
ersetzt. Die Betriebsspannung kann vergleichsweise geringer sein, da Flüssigkeiten
im allgemeinen mit größerer Leitfähigkeit herzustellen sind. Als Betriebsspannung
kommen etwa 100 Volt in Frage. Die übrigen Teile der Meßeinrichtung erhalten Werte,
die der Ausführung für die Gasentladung vergleichbar sind. Die Stromleitung bei
dem mit einer Flüssigkeit gefüllten Entladungsgefäß wird normalerweise entlang einem
Ring verlaufen, und zwar ähnlich der früher beschriebenen Ringentladung.
Vorzugsweise
soll die Flüssigkeit die Entladungskammer ganz ausfüllen, so daß turbulente Strömungen
innerhalb der Flüssigkeit auf ein Minimum reduziert werden. Die Arbeitsweise der
mit einer leitenden Flüssigkeit arbeitenden Meßanordnung ist im wesentlichen die
gleiche, wie sie für eine Gasentladung beschrieben wurde.
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Obgleich mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert wurden,
um die Arbeitsweise klar herauszustellen, soll sie in keiner Weise auf diese Ausführungsbeispiele
beschränkt bleiben. So kann z. B. die Erfindung auch zum Aufbau eines Winkelbeschleunigungsmessers
dienen, der die Erscheinung der Relativbewegung des Entladungspfades gegenüber den
Teilanoden in Abhängigkeit von aufgewandten Kräften ausnutzt.