DE1285774B - Beschleunigungsmesser - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungsmes- Zwar ist die elektrische Zusammenschaltung von

ser, dessen träge Masse ein in der Achse der Be- vier als induktionsabhängige Widerstände verwende-

schleunigungseinrichtung federnd angeordneter Per- ten Feldplatten bereits bekannt, wobei ebenfalls ein

manentmagnet ist, dessen Bewegungen durch Mittel Permanentmagnet auf diese Feldplatten je nach

zur induktionsabhängigen Widerstandsänderung in 5 seiner augenblicklichen relativen Lage unterschied-

der Beschleunigung proportionale elektrische Signale lieh einwirkt. Diese bekannte Anordnung dient je-

umgeformt werden, insbesondere zum Einsatz in doch einer völlig anderen Aufgabe, da mit ihrer Hilfe

Flugkörpern. die Feldspulen eines kollektorlosen Gleichstrom-

Die bekannten Beschleunigungsmesser der vor- motors in Abhängigkeit der Stellung des Rotors, der stehend genannten Art verwenden einen Permanent- io als Permanentmagnet ausgebildet ist, umgeschaltet

magnet mit einem, trapezförmigen Luftspalt, in werden sollen.

dem ein Hallgeneratof angeordnet ist. Bei Auftreten Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der einer Beschleunigung ändert sich der trapezförmige Erfindung sind als induktionsabhängige Widerstände Luftspalt relativ zu dem Hallgenerator, so daß je Feldplatten verwendet. Es können jedoch bei einer nach Größe des augenblicklichen Luftspalts ein ent- 15 anderen Ausführungsform der Erfindung auch z. B. sprechend starkes Magnetfeld auf den Hallgenerator Supraleiter als induktionsabhängige Widerstände verwirkt. Der als induktionsabhängiger Widerstand wir- wendet werden.

kende Hallgenerator ist elektrisch mit drei sich durch Der Beschleunigungsmesser gemäß der Erfindung die jeweils auftretende Beschleunigung nicht ändern- hat den weiteren Vorteil, daß er aus einer normalen den ohmschen Widerständen zu einer Brückenschal- 20 Gleichspannungsquelle gespeist über eine sehr genaue tung zusammengeschaltet. Brückenmessung eine der Beschleunigung entspre-Dieser bekannte Beschleunigungsmesser hat den chende Gleichspannung abgibt. Es sind keine Demo-Nachteil, daß durch den trapezförmigen Luftspalt dulatoren oder Phasendiskriminatoren notwendig, nur relativ kleine Induktionsänderungen auf den in- sondern die Beschleunigung kann nach entsprechenduktionsabhängigen Widerstand wirksam werden 25 der Eichung unmittelbar nach Größe und Richtung können. Außerdem müssen Mittel vorgesehen sein, z. B. an einem am Brückenausgang liegenden Röhrendie Verschiebungen des Permanentmagneten senk- voltmeter abgelesen werden. Die Empfindlichkeit des recht zur Achse der zu messenden Beschleunigung Beschleunigungsmessers gegenüber raschen Beschleuverhindern, da das Magnetfeld innerhalb des Luft- nigungsänderungen ist nur durch die Grenzfrequenz spalts inhomogen ist. Durch die Zusammenschaltung 30 der mechanischen Anordnung gegeben, nur eines induktionsabhängigen Widerstands mit drei Alles Nähere der Erfindung wird an Hand eines Festwiderständen in einer Brückenschaltung ist die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels Ansprechempfindlichkeit und damit Auflösung re- erläutert, wobei lativ gering. F i g. 1 schematisch einen gemäß der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen 35 aufgebauten Beschleunigungsmesser und Beschleunigungsmesser zu schaffen, der genauer in F i g. 2 die in einer Wheatstoneschen Brücken-Anzeige und Auflösung und gleichzeitig unempfind- schaltung angeordneten induktionsabhängigen Widerlicher gegenüber Beschleunigungen quer zur Achse stände zeigt.

der zu messenden Beschleunigung als die bisher be- Eine als Permanentmagnet ausgebildete träge kannten Beschleunigungsmesser ist. Ferner sollen 40 Massel ist zwischen zwei Federn2 in der Längsseine Abmessungen so klein wie möglich sein, so daß achse, in der die zu messende Beschleunigung wirkt, er sich besonders für den Einbau in Flugkörpern aufgehängt. Die Masse 1 wird zwischen zwei Weicheignet, eisenplatten 3 geführt, wobei jede Weicheisenplatte 3 Ausgehend von einem bekannten Beschleunigungs- zwei induktionsabhängige Widerstände R₁, R₂ bzw. messer der vorstehend genannten Art ist diese Auf- 45 R_s, i?₄ trägt.

gäbe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Die induktionsabhängigen Widerstände R₁ bis i?₄

Permanentmagnet zwischen zwei Weicheisenplatten sind, wie in F i g. 2 gezeigt, zu einer Wheatstone-

geführt ist, auf denen je zwei induktionsabhängige sehen Brücke zusammengeschaltet, die von einer

Widerstände angeordnet sind, die zu einer aus einer Gleichspannungsquelle 4 gespeist wird. Am Ausgang

Gleichspannungsquelle gespeisten Brücke zusammen- 50 A-B dieser Brücke ist nun je nach Änderung des

geschaltet und so abgeglichen sind, daß am Ausgang ohmschen Widerstandswertes der einzelnen induk-

keine Spannung auftritt, wenn der Permanentmagnet tionsabhängigen Widerstände infolge einer auf den

beim Fehlen einer Beschleunigung in seiner Ruhe- Beschleunigungsmesser wirkenden Beschleunigung

lage ist. eine Ausgangsspannung bestimmter Amplitude und

Durch eine solche Ausbildung des Beschleuni- 55 Polarität abnehmbar.

gungsmessers ruft eine Verschiebung des Permanent- Die Wirkungsweise des Beschleunigungsmessers magneten infolge einer zu messenden Beschleunigung ist folgende: Bei der Beschleunigung Null ist die Angleichzeitig eine in allen vier induktionsabhängigen Ordnung so abgestimmt, daß der eine träge Masse Widerständen wirksame Induktionsänderung hervor. bildende Permanentmagnet 1 sich in einer solchen Durch die konstruktive Ausbildung dieser Anord- 60 Stellung zwischen den mit den induktionsabhängigen nung mit dem zwischen zwei Weicheisenplatten ge- Widerständen ausgestatteten Weicheisenplatte befinführten Permanentmagnet wird eine gute Abschir- det, daß die induktionsabhängigen Widerstände mung gegenüber Streufeldern erreicht und gleich- R₁...R₄^ von jeweils gleichen Magnetfeldern des zeitig die Empfindlichkeit gegenüber Querverschie- Permanentmagneten durchdrungen werden. Die inbungen des Permanentmagneten herabgesetzt, da sich 65 duktionsabhängigen Widerstände R₁ bis .R₄ weisen die Wirkungen durch eventuelle Querverschiebungen also alle den gleichen ohmschen Widerstand auf, da bedingter Induktionsänderungen in der Brücke auf- die auf jeden einzelnen Widerstand A₁... i?₄ wirheben, kende Induktion gleich ist. Wirkt eine Beschleuni-

gungskraft in Richtung der X-Achse, so wird die zwischen den Federn 2 aufgehängte Masse 1 in dieser Richtung ausgelenkt, wobei zwei der induktionsabhängigen Widerstände R₁... R₄, bevorzugt von dem Magnetfeld durchdrungen werden, während auf die anderen beiden induktionsabhängigen Widerstände ein der Auslenkung der Masse entsprechend geschwächtes Magnetfeld einwirkt.

Unter der Annahme, daß auf den Beschleunigungsmesser eine derartige Beschleunigung wirkt, daß sich die Masse 1 in Z-Richtung nach unten bewegt, werden die induktionsabhängigen Widerstände.^ und R₃ von einem stärkeren Magnetfeld beaufschlagt, als dieses in der Ruhestellung der Fall war.

Die induktionsabhängigen Widerstände R₂ und R₃ vergrößern unter Einwirkung dieses Magnetfeldes ihren ohmschen Widerstandswert. Die induktionsabhängigen Widerstände .R₁ und i?₄ dagegen werden von einem schwächeren Magnetfeld durchdrungen und erniedrigen dadurch ihren ohmschen Widerstandswert. In der Brückenschaltung bildet sich am Punkte, bedingt durch einen erniedrigten Widerstand U₁ und erhöhten Widerstand R₂, eine Spannung aus, die positiv gegenüber der im abgeglichenen Zustand ist, während sich am Schaltpunkt B auf Grund des erhöhten Widerstandes R₃ und des erniedrigten Widerstandes i?₄ eine negative Spannung gegenüber der im abgeglichenen Zustand der Brücke ausbildet. Zwischen den Punkten A und B am Ausgang der Brücke steht jetzt also eine positive Spannung bestimmter Amplitude an, während im abgeglichenen Zustand der Brücke — also bei der Beschleunigung Null — auch die Ausgangsspannung gleich Null war.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Beschleunigungsmesser, dessen träge Masse ein in der Achse der Beschleunigungseinrichtung federnd angeordneter Permanentmagnet ist, dessen Bewegungen durch Mittel zur induktionsabhängigen Widerstandsänderung in der Beschleunigung proportionale elektrische Signale umgeformt werden, insbesondere zum Einsatz in Flugkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (1) zwischen zwei Weicheisenplatten (3) geführt ist, auf denen je zwei induktionsabhängige Widerstände (R₁, R₂ bzw. R₃, i?₄) angeordnet sind, die zu einer aus einer Gleichspannungsquelle (4) gespeisten Brücke zusammengeschaltet und so abgeglichen sind, daß am Ausgang (Λ-B) keine Spannung auftritt, wenn der Permanentmagnet (1) beim Fehlen einer Beschleunigung in seiner Ruhelage ist.

2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als induktionsabhängige Widerstände (R₁, R₂; R₃, R₄) Feldplatten verwendet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen