DE1258165B - Beschleunigungsmesser mit in einer Fluessigkeit schwebendem Pendel - Google Patents

Beschleunigungsmesser mit in einer Fluessigkeit schwebendem Pendel

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DE1258165B
DE1258165B DE1964L0048379 DEL0048379A DE1258165B DE 1258165 B DE1258165 B DE 1258165B DE 1964L0048379 DE1964L0048379 DE 1964L0048379 DE L0048379 A DEL0048379 A DE L0048379A DE 1258165 B DE1258165 B DE 1258165B
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Bruce A Sawyer
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Litton Industries Inc
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Litton Industries Inc
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
GOIp
Deutsche Kl.: 42 ο -17
Nummer: 1258165
Aktenzeichen: L 48379IX b/42 ο
Anmeldetag: 24. Juli 1964
Auslegetag: 4. Januar 1968
Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungsmesser mit in einer Flüssigkeit schwebendem Pendel, dessen Rückstellmoment von einem Magneten geliefert wird.
Bei einem bekannten Beschleunigungsmesser dieser Art sind Massenmittelpunkt, Antriebsmittelpunkt und Drehachse des Pendels so relativ zueinander angeordnet, daß die von Temperaturschwankungen hervorgerufenen Änderungen der magnetischen Feldstärke des Magnets durch die Änderung der Auftriebskraft infolge von temperaturbedingten Schwankungen der Dichte der Tragflüssigkeit gerade ausgeglichen werden. Die hier gemeinten Dichteschwankungen sind gleichmäßige Schwankungen der Gesamtdichte der Tragflüssigkeit. Diese Kompensationswirkung ist von der äußeren Gestalt des Pendels grundsätzlich unabhängig, weshalb aus konstruktiven Gründen bei der bekannten Anordnung dieser Art z. B. ein rechteckiges Pendel gewählt wurde.
Es hat sich nun gezeigt, daß mit diesem Prinzip zwar eine Temperaturkompensation über längere Zeiträume erreichbar ist, daß aber noch gewisse kurzzeitige Temperatureinflüsse auftreten, so daß der erwähnte temperaturkompensierte Beschleunigungsmesser hohen Präzisionsansprüchen nicht genügen kann. Die kurzzeitigen Temperaturschwankungen können durch elektrische Maßnahmen, nämlich durch Parallelschaltung eines temperaturunabhängigen ohmschen Widerstandes zur Rückstellspule des Beschleunigungsmessers, zwar verringert, aber nicht ganz ausgeschaltet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Beschleunigungsmesser der erwähnten Art die von Temperaturschwankungen herrührenden kurzzeitigen Fehlanzeigen nicht nur zu verringern, sondern von der Ursache her zu beseitigen.
Es wurde festgestellt, daß diese Temperatureinflüsse auf örtliche Dichteschwankungen der Tragflüssigkeit und davon herrührende örtliche Auftriebsschwankungen des Pendelkörpers zurückzuführen sind. Die Auftriebsschwankungen führen bei einem unregelmäßig geformten Pendel zu Drehmomenten, die eine in Wirklichkeit nicht vorhandene Beschleunigung vortäuschen können.
Ist nämlich bei einem unregelmäßig, z. B. rechteckig geformten Pendelkörper die Dichte der den Pendelkörper allseits umgebenden Tragflüssigkeit nicht überall gleich groß, so wandert der Auftriebsmittelpunkt aus dem Massenmittelpunkt des Pendels in unkontrollierbarer Weise aus, und demgemäß ergeben sich auch Schwankungen des Hebelarmes zwischen Drehachse und Auftriebsmittelpunkt je nach-Beschleunigungsmesser mit in einer Flüssigkeit
schwebendem Pendel
Anmelder:
Litton Industries, Inc.,
Beverly Hills, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
8000 München 22, Widenmayerstr. 46
Als Erfinder benannt:
Bruce A. Sawyer,
Los Angeles, Woodland Hills, Calif. (V. St. A.)
dem, wie die am Pendel angreifenden Antriebskräfte gerade zufällig verteilt sind.
Um diesem Mangel abzuhelfen, ist der erfindungsgemäße Beschleunigungsmesser mit in einer Flüssigkeit schwebendem Pendel, dessen Rückstellmoment von einem Magneten geliefert wird, wobei Massenmittelpunkt, Auftriebsmittelpunkt und Drehachse des Pendels so relativ zueinander angeordnet sind, daß die von Temperaturschwankungen hervorgerufenen Änderungen der magnetischen Feldstärke des Rückstellmagneten durch die Änderung der gesamten Auftriebskraft infolge von temperaturbedingten Dichteschwankungen der Tragflüssigkeit gerade ausgeglichen werden, und mit einer Stellungsabtastemrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich örtlicher Dichteschwankungen der Tragflüssigkeit das Pendel zylindrische Gestalt hat und daß seine Drehachse parallel zur Symmetrieachse der Zylinder verläuft oder mit ihr zusammenfällt.
Es kann gezeigt werden, daß bei Erfüllung der soeben genannten Bedingungen das Pendel gegen örtliche Schwankungen der Auftriebskräfte unempfindlich ist. Betrachtet man nämlich zunächst die Wirkung der Auftriebskräfte auf einen Hohlzylinder, der in einer Flüssigkeit mit gleichmäßiger Temperaturverteilung schwebt, so liegt offenbar der Auftriebsmittelpunkt im geometrischen Schwerpunkt des
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Zylinders, d. h. auf dessen Symmetrieachse, und zwar normalerweise in der Mitte zwischen den beiden Stirnflächen des Zylinders. Alle auf den Zylinder einwirkenden Druckkräfte greifen senkrecht zur Zylinderoberfläohe an, so daß die Wirkungslinien sämtlicher Druckkräfte durch die Symmetrieachse gehen und der Auftriebsmittelpunkt sich stets in dieser Achse befinden muß. Die letztere Aussage gilt aber auch noch, wenn durch Temperaturunter-
befestigt, die ihrerseits am Gehäuse 11 befestigt sind. Im dem Fühlglied gegenüberstehenden Ende des Pendels 13 sind in Vertiefungen der Außenfläche 12 des Hohlzylinders 14 vier Abnahmespulen 21 unter-5 gebracht, die mit dem im Ringraum zwischen der Welle 31 und dem Hohlzylinder 14 untergebrachten Feldmagneten 19 zusammenwirken. Am anderen Ende des Pendels befinden sich vier Rückstellspulen 23 in Vertiefungen der Außenfläche 12 des Hohl
schiede innerhalb der Tragflüssigkeit örtliche Dichte- io zylinders 14, die mit dem im Ringraum zwischen der Schwankungen in derselben auftreten. Auch jetzt Welle 33 und dem Hohlzylinder 14 befindlichen können die durch den Auftrieb hervorgerufenen Rückstellmagneten 17 zusammenwirken. Druckkräfte nur senkrecht zur Zylinderoberfläche Der Raum zwischen dem Pendel und dem Geangreifen, und der Auftriebsmittelpunkt kann sich häuse ist mit einer Tragflüssigkeit hoher Dichte auszwar in Richtung der Längsachse verlagern, nicht 15 gefüllt, die so gewählt ist, daß das Pendel im Noraber radial aus der Zylinderachse auswandern. Damit malfall keine wesentlichen Kräfte auf die Steinlager bleibt auch der effektive Hebelarm des zylindrischen ausübt. Bei richtiger Einstellung kann die Gewichts-Pendels, d. h. der kürzeste Abstand zwischen dem belastung der Lager auf weniger als einige Dyn ver-Auftriebsmittelpunkt und der Drehachse konstant, ringert werden. Das Gehäuse ist so bemessen, daß wenn die Drehachse parallel zur Symmetrieachse 20 der Abstand zwischen ihm und dem zylindrischen verläuft. Somit können die örtlichen Dichteschwan- Pendel 13 so klein wie möglich ist. kungen der Tragflüssigkeit die Anzeige eines zylin- Um Volumenvergrößerungen der Tragflüssigkeit
drischen Pendels nicht beeinflussen. infolge von Temperaturschwankungen zu ermög-
Beschleunigungsmesser mit zylindrischem Pendel liehen, ist ein Ausdehnungsgefäß 25 mit einem Balg sind an sich bekannt. Diese bekannten zylindrischen 25 42 an einem Ende (hier dem Rückstellende) des GePendel dienen aber einem ganz anderen Zweck als häuses vorgesehen. Am anderen Ende des Gehäuses die Erfindung. Sie sollen nur eine reibungsfreie Lage- 11 befindet sich ein dichtender Abschluß 47 mit rung des Pendels bei allen Ausschlägen desselben einem Demodulator und Verstärker 34, der die Angewährleisten, weil völlige geometrische Symmetrie schlußklemmen 35 trägt. Der Verstärker 34 liefert besteht. Daß aber durch zylindrische Ausbildung des 30 den Rückstellstrom für das Pendel. Pendels auch örtliche Dichteschwankungen der Trag- Im einzelnen weist der Feldmagnet 19 vier radial
flüssigkeit kompensiert werden können, obwohl gerichtete Kontaktglieder 49 auf, um den Anschluß solche Dichteschwankungen zweifellos die bei den an die Rückstell- und Induktionsspulen zu bewerkbisherigen Konstruktionen stets angestrebte symme- stelligen, und besitzt vier ausgeprägte Pole 46. Um trische Verteilung der Auftriebskräfte grundsätzlich 35 jeden Pol 46 ist eine Feldspule 45 gewickelt, die mit stören, stellt eine neue und überraschende Erkennt- Wechselstrom gespeist werden kann. Die Rückstellnis dar. anordnung 17 enthält einen zylindrischen vierpoligen
Vorzugsweise ist das Pendel als an den Stirnseiten Dauermagneten 44, der koaxial mit der Welle 33 anoffener Hohlzylinder ausgebildet, der in seiner Mitte geordnet ist. Jede der vier Rückstellspulen 23 nimmt eine geschlossene Auftriebskammer aufweist. Inner- 40 etwa ein Viertel der zylindrischen Oberfläche des halb des Hohlzylinders sind der Fühlmagnet und der Pendels ein. Wird den in Reihe geschalteten Rück-Rückstellmagnet untergebracht. In der Wand der
Auftriebskammer können sich unsymmetrisch angebrachte Schrauben befinden, die zur einstellbaren
Verlagerung des Massenmittelpunktes gegen die 45
Symmetrieachse und die Drehachse des Pendels
dienen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin ist
Fig. 1 ein Explosionsbild des erfindungsgemäßen 50 Symmetrieachse^4-^4. Dagegen ist wegen der UnBeschleunigungsmessers, wucht39 der Massenmittelpunkt CM um eine bestimmte Strecke gegen die Symmetrieachse versetzt. Die radiale Verbindungslinie des Massenmittelpunktes und des Auftriebsmittelpunktes ist im zusammen-55 gebauten Zustand senkrecht zu der Symmetrieachse A-A und zu einer AchseC-C (Fig. 1), welche die empfindliche Achse des Beschleunigungsmessers darstellt.
Die Drehachse B-B des Pendels ist gegen die
das ein Pendel 13 umschließt. Dieses wird von einem 60 Symmetrieachse versetzt. Infolgedessen ist der Auf-Hohlzylinder 14 mit längsverlaufender Symmetrie- triebsmittelpunkt des Pendels ebenfalls gegen die achse A-A gebildet. In der Symmetrieachse verlaufen Drehachse versetzt, derart, daß temperaturbedingte zwei zylindrische, am Hohlzylinder 14 befestigte Dichteschwankungen der Tragflüssigkeit den tempe-Wellen 31 und 33. raturbedingten Feldstärkeschwankungen des Rückpas Pendel 13 ist im Gehäuse 11 mittels zweier 65 stellmagneten die Waage halten. Steinlager 15 und 16 gelagert, welche eine Dreh- Fig. 2 zeigt auch die Verbindung zwischen dem
achse B-B definieren. Die Steinlagerl5 und 16 sind Verstärker 34 und den Feld- und Rückstellspulen in einem Rückstellglied 17 bzw. einem Fühlglied 19 über Anschlußklemmen 54. Diese sind auf dem Feld
stellspulen 23 ein Strom zugeführt, so ergibt sich ein Rückstellmoment auf das Pendel 13 um die Drehachse B-B.
Das Pendel 13 weist gemäß F i g. 1 und 2 eine luftdichte Auftriebskammer 37 und eine Unwucht 39 auf. Der Auftriebsmittelpunkt CB fällt im allgemeinen mit dem geometrischen Symmetriezentrum des Pendels zusammen und befindet sich also auf der
F i g. 2 ein Teilschnitt des zusammengebauten Beschleunigungsmessers nach F i g. 1, wobei das zylindrische Pendel um 90° gegen seine Nullstellung verdreht ist, und
F i g. 3 eine schematische Darstellung der elektrischen Teile des Beschleunigungsmessers.
Der in Fig. 1 in erregtem Zustand dargestellte Beschleunigungsmesser 10 besitzt ein Gehäuse U,
magneten 19 angebracht und verbinden die vier radialen Kontaktglieder 49 mit den Klemmen 35 des Verstärkers 34. Die Kontaktglieder 49 dienen zum Anschluß der Rückstellspulen, der Induktionsspulen und der Feldspulen.
F i g. 3 zeigt schematisch das Schaltbild des Beschleunigungsmessers 10 mit den in Reihe geschalteten Rückstellspulen 23 und einem Widerstand 36 zwischen Masse und einer Ausgangsklemme, an dem das Ausgangssignal abgenommen wird. Die Ausgangsklemme ist ebenfalls unter den Klemmen 35 zu finden. Parallel zu den Rückstellspulen 23 ist ein temperaturabhängiger Präzisionswiderstand 38 geschaltet. Die Induktions- oder Abnahmespulen 21 sind in Reihe zwischen Masse und die eine Eingangsklemme 51 des Demodulators und Verstärkers 34 geschaltet. Die Feldspulen 45 sind in Reihe zwischen Masse und einer Wechselstromquelle 55 eingeschaltet. Die Polarität der von den Feldspulen 45 hervorgerufenen elektromagnetischen Felder ist so gewählt, daß in den Induktionsspulen 21 eine Spannung, welche eine Beschleunigung anzeigt, jedesmal induziert wird, wenn die Induktionsspulen gegen ihre Ruhestellung verdreht sind. Der Demodulator und Verstärker 34 demoduliert diese Induktionsspannung und verwandelt sie in einen Rückstellstrom, dessen Stärke von der Winkelverstellung des Pendels abhängt, während seine Polarität die Richtung der Verdrehung angibt. Die abgenommene Spannung an der Eingangsklemme 51 wird in bekannter Weise mit der von der Wechselstromquelle 55 gelieferten Bezugsspannung an der Klemme 52 verglichen. Der vom Verstärker gelieferte Rückstellstrom wird auf die Rückstellspulen 23 gegeben, die zusammen mit dem Rückstellmagneten 44 ein Rückstellmoment erzeugen, welches das zylindrische Pendel in die Ruhestellung zurückzuführen sucht. Die Ausgangsspannung wird an der Klemme 35 in F i g. 3 abgenommen.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Beschleunigungsmessers ist nun leicht verständlich. Beispielsweise ist in F i g. 2 die empfindliche Achse (C-C in Fig. 1) senkrecht zur Zeichenebene, so daß der Beschleunigungsmesser translatorische Beschleunigungen in Richtung der empfindlichen Achse feststellt. Diese Beschleunigungen suchen eine Drehung des zylindrischen Pendels 13 um die Drehachse B-B hervorzurufen, da der Massenmittelpunkt CM gegen die Drehachse versetzt ist. Bei dieser Drehbewegung bewegen sich die Induktionsspulen 21 von den Polen 46 der Feldmagneten weg. Die durch die mit Wechselstrom gespeisten Spulen 45 erzeugten magnetischen Kraftlinien werden infolgedessen von den Spulen 21 geschnitten, während in der Nullage die von den Spulen 21 umschlossenen Felder sich gerade gegenseitig aufheben. Somit wird bei der Drehung des Pendels eine nach Größe und Richtung der Beschleunigung proportionale Spannung in den Induktionsspulen induziert. Die Amplitude der Induktionsspannung entspricht der Winkelauslenkung des Pendels und die Phase der Induktionsspannung der Auslenkungsrichtung.
Gemäß F i g. 3 wird diese Spannung zugleich mit der konstanten Bezugsspannung den Klemmen 51 und 52 des Demodulators und Verstärkers 34 zugeführt. Dieser erzeugt an seinem Ausgang 53 einen Gleichstrom, dessen Größe und Richtung proportional zur Amplitude und Phase der Induktionsspannung und damit zu Größe und Richtung der Auslenkung ist. Der Gleichstrom wird den Rückstellspulen 23 zugeführt, die zusammen mit dem Magneten 44 ein Rückstellmoment erzeugen, das das Pendel in die Nullstellung zurückzuführen sucht.
Die Temperatureinflüsse werden, wie bereits oben ausgeführt wurde, im wesentlichen durch drei Faktoren hervorgerufen. Diese sind metallurgische Veränderungen im Dauermagneten 44, die bei steigender Temperatur zu einer Abnahme der magnetischen
ίο Feldstärke führen; die Ausdehnung der Tragflüssigkeit mit zunehmender Temperatur, durch welche die Dichte derselben verringert und damit die Belastung der Pendellager erhöht wird; und schließlich hydrostatische Druckgradienten, die infolge temperatur-
bedingter Dichteschwankungen der Tragflüssigkeit ein Drehmoment auf das Pendel ausüben.
Um die abnehmende magnetische Feldstärke bei Temperaturerhöhungen auszugleichen, muß zum Aufbringen einer gleichen Rückstellkraft ein kräfti-
ao gerer Strom bei sonst gleichen Bedingungen durch die Rückstellspulen 23 geschickt werden. Die Rückstellstromstärke ist aber proportional zur gemessenen Beschleunigung, so daß die Erzeugung einer größeren Stromstärke bei höheren Temperaturen zu Fehlanzeigen führen würde.
Andererseits ist das von der Pendelmasse herrührende Rückstellmoment gleich dem positiven oder negativen Unterschied zwischen Gewicht und Auftriebskraft, multipliziert mit dem effektiven Hebelarm, d. h. dem Abstand zwischen der Drehachse und dem Auftriebszentrum CB des Pendels. In bekannter Weise ist nun die Anordnung so getroffen, daß die Abnahme der Auftriebskraft infolge verringerter Dichte der Tragflüssigkeit der Abnahme der magnetischen Feldstärke des Rückstellmagneten 44 gerade die Waage hält. Die Auftriebskräfte erzeugen also einen Drehmoment um die Drehachse, das in gleichem Maße mit der Temperatur abnimmt wie das magnetisch erzeugte Rückstellmoment. Infolgedessen braucht kein zusätzlicher Rückstellstrom den Spulen 23 zugeführt zu werden.
Zu diesem Zweck muß der Abstand Z2 der Pendeldrehachse von der Verbindungslinie des Massenmittelpunktes und des Auftriebsmittelpunktes die folgende Gleichung erfüllen:
= ~ ik
4).
Hierbei bedeutet die Summe (Z1+Z2) die Entfernung zwischen dem Massenmittelpunkt und dem Auftriebsmittelpunkt, Z1 die Entfernung zwischen dem Massenmittelpunkt und dem Schnittpunkt der Verbindungslinie des Massenmittelpunktes und des Auftriebsmittelpunktes mit der Drehachse, α der räumliche Ausdehnungskoeffizient der Tragflüssigkeit und γ der Änderungskoeffizient des Rückstellmomentes mit der Temperatur. Wird die obige Gleichung eingehalten und liegt die Drehachse zwischen dem Massenmittelpunkt und dem Auftriebsmittelpunkt, so bleibt auch bei Temperaturschwankungen das Rückstellmoment proportional zum Auftriebsmoment.
Eine weitere Kompensation der temperaturbedingten Änderungen der magnetischen Feldstärke geschieht durch den temperaturunabhängigen Parallelwiderstand 38 in Fig. 3. Dieser den Rückstellspulen 23 parallelgeschaltete Widerstand ist so gewählt, daß der vom Verstärker 34 gelieferte Rück-
stellstrom im wesentlichen konstant bleibt. Es kann gezeigt werden, daß dies in erste Näherung dann der Fall ist, wenn gilt:
Hierbei ist Rs der Wert des Widerstandes 38, R0 der ohmsche Widerstand der Rückstellspule 23 bei einer Bezugstemperatur, α der Temperaturkoeffizient des Beschleunigungsmessers und b der Temperaturkoeffizient des Spulenwiderstandes.
Wenn überhaupt eine Verbesserung durch den Nebenschlußwiderstand 38 eintreten soll, so muß dieser, wie ebenfalls gezeigt werden kann, mindestens die Hälfte des angegebenen Wertes haben.
Bekanntlich ergibt sich die ideale Orientierung der empfindlichen Achse dann, wenn die Drehachse und die Verbindungslinie des Massenmittelpunktes und des Auftriebsmittelpunktes sich schneiden. Schneiden sich diese beiden Linien nicht, so dreht sich die empfindliche Achse bei Temperaturschwankungen der Tragflüsigkeit, was zu Kopplungsfehlern in der Anzeige des Beschleunigungsmessers führen würde. Die Herstellungstoleranzen können zu einer Abweichung der Drehachse von der Verbindungslinie des Massenmittelpunktes und des Auftriebsmittelpunktes um einen Wert bis zu 0,05 mm führen.
Um diese Verlagerung auszugleichen, sind gemäß F i g. 2 Trimmschrauben 40 in der Unwucht 39 vorgesehen. Durch Verstellen dieser Schrauben läßt sich der Massenmittelpunkt des Pendels um einen geringen Betrag so verschieben, daß die Verbindungslinie von Massenmittelpunkt und Auftriebsmittelpunkt durch die Drehachse geht. Der Massenmittelpunkt kann durch die Trimmschrauben in den drei zueinander senkrechten Hauptachsen verschoben werden. So werden gegenseitige Kopplungen als Funktion von Temperaturschwankungen der Tragfiüssigkeit ausgeschaltet, wobei der Drehwinkel der empfindlichen Achse auf weniger als 0,9 Bogensekunden/0 C herabgedrückt wird.
Kleine Änderungen der Pendelkonstante durch diese Einstellvorgänge sind bedeutungslos, da der Maßstab durch den Widerstand 36, der bei der Schlußeichung festgelegt wird, bestimmt ist.
Der Austritt der elektrischen Anschlußleitungen kann unmittelbar durch das Gehäuse geschehen, beispielsweise durch die Adern 54 in F i g. 1 und 2. Die Kontaktglieder, welche die Induktionsspulen und die Rückstellspulen mit den Adern 54 verbinden, dürfen aber offensichtlich keine elastischen oder Reibungskräfte auf das Pendel ausüben. Die Anschlüsse werden in bekannter Weise durch sehr dünne, schraubenförmig gewickelte Drähte hergestellt, die radial zwischen dem Gehäuse 11 und der Mittelwelle 31 des zylindrischen Pendels verlaufen. Es hat sich gezeigt, daß diese einfache Verbindungsart sehr stabil und zuverlässig ist.
Als Tragfiüssigkeit kann beispielsweise eine Flüssigkeit auf der Grundlage von Bromtrifluoräthylen mit einer Dichte von 2,145 g/cm3 dienen.
Der Demodulator und Verstärker ist in bekannter Weise aufgebaut und geschaltet. Es stehen genügend zuverlässige Schaltungen hierfür zur Verfügung.
Die Verwendung einer dem Gleichstrommotor entsprechenden Anordnung für die Rückstellvorrichtung könnte zu der bekannten Ankerrückwirkung an den Polen des Rückstellmagneten 44 führen. Falls ein Bedürfnis zu deren Vermeidung besteht, könnte eine Kompensationswicklung, die in Reihe mit den Spulen geschaltet ist, in Nuten auf den Polflächen des Rückstellmagneten 44 angeordnet sein.
Dank der zylindrischen Gestalt des Pendels ist der Auftriebsmittelpunkt stabilisiert, und von der Tragfiüssigkeit auf das Pendel ausgeübte Schermomente und Konvektionsmomente sind verringert. So ergibt sich durch das Zusammenwirken der einzelnen beschriebenen Maßnahmen ein gegen Temperaturschwankungen besonders unempfindlicher Beschleunigungsmesser.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Beschleunigungsmesser mit in einer Flüssigkeit schwebendem Pendel, dessen Rückstellmoment von einem Magneten geliefert wird, wobei Massenmittelpunkt, Auftriebsmittelpunkt und Drehachse des Pendels so relativ zueinander angeordnet sind, daß die von Temperaturschwankungen hervorgerufenen Änderungen der magnetischen Feldstärke des Rückstellmagneten durch die Änderung der gesamten Auftriebskraft infolge von temperaturbedingten Dichteschwankungen der Tragflüssigkeit gerade ausgeglichen werden, und mit einer Stellungsabtasteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich örtlicher Dichteschwankungen der Tragfiüssigkeit das Pendel (13) zylindrische Gestalt hat und daß seine Drehachse (B-B) parallel zur Symmetrieachse (A-A) des Zylinders verläuft oder mit ihr zusammenfällt.
2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel als beiderseits offener Hohlzylinder (14) ausgebildet ist.
3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Mitte des Hohlzylinders eine geschlossene Auftriebskammer (37) befindet.
4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem offenen Ende des Hohlzylinders ein feststehender Elektromagnet (46) untergebracht ist, der mit auf dem Hohlzylinder befindlichen Wicklungen (21) zur Bildung der Stellungsabtasteinrichtung (19) des Pendels zusammenwirkt.
5. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im anderen offenen Ende des Hohlzylinders ein feststehender Dauermagnet (44) untergebracht ist, der mit auf dem Hohlzylinder befindlichen Wicklungen (23) zur Bildung eines Rückstellgliedes (17) zusammenwirkt.
6. Beschleunigungsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Wandung der Auftriebskammer eine Unwucht (39), vorzugsweise mit verstellbaren Gewichtsschrauben (40), befindet, derart, daß ihr Massenmittelpunkt (CM) einen Abstand I1 von der longitudinalen Symmetrieachse (A-A) hat.
7. Beschleunigungsmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (B-B) des Pendels um einen bestimmten Abstand Z2 gegen die Symmetrieachse, auf der sich der Auftriebsmittelpunkt
(Cß) des zylindrischen Pendels befindet, versetzt ist.
8. Beschleunigungsmesser nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Beziehung zwischen I1 und Z2 gilt:
Ii + I2)-
wobei α der räumliche Ausdehnungskoeffizient der Tragflüssigkeit und γ der Temperaturkoeffizient der magnetischen Feldstärke des Rückstellmagneten ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 023 275, 690;
USA.-Patentschrift Nr. 2 853 287.
In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1231931.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1023275B (de) * 1953-11-20 1958-01-23 Napier & Son Ltd Gas- oder Abgasturbine
US2853287A (en) * 1952-03-13 1958-09-23 Research Corp Motion-measuring system
DE1125690B (de) * 1960-10-29 1962-03-15 Litton Industries Inc Temperaturunempfindlicher Beschleunigungsmesser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2853287A (en) * 1952-03-13 1958-09-23 Research Corp Motion-measuring system
DE1023275B (de) * 1953-11-20 1958-01-23 Napier & Son Ltd Gas- oder Abgasturbine
DE1125690B (de) * 1960-10-29 1962-03-15 Litton Industries Inc Temperaturunempfindlicher Beschleunigungsmesser

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