DE1673402B1 - Beschleunigungsmesser - Google Patents

Beschleunigungsmesser

Info

Publication number
DE1673402B1
DE1673402B1 DE19671673402 DE1673402A DE1673402B1 DE 1673402 B1 DE1673402 B1 DE 1673402B1 DE 19671673402 DE19671673402 DE 19671673402 DE 1673402 A DE1673402 A DE 1673402A DE 1673402 B1 DE1673402 B1 DE 1673402B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mass
inertial mass
joints
axis
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19671673402
Other languages
English (en)
Inventor
Stewart Robert E
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.)
Litton Industries Inc
Original Assignee
Litton Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Litton Industries Inc filed Critical Litton Industries Inc
Publication of DE1673402B1 publication Critical patent/DE1673402B1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • 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
    • G01P15/132Measuring 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 with electromagnetic counterbalancing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/02Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
    • G01R17/06Automatic balancing arrangements
    • G01R17/08Automatic balancing arrangements in which a force or torque representing the measured value is balanced by a force or torque representing the reference value

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beschleunigungsmesser mit einer trägen Masse und einem Haltebauteil, die miteinander über wenigstens ein Paar flexibler Gelenke verbunden sind, welche eine Drehachse für die träge Masse darstellen, wobei der Massenmittelpunkt der trägen Masse in bezug auf die Schwenkachse versetzt ist.
Es ist bereits ein Beschleunigungsmesser mit einer trägen Masse bekannt, die freitragend angeordnet ist, d.h., der Massenmittelpunkt der trägen Masse ist weit von der Achse entfernt, um die die träge Masse von ihrer Nullstellung abweicht (britische Patentschrift 783 104).
Des weiteren ist ein Beschleunigungsmesser mit einer trägen Masse bekanntgeworden, die an einem flexiblen Gelenk relativ zu einem Stützkörper, dessen Beschleunigung gemessen werden soll, freitragend angeordnet ist (USA-Patentschrift 3 229 530).
Die Verwendung von Gelenkaufhängungen für die träge Masse hat zwei wesentliche Vorteile im Vergleich zu Spitzenaufhängungen. Der eine Vorteil besteht in der minimalen Reibung wie im Falle der flexiblen Lager, die bei der vorerwähnten, bekannten Anordnung verwendet werden, soweit tatsächlich ausschließlich eine innere Reibung im Lagermaterial überwunden werden muß. Ferner bieten Gelenkaufhängungen den Vorteil einer minimalen Elastizität, insbesondere, wenn sie sehr dünne Streifen, z.B. aus Metallfolien, verwenden, obgleich ein geringes Maß an Elastizität nicht vermieden werden kann. Eine möglichst geringe Elastizität ist insbesondere in einem System erwünscht, bei dem die träge Masse durch ein elektrisches Servosystem und nicht durch Federelemente in ihre Nullstellung zurückgeführt wird. Zusammen mit diesen beiden hauptsächlichen Vorteilen tritt der Nachteil auf, daß eine flexible Gelenkaufhängung notwendigerweise wenigstens eine geringe Translationsverschiebung der trägen Masse in einer Richtung senkrecht zur Ebene des nicht ausgelenkten Gelenkes ermöglicht. Eine derartige Translationsverschiebung, die als Bewegung eines Körpers durch Stellungen parallel zu der Anfangsstellung definiert werden kann, kann durch das Instrument falsch angezeigt werden, und zwar als durch Beschleunigung hervorgerufen, ohne daß dies zutrifft. Fehlersignale auf Grund der Translationsverschiebung, die sich aus der Verwendung von gelenkig gelagerten Aufhängungen bekannter Art ergeben, werden im wesentlichen durch die Anwendung vorliegender Erfindung vermieden, wie weiter unten erläutert wird.
Darüber hinaus ist einer der Effekte bei bekannten Beschleunigungsmessern mit flexiblen Lagern darin zu sehen, daß Beschleunigungen die Charakteristik des Gelenkmaterials in nichtlinearer Weise verändem, wodurch der Skalenfaktor des Beschleunigungsmessers verändert wird. Ferner versuchen Beschleunigungen senkrecht zur Abfühlachse des Beschleunigungsmessers letzteren aus dem Gleichgewicht zu bringen und zeigen eine Beschleunigung längs der Abfühlachse an.
Ziel der Erfindung ist es, diese nachteiligen Einflüsse bei bekannten Beschleunigungsmessern aufzuheben.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Gelenke derart angeordnet sind, daß die durch ein Gelenkpaar definierte Drehachse durch den geometrischen Mittelpunkt der trägen Masse verläuft. Bei einer Translationsverschiebung der trägen Masse relativ zum Haltebauteil sind die Gelenke eines Paares in einer Richtung senkrecht zur Ebene der nicht gespannten Gelenke so auslenkbar, daß die gespannten Gelenke Rückführkräfte einführen, die die Translationsverschiebung der trägen Masse aufzuheben versuchen. Dabei können sich die beiden Gelenke eines Gelenkpaares in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, wenn man sie als von dem Haltebauteil zur trägen Masse verlaufend betrachtet.
Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung weist der Beschleunigungsmesser eine ringförmige träge Masse, einen Haltebauteil, der in der Mitte der ringförmigen trägen Masse angeordnet ist, und wenigstens ein Paar miteinander in Verbindung stehender flexibler Gelenke auf, wobei die Gelenke eine Achse der Drehbewegung festlegen, die im wesentlichen mit einem gemeinsamen Durchmesser sowohl des Haltebauteiles als auch der trägen Masse zusammenfällt. Die träge Masse und der Haltebauteil können aus einer kreisförmigen, nichtleitenden Platte aufgebaut sein, die in zwei Teile geteilt ist, wobei ein in radialer Richtung äußerer Teil die träge Masse und ein in radialer Richtung innerer Teil den Haltebauteil ausbildet; beide können in solcher Weise geformt sein, daß sie voneinander durch einen kontinuierlichen endlosen Schlitz getrennt sind.
Das Beschleunigungsmeßgerät gemäß der Erfindung weist vorzugsweise ein elektromagnetisches Servosystem zum kontinuierlichen Rückführen der trägen Masse in eine neutrale Stellung auf, so daß der von dem Servosystem aufgegebene Strom ein Rückführdrehmoment erzeugt, wobei dieser Strom die aufgebrachte Beschleunigung anzeigt, und es ist eine Kapazität feststellende Vorrichtung, die stromleitende Platte enthält, mit der trägen Masse verbunden. Beispielsweise sind hierbei die stromleitenden Platten symmetrisch um die Drehachse angeordnet, die durch wenigstens ein Gelenkpaar definiert ist, und arbeitet mit stromleitenden Elementen zusammen, die stationär in bezug auf den Haltebauteil abgestützt sind, wodurch Signale erzeugt werden, die Winkelverschiebungen der trägen Masse anzeigen. Die stromleitenden Platten sind zweckmäßigerweise Metallfilme auf der trägen Masse, die die träge Masse mit dem Haltebauteil in der Weise verbinden, daß der Raum oder Schlitz zwischen ihnen überbrückt wird, wodurch die Gelenke ausgebildet werden. Da das Servosystem einen Permanentmagneten aufweist, der mit einer Spule zusammenwirkt, welche von der trägen Masse abgestützt wird, stellt man fest, daß die stationären stromleitenden Elemente in geeigneter Weise durch die Oberfläche des Permanentmagneten gebildet werden können. Somit können zwei Paare miteinander zusammenwirkender Platten wenigstens zwei Kondensatoren ausbilden, die symmetrisch um die Drehachse angeordnet sind, und die beiden Kondensatoren werden dann in einer Brückenschaltung miteinander verbunden, damit die Erzeugung von Signalen in Abhängigkeit von Translationsverschiebungen der trägen Masse ausgeschaltet werden kann.
Als besonderes Merkmal vorliegender Erfindung sind die Rückstellkräfte durch Überlagerung eines einseitig gerichteten permanentmagnetischen Feldes erzeugt, das durch den die Windungen durchfließenden Strom aufgebaut wird, vorzugsweise die Win-
düngen einer Spule, die mit der trägen Masse befestigt ist, damit der trägen Masse weitgehend reine Rückstelldrehmomente aufgegeben werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird ein Permanentmagnet in Form einer kreisförmigen Platte verwendet, dessen Magnetisierungsachse längs eines Durchmessers der kreisförmigen Platte verläuft; mit der trägen Masse ist eine kreisförmige Spule befestigt, die sich in das Feld der Permanentmagneten hinein erstreckt; die Spule baut bei Erregung ein Magnetfeld auf, das mit dem einseitig wirkenden Feld des Permanentmagneten so zusammenwirkt, daß die durch die Spulenteile in den beiden Polbereichen des Permanentmagneten auftretenden Kräfte in entgegengesetzten Richtungen orientiert werden, so daß die beiden Magnetfelder in der Weise zusammenwirken, daß sie ein Kräftepaar aufbringen, das der trägen Masse das reine Rückstelldrehmoment zuführt. Zweckmäßigerweise ist dabei ein Ring aus magnetischem Material vorgesehen, der den Permanentmagneten etwa konzentrisch umgibt, wodurch ein Teil des magnetischen Rückführfiußpfades für die Permanentmagnetschaltung gebildet wird; dabei nimmt ein Spalt die Spule zwischen dem Permanentmagneten und dem Ring auf.
Bei bekannten Beschleunigungsmessern ist die träge Masse einer Translationsverschiebung relativ zu einem magnetischen Kraftsystem unterworfen, wobei wenigstens ein Paar entgegengesetzter Magnetfelder erforderlich ist, um eine Linearität zwisehen der Rückstellkraft und dem Strom in der Spule der magnetischen Krafteinrichtungen des Systems zu gewährleisten. Der erfindungsgemäße Beschleunigungsmesser jedoch kann eine Drehmomentspule und einen Permanentmagneten verwenden, die ein in einer Richtung wirkendes Feld aufbauen, welche so angeordnet sind, daß das Magnetfeld der Spule und das Magnetfeld des Permanentmagneten überlagert werden, damit ein reines Drehmoment auf die Drehmomentspule und damit auf die träge Masse ausgeübt wird; dabei ist nur ein Magnetsystem erforderlich, um eine lineare Beziehung zwischen dem der Drehmomentspule aufgegebenen Strom und dem Rückstelldrehmoment zu erzeugen.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Beschleunigungsmesser eine keramische Platte verwendet wird, die in zwei Teile geteilt ist, so ist der Teil, der den Haltebauteil darstellt, mit dem Gehäuse des Beschleunigungsmessers verbunden, während der andere den größeren Teil der tragen Masse darstellt. Kondensatoren oder Abnahmeplatten zur Abfühlung der Winkelverschiebung oder Auslenkung der tragen Masse relativ zu dem Haltebauteil, der mit dem Gehäuse verbunden ist, werden üblicherweise als Film auf der Oberfläche der trägen Masse ausgebildet. Elektrische Verbindungen können zwischen den beweglichen und den gehäusefesten Teilen über ein Paar stromleitender Gelenkelemente hergestellt werden.
Man hat festgestellt, daß bei einem Beschleunigungsmesser gemäß der Erfindung die nichtlinearen Einflüsse in den Stützgelenken, die durch das Zuführen von Kraft und Beschleunigung in den Beschleunigungsmesser verursacht werden, wesentlich vermindert werden.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen F i g. 1 und 2 schematische Schnittdarstellungen einer ersten und zweiten Ausführungsform der im Winkel auslenkbaren tragen Masse eines Beschleunigungsmessers gemäß der Erfindung,
F i g. 3 eine Aufsicht auf die im Winkel auslenkbare träge Masse und einen am Gehäuse befestigten Haltebauteil, wobei flexible Gelenke gezeigt sind, die die beiden Bauteile in einer nicht kompensierenden Weise verbinden,
F i g. 4 eine Aufsicht ähnlich der nach F i g. 3, in der die Gelenke die beiden Bauteile in einer kompensierenden Weise verbinden,
Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie5-5 nach F i g. 3 und 4,
F i g. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 nach F i g. 4,
F i g. 7 eine Schrägansicht eines typischen Beschleunigungsmessers gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt,
Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Linie 8-8 der Fig. 7,
F i g. 9 und 10 Schnittansichten längs der Linie 9-9 und 10-10 der Fig. 8,
Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 der F i g. 9 im Detail,
F i g. 12 eine Schrägansicht des Gelenkbereiches zwischen der trägen Masse und dem Haltebauteil der dargestellten Ausführungsform gemäß der Erfindung längs der Linie 12-12 nach F i g. 9,
F i g. 13 eine Schnittansicht längs der Linie 13-13 der Fig. 8,
F i g. 14 ein schematisches Schaltbild eines typischen elektrischen Stromkreises, aus welchem das Zusammenwirken zwischen dem Winkelverschiebungsfühler und den elektromagnetischen, das Drehmoment erzeugenden Anordnung sichtbar ist. ~ Die F i g. 1 und 2 sollen schematisch zwei bevorzugte Zustände des Massenungleichgewichtes einer im Winkel auslenkbaren tragen Masse zeigen, um diese träge Masse Abfühlbeschleunigungen in den durch die Pfeile 20 und 26 angezeigten Richtungen anzupassen. Der gesamte auslenkbare Teil eines Beschleunigungsmessers, wie er in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, kann etwas um eine Drehachse 10 kippen. Nicht dargestellte Kondensatorplatten können auf der Platte oder Bahn 12, die die träge Masse darstellt, in Verbindung mit stationären Platten angeordnet werden, damit die Winkelverschiebung der gesamten Anordnung um die Drehachse 10 abgefühlt wird. Windungen in Form einer Spule 14 können mit dem Umfang der Platte 12 befestigt werden, damit ein magnetisches Feld erzeugt wird, das mit einem zweiten Magnetfeld zusammenwirkt, welches durch einen nicht dargestellten Permanentmagneten erzeugt wird, damit die Winkellage der Anordnung um die Achse 10 in eine vorbestimmte neutrale Stellung zurückgeführt wird.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist der Massenmittelpunkt 16 in eine Lage direkt oberhalb der Drehachse 10 dadurch angehoben, daß entsprechende symmetrisch angeordnete Gewichte 18 hinzugefügt werden, damit die Vorrichtung empfindlich gegenüber Beschleunigungen in der durch den Pfeil 20 gezeigten Richtung wird, und zwar auf Grund der Tatsache, daß der Massenmittelpunkt der Anordnung in bezug auf die Drehachse 10 versetzt ist. An Stelle von getrennten Gewichten 18 kann ein geschlossener Ring (nicht dargestellt) od. dgl. um den gesamten Umfang der Platte 12 herum vorgesehen werden.
Bei der Vorrichtung nach Fig.2 ist ein einziges Gewicht 22 am Umfang der Platte 12 vorgesehen, damit der Massenmittelpunkt versetzt wird, indem angenommen wird, daß eine Stelle 24 den im Winkel auslenkbaren Teil empfindlich gegenüber Beschleunigungen in den durch den Pfeil 26 gezeigten Richtungen macht.
Bei einem typischen Betrieb der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 ist die gesamte Anordnung, wie dargestellt, so befestigt, daß sie eine Drehbewegung um die Achse 10 in Abhängigkeit von Beschleunigungen entweder in Richtung des Pfeiles 20 (F i g. 1) oder in Richtung des Pfeiles 26 (F i g. 2) ausführen kann. Die Winkelverschiebung der Vorrichtung um die Achse 10 aus einer neutralen Lage wird beispielsweise mit Hilfe einer Kapazitätsbrückenschaltung festgestellt, wobei die Platten der Kondensatoren (nicht dargestellt) auf der Platte 12 und auf der Vorrichtung angeordnet sind, deren Beschleunigung festgestellt werden soll (nicht dargestellt), um die Winkelverschiebung der gezeigten Abfühlmassenanordnung aus der neutralen oder Null-Beschleunigungslage anzuzeigen. Das erzeugte Signal, das die abgefühlte Verschiebung darstellt, wird dann verstärkt, und es wird ein Strom in die Spule 14 eingeführt, damit ein Magnetfeld erzeugt wird, das mit dem Feld eines Permanentmagneten (nicht dargestellt) zusammenwirkt, um die gezeigte Vorrichtung in ihre neutrale Stellung zurückzuführen und dort zu halten.
Die schematisch dargestellte träge Masse nach den F i g. 1 und 2 kann so abgestützt werden, daß sie eine Drehbewegung um die Drehachse 10 relativ zum anderen Teil, der hier als Haltebauteil bezeichnet wird, durchführen kann, und kann mit dem Gegenstand, dessen Beschleunigung festgestellt werden soll, über Lager geringer Reibung oder reibungsfreie Lager auf Drehzapfen od. dgl. befestigt sein. Die träge Masse kann außen oder innen abgestützt sein, d. h. von einer umgebenden Anordnung (nicht dargestellt) oder von einem inneren Haltebauteil, der in den F i g. 1 und 2 nicht gezeigt ist, jedoch aus den F i g. 3 und 4 und im einzelnen in Verbindung mit den Fig. 7 bis 13 gezeigt ist.
Typische Ausbildungen, die einen innen angeordneten Haltebauteil 28 verwenden, welcher mit dem Gehäuse des Beschleunigungsmeßgerätes befestigt ist, in welchem die träge Masse auf flexiblen Gelenken abgestützt ist, sind schematisch in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Von den beiden Darstellungen ist die nach Fi g. 4 die bevorzugte. Die Fi g. 5 und 6 sind Schnittansichten längs der Linie 5-5 und 6-6 aus den F i g. 3 und 4 und werden zu Zwecken der Erläuterung wesentlicher Merkmale der Erfindung wie auch der Art und Weise, in der die Darstellung nach F i g. 4 der nach F i g. 3 überlegen ist, eingeführt.
In der Fig. 3 wird die träge Masse 30 für eine begrenzte Winkelverschiebung, d. h. eine Drehbewegung um die Achse 170 relativ zu dem gehäusefesten Haltebauteil 28 über ein Paar flexibler Gelenke oder Träger 32 und 34 abgestützt. Zur schematischen Darstellung sind die träge Masse und der Haltebauteil 28 so dargestellt, daß sie Ansätze aufweisen, an welchen die Gelenke befestigt sind. Die Gelenke 32 und 34 können in der gleichen Richtung gefedert sein, d. h., wenn die träge Masse 30 eine Translationsbewegung ausführt, werden sowohl das Gelenk 32 als auch das Gelenk34 in der in Fig. 5 gezeigten
Weise ausgelenkt, so daß Vorspanndrehmomente, die durch die Elastizität der Gelenke 32 und 34 entstehen, in der gleichen Richtung auftreten wie durch den Pfeil 36 gezeigt, wodurch die träge Masse 30 relativ zum Haltebauteil 28 zu kippen versucht.
Bei der Ausbildung nach F i g. 4 wird die träge Masse 30 für eine begrenzte Winkelverschiebung, d. h. eine Drehbewegung um die Achse 170 relativ zum Haltebauteil 28 über ein Paar Gelenke 32 und 38 abgestützt, die entgegengesetzt gefedert sind, d. h., wenn die träge Masse 30 eine Translationsbewegung ausführt, werden sowohl das Gelenk 32 als auch das Gelenk 38 ausgelenkt. Das Gelenk 32 gibt jedoch ein Vorspanndrehmoment in einer ersten Richtung um die Drehachse 170, wie durch den Pfeil 36 in F i g. 5 gezeigi, während das Gelenk 38 ein Vorspanndrehmoment in der entgegengesetzten Richtung aufgibt, wie durch den Pfeil 40 in F i g. 6 angedeutet ist. Bei der Darstellung nach F i g. 4 heben sich die Vorspanndrehmomente, die durch Pfeile 36 und 40 dargestellt sind, gegenseitig auf. Die Gelenke sind als Träger für die träge Masse in entgegengesetzter Richtung gefedert.
Die Drehachse 170, die durch ein Gelenkpaar 32, 34 oder 32, 38 definiert ist, verläuft etwa durch den geometrischen Mittelpunkt der tragen Masse 30, ohne daß sie durch den Massenmittelpunkt der tragen Masse geht. Es läßt sich auch ersehen, daß der Ausdruck »in entgegengesetzter Richtung gefedert« den Zustand bedeutet, in welchem die beiden Gelenke 32, 38 eines Paares in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, wenn sie als von dem Haltebauteil 28 oder dessen Ansatz auf die träge Masse 30 oder ihren Ansatz zu verlaufend angesehen werden, wie in F i g. 4 gezeigt. Die Anordnung ergibt, daß eine Translationsverschiebung der tragen Masse 30 relativ zu dem Haltebauteil 28 in einer Richtung senkrecht zur Ebene der nicht abgelenkten Gelenke 32, 34, 38 bewirkt, daß die Gelenke eines Paares in einer solchen Weise abgelenkt werden, daß die abgelenkten Gelenke Rückführkräfte aufbringen, die die Translationsverschiebung der trägen Masse 30 aufheben.
Bei der Ausbildung nach den F i g. 3 bis 6, insbesondere nach den F i g. 5 und 6, sind der Haltebauteil 28 und die träge Masse 30 als aus keramischem oder ähnlichem Material dargestellt gezeichnet, während die Gelenke 32,34 und 38 als Metallstreifen dargestellt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie in den F i g. 7 bis 13 gezeigt, sind die Gelenke in entsprechender Weise aus Metall hergestellt, z. B. aus auf chemischem Wege niedergeschlagenem Nickel, das als Film mit den Oberflächen des keramischen Materials des Haltebauteiles 28 und der trägen Masse 30 verbunden ist. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungsmeßgerätes gemäß der Erfindung ist in den F i g. 7 bis 13 gezeigt, und ein in Verbindung mit dem Beschleunigungsmeßgerät gezeigter Stromkreis ist in Fig. 14 dargestellt. In den Fig. 7 bis 13 ist der zentrische, am Gehäuse befestigte Haltebauteil
42 in einer starren Stellung zwischen der Oberseite
43 und der Unterseite 44 eines äußeren Gehäuses 45 mit Hilfe eines O-Ringes 46, eines Druckringes 47, eines Leitungskoppelringes 48, eines scheibenförmigen Permanentmagneten 50 und eines die Temperatur kompensierenden Magnetelementes 52 gehalten. Die Metallfilmabschnitte, die mit einer Oberfläche
7 8
des keramischen Haltebauteiles 42 verbunden sind, förmige äußere Kante der trägen Masse 84, die gesind mit 54,56,58, 60, 62 und 64 (F i g. 9 bezeich- wölbten Trennschlitze 104,104,4,1040,106,106,4, net, wobei der Filmabschnitt66 nach Fig. 10 auf 1062? und die radialen Gelenkschlitze96 und 100 die andere Oberfläche aufgebracht wird, und die (Fig. 9 und 10) werden zuerst aus dem Rohling ausmeisten Abschnitte werden als elektrische Leiter 5 geschnitten. Dann wird Kupfer in die Schlitze hinverwendet. Die stromleitende Schicht 68 auf der einplattiert, indem zuerst ein Strahl aus chemisch Oberfläche des Magneten 50 führt dem Magneten 50 niedergeschlagenem Kupfer verwendet wird und dann Strom aus dem Filmabschnitt 66 zu. Ein Filmab- das Kupfer in die Schlitze eingebracht wird, so daß schnitt 70 nach den F i g. 7 und 8 auf der Oberfläche die Schlitze vollständig gefüllt werden. Das Kupfer des Elementes 52 ist ein Isolierbelag, der beispiels- io wird dann bündig mit den Stirnseiten des keraweise eloxiertes Aluminium sein kann. Ein Zentrier- mischen Grundmaterials bearbeitet. Anschließend stift 72 und ein Zentrierbund 74 dienen zur Zentrie- wird das auf chemischem Wege niedergeschlagene rung der verschiedenen Bauteile, wobei der Zentrier- Nickel auf die Stirnseiten des Rohlings aufplattiert, stift 72 durch eine Aussparung 75 im unteren Teil der dann den getrennten Haltebauteil 42 und die 44 eingepaßt ist. Die gesamte Anordnung wird im 15 träge Masse 84 sowie das Kupfermaterial aufweist, äußeren Gehäuse 45 von einem Sprengring 76 ge- das die Schlitze 104,104,4,1045,106,106,4,106 B, halten. Ein Magnetfluß-Rückführring 78, der den 96 und 100 füllt. Ein fotoelektrisches Widerstands-Rückführpfad für das Permanentmagnetfeld bildet, material wird dann auf die Nickelschicht in einem umgibt den Magneten 50 und wird durch das Tempe- Muster aufgebracht, das der Gestalt des Filmes entraturkompensationselement 52, wie bei 79 und 80 20 spricht, einschließlich der auszubildenden Gelenke, in Fig. 13 gezeigt, an Ort und Stelle gehalten. Es ist die insbesondere in den Fig. 9 und 10 dargestellt zwischen dem Magneten 50 und dem Flußrückführ- sind. Nickel wird anschließend entfernt, z. B. weggering 78 ein Abstand belassen, damit ein Spalt ent- ätzt, wobei das Fotowiderstandsmaterial dem Ätzvorsteht, in den eine Drehmomentspule 82, die mit der gang an den Oberflächenbereichen einen Widerstand trägen Masse 84 befestigt ist, eingesetzt wird. 25 entgegensetzt, an denen das auf chemischem Wege
Die Temperaturkompensationsanordnung mit den niedergeschlagene Nickel verbleiben soll. Das Mate-Teilen 52,78, 79 und 80 bildet keinen Teil der Er- rial wird dann geätzt, z. B. mit heißer Chromsäure findung. od. dgl., damit das Kupfermaterial aus den Schlitzen
Die träge Masse 84 ist eine im wesentlichen ring- 96, 100, 104, 104,4, 1045, 106, 106,4, 1065 ent-
förmige Platte, die den Haltebauteil 42 konzentrisch 30 fernt wird.
umgibt, und weist Metallfilme 86, 87, 88 und 89 auf, Daraus ergibt sich, daß die träge Masse 84 und die mit einer Oberfläche (F i g. 9) gebunden sind, der Haltebauteil 42 aus einer etwa kreisförmigen, ferner Metallfilme 91,92,93 und 94, die mit der nichtleitenden Platte bestehen, die in zwei Teile geanderen Fläche (F i g. 10) gebunden sind. Die Filme teilt ist, einen radial äußeren Teil, der die träge 92 und 93 überbrücken den radialen Schlitz 96 an 35 Masse darstellt, und einen radial inneren Teil, der mit 97 und 98 bezeichneten Stellen und sind mit dem den Haltebauteil bildet. Beide sind in einer solchen am Gehäuse befestigten Haltebauteil 42 verbunden. Weise geformt, daß sie voneinander durch einen Die Filme 91 und 94 überbrücken den radialen Ge- kontinuierlichen, endlosen Schlitz getrennt sind. Der lenkschlitz 100 an mit 101 und 102 bezeichneten Schlitz weist ein Paar geradliniger Schlitzabschnitte Stellen und sind auch mit dem am Gehäuse be- 40 96, 100 auf, die in radialer Richtung längs entfestigten Haltebauteil 42 befestigt. Die Gelenke, gegengesetzter Radien, die zum gleichen Durchmesser die durch die Metallfilme 97, 98,101 und 102 und führen, verlaufen, wobei jeder radiale Schlitzabdurch die Filme 92, 93, 91 und 94 ausgebildet sind, schnitt 96, 100 von einem ersten Radius zu einem verbinden die träge Masse 84 und den Haltebauteil zweiten Radius der kreisförmigen Gestalt der Platte 42 miteinander, damit eine begrenzte Drehbewegung 45 verläuft, sowie ein Paar etwa identisch geformter der Masse 84 um die Drehachse 170, die durch diese gewölbter Schlitzabschnitte 104, 104,4, 106, 106,4 Gelenke ausgebildet wird, möglich ist. mit Zwischenteilen 1045,1065, die symmetrisch an-
Der Haltebauteil 42 wird dann in der Mitte der geordnet sind, wobei jeder gewölbte Schlitzabschnitt ringförmigen trägen Masse 84 angeordnet, und die das äußere Ende eines radialen Schlitzabschnittes miteinander in Verbindung stehenden flexiblen Ge- 50 mit dem inneren Ende des anderen radialen Schlitzlenke, d. h. Gelenkpaare 97,102 und 98,101, sind an abschnittes verbindet.
solchen Stellen vorgesehen, daß die Gelenke eine Das Servosystem zur kontinuierlichen Rückführung Achse der Drehbewegung definieren, die im wesent- der trägen Masse 84 in eine neutrale Lage so, daß liehen mit einem gemeinsamen Durchmesser sowohl der dem Servosystem aufgegebene Strom ein Rückdes Haltebauteiles 42 als auch der trägen Masse 84 55 führdrehmoment erzeugt, wobei der Strom die aufzusammenfällt. Da die Gelenke tätsächlich einen Teil gegebene Beschleunigung anzeigt, kann eine Kapazidünner Metallniederschläge bilden, stellen sie Metall- tätsabfühlvorrichtung aufweisen, d. h. die stromstreifen oder -träger dar, wenn der Ausdruck »Trä- leitenden Platten 91, 93, die mit der trägen Masse 84 ger« als Stützelement aufgefaßt wird. in einer solchen Weise befestigt sind, daß sie symme-
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind der 60 trisch um die Drehachse 170 angeordnet sind und
am Gehäuse befestigte Bauteil, der der Haltebauteil mit stromleitenden Elementen zusammenwirken, die
42 ist, und die träge Masse 84 aus einem Stück kera- stationär relativ zu dem Haltebauteil 42, z. B. der
mischen Materials hergestellt, und die Stromlei- Oberfläche des Permanentmagneten 50, abgestützt
tenden Filme auf den beiden Oberflächen werden sind, wodurch Signale erzeugt werden, die Winkel-
durch einen auf chemischem Wege erzeugten Nickel- 65 verschiebungen der trägen Masse 84 anzeigen,
niederschlag ausgebildet. Die Elemente 42 und 84 Während des Zeitraumes, in welchem das Kupfer
werden zusammen aus einem Rohling, einer Platte in den Schlitzen 96,100, 104, 104 A1 1045 und 106,
oder einer Keramikschicht hergestellt. Die kreis- 106,4, 1065 niedergeschlagen wurde, wurde Kupfer
auch in die Löcher eingebracht, die in dem keramischen Grundmaterial zu diesem Zweck vorgesehen wurden, damit stromleitende Stifte 108,110,112,114, 116,118,120 ausgebildet werden, die Filme auf entgegengesetzten Seiten des Haltebauteiles 42 und der trägen Masse 84 miteinander verbinden. Die Filme 89 und 87 sind mit entgegengesetzten Enden der Drehmomentspule 82 verbunden, damit Strom in die Spule 82 und aus dieser Spule 82 geführt wird. Eine der Verbindungen ist in F i g. 9 mit 122 bezeichnet.
Durch die Oberseite 43 des Gehäuses erstrecken sich sechs isolierte stromleitende Stifte, von denen zwei, die mit 124 und 132 bezeichnet sind (in F i g. 8), und fünf, die mit 124, 126, 128, 130 und 132 bezeichnet sind (in Fig. 7), gezeigt sind. Jeder stromleitende Stift ist mit einer getrennten stromleitenden Schiene des Ringes 48 verbunden. Typische stromleitende Schienen sind in den Fig. 7 und 8 mit 134 und 136 dargestellt. Die verschiedenen Schienen führen elektrische Spannung und/oder Strom zu den ao stromleitenden Filmen 54, 58, 60, 62 und 64 und von diesen weg. Die an den mit dem Film 62 verbundenen Stift angelegte Spannung wird durch den Haltebauteil 42 mit Hilfe des stromleitenden Stiftes 114 dem Film 66 zugeleitet, der in Kontakt mit dem Film 68 (Fig. 8) steht. Der Film 68 steht elektrisch in Verbindung mit dem Magneten 50. Die dem Film 64 zugeführte Spannung wird über den stromleitenden Stift 116 dem stromleitenden Film 93 zugeführt, der als Kondensatorplatte für die Abnahmevorrichtung, d. h. die Kapazitätsabfühlanordnung, die Winkelverschiebungen der tragen Masse 84 anzeigt, wirkt. Die dem Film 58 aufgegebene Spannung wird über den stromleitenden Stift 112 dem Film 91 zugeführt, der als zweite Kondensatorplatte für die Abnahmevorrichtung wirkt. Der Stromfluß verläuft von dem Film 54 durch den stromleitenden Stift 118 über den Schlitz 96 durch den das Gelenk bildenden Film 97, durch den stromleitenden Stift 120, durch den Film 89, durch die Drahtverbindung 122 zur Spule 82. Der Strom wird von der Drehmomentspule 82 über einen Stromleiter (nicht dargestellt) zum Film 87, durch den stromleitenden Stift 108, durch den Film 94, über den Schlitz 100, durch den stromleitenden Stift 110 und durch den stromleitenden Film 60 zurückgeführt. Die Filme 86, 88 und 56, die in den Fig. 8 und 9 beispielsweise dargestellt sind, sind ausschließlich zum Zweck des Gewichtsausgleiches vorgesehen, da diese Filmabschnitte nicht in einen Stromkreis eingeschaltet sind. Die Platten 86 und 88 sind vorhanden, damit sie Störungen entgegenwirken, die sich in der tragen Masse 84 auf Grund der unterschiedlichen Ausdehnung zwischen den Platten 91 und 93 und der tragen Masse 84 ergeben.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung nach den Fig. 7 bis 13 ist ein Unsymmetriegewicht 150 auf einer Seite der tragen Masse 84 angeordnet, damit die Anordnung Beschleunigungen in der in Verbindung mit der schematischen Darstellung nach Fig.2 beschriebenen Weise abfühlt. Falls es erwünscht ist, eine Beschleunigung in der in der Zeichnung nach Fig. 1 angegebenen Richtung festzustellen, kann das Gewicht 150 sich vollständig um den äußeren Umfang der trägen Masse 84 erstrecken oder aber es kann ein zusätzliches Gewicht diametral gegenüber dem Gewicht 150 angeordnet werden. Andererseits kann in jedem Falle die Masse der Anordnung 84 in beliebiger Weise verteilt werden, damit das gewünschte Resultat erreicht wird, nämlich die gewünschte Größe und Lage der Massenunsymmetrie zu erzeugen, d. h. einen Massenmittelpunkt vorzusehen, der in bezug auf die Drehachse versetzt ist.
Die Anschläge 152 und 154 (Fig. 8) sind auf der Oberseite des Magneten 50 angeordnet, damit die träge Masse 84 angehalten wird, wodurch zu große Winkelverschiebungen vermieden werden.
In Fig. 14 ist ein typischer elektrischer Stromkreis dargestellt, der Winkelverschiebungen der tragen Masse 84 feststellen und der Drehmomentspule 82 einen Rückführstrom zuführen kann. Die Kondensatoren 156 und 158 sind Teil der Anordnung selbst. Eine einzige Platte, die den beiden Kondensatoren gemeinsam ist, wird durch die Oberfläche des Magneten 50 gebildet. Die beiden anderen Platten sind die Filme91 und 93 nach den Fig. 8 und 10. Die elektrische Verbindung zum Magneten 50 und zu den Filmen 91 und 93 ist weiter oben beschrieben worden. Die übrigen elektrischen Bauteile sind außerhalb des Gehäuses45 vorgesehen. Wie in Fig. 14 gezeigt, bilden die Kondensatoren 156 und 158 zusammen mit den Widerständen 160 und 162 eine Wheatstonesche Brücke, deren Eingang mit einer Wechselstromspeisequelle 164 verbunden ist und deren Ausgang an den Eingang eines abgeglichenen Differentialverstärkers 166 gelegt ist. Der Ausgang des Verstärkers 166 wird über einen Demodulator 168 an die Drehmomentspule 82 gegeben. Die Verbindungen zur Drehmomentspule 82 über bestimmte Filme auf dem Haltebauteil 42 und der trägen Masse 84 sind weiter oben beschrieben worden.
Das Innere des Gehäuses kann mit einem Gas, z. B. trockenem Stickstoff, gefüllt sein. Die Bewegung der beweglichen tragen Masse 84 wird durch das Gaskissen gedämpft, das zwischen der Masse 84 und der Oberseite des Magneten 50 unter Druck gesetzt ist. Die dämpfende Wirkung tritt symmetrisch auf, damit beide Seiten der Masse 84 in gleicher Weise Auslenkungen in jeder Richtung dämpfen.
Der Magnet 50 ist als kreisförmig ausgebildete Platte mit einer zentrischen Bohrung dargestellt und besteht aus einer Aluminium-Nickel-Legierung; die Nord- und Südpole treten an entgegengesetzten Enden eines bevorzugten Durchmessers, der die Magnetisierungsachse definiert, auf, was dadurch erreicht wird, daß der Magnet unter Einwirkung eines entsprechend gerichteten Magnetfeldes hergestellt wird. Der die Nord- und Südpole festlegende Durchmesser ist in rechten Winkeln zur Drehachse 170 angeordnet. Die äußersten Enden des Abschnittes des Magneten 50 in Schnittansicht der Fig. 8 sind deshalb die Polbereiche des Magneten, und der Durchmesser zwischen den Nord- und Südpolen des Magneten 50 liegt in der Ebene der Fig. 8. Der Rückführpfad für das Magnetfeld, das durch den Magneten 50 aufgebaut wird, verläuft durch den Spalt, in welchem die Drehmomentspule 82 angeordnet ist, und durch den Flußring 78. Somit verläuft die Richtung des Magnetfeldes des Permanentmagneten innerhalb des Spaltes zwischen dem Magneten 50 und der Rückführung des Flußringes 78 in einer Richtung quer zum Durchmesser des Magneten 50 zwischen dem Nordpol und dem Südpol. Mit anderen Worten heißf dies, daß der Magnet 50 ein einseitig wirkendes, permanentes Magnetfeld aufbaut, wenn die Richtung des Feldes die gleiche durch beide Polbereiche ist, die die Be-
reiche in der Nähe der Querschnittsbereiche der Spule 82 nach Fig. 8 sind. Das Magnetfeld, das von dem Strom in der Drehmomentspule 82 erzeugt wird, arbeitet durch Überlagerung mit dem Permanentfeld zusammen, wodurch ein maximaler Drehmomentbetrag durch Zwischenwirkung zwischen den beiden magnetischen Feldern für eine gegebene Größe des angelegten Stromes erzeugt wird, wobei das Drehmoment (wenigstens für die kleinen auftretenden Winkel) eine exakte lineare Funktion der Stromstärke, die der Drehmomentspule 82 zugeführt wird, ist.
Daraus ergibt sich, daß das bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung eine Servosystem zum kontinuierlichen Rückführen der tragen Masse 84 in eine neutrale Lage aufweist, so daß der durch das Servosystem angelegte Strom ein Rückführdrehmoment erzeugt, wobei der Strom die aufgebrachte Beschleunigung anzeigt und wobei die Rückführkräfte durch Überlagerung eines einseitig wirkenden permanenten Magnetfeldes mit dem Feld erzeugt werden, das von dem Strom aufgebaut wird, der durch die Wicklungen, d. h. die Spule 82, fließt, welche an der trägen Masse 84 befestigt ist, so daß der trägen Masse reine Rückführdrehmomente aufgegeben werden.
Insbesondere baut die Drehmomentspule 82 bei Erregung ein Magnetfeld auf, das mit dem einseitig wirkenden Feld des Permanentmagneten 50 in einer solchen Weise zusammenwirkt, daß die von den Spulenteilen in den beiden Polbereichen des Permanentmagneten 50 aufgenommenen Kräfte in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind, so daß die beiden magnetischen Felder so zusammenwirken, daß ein Kräftepaar aufgegeben wird, das der tragen Masse 84 das reine Rückführdrehmoment zuführt.
In Betrieb fühlt die Vorrichtung nach den F i g. 7 bis 14 die Beschleunigung in der durch den Pfeil 200 in F i g. 8 angezeigten Richtung ab. Die Beschleunigung in Richtung des Pfeiles 200 auf Grund der exzentrischen Belastung, d. h. dem Ungleichgewicht der tragen Masse 84 auf Grund des Vorhandenseins des Gewichtes oder der Masse 150, bewirkt, daß die träge Masse 84 um die Drehachse 170 zu kippen versucht. Ein leichtes Kippen der tragen Masse 84 bringt die Kapazitätsbrücke der Kondensatoren 156 und 158 (F i g. 14) außer Gleichgewicht, so daß ein Signal in den Eingang des Verstärkers 166 gegeben wird, das durch den Demodulator 168 demoduliert wird, welcher einen Strom entsprechender Amplitude und Richtung in die Drehmomentspule 82 einführt, damit die träge Masse 84 in ihrer neutralen oder Nullage gehalten wird. Die Stromamplitude, die der Drehmomentspule 82 aufgegeben wird, ist ein Maß für die Größe der angelegten Beschleunigung, und die Richtung des Stromes ist ein Maß für den Riehtungssinn der angelegten Beschleunigung.
Die Beschleunigung in Richtung des Pfeiles 200 versucht auch, eine geringfügige Translationsverschiebung der tragen Masse 84 aus der beschleunigungsfreien Lage zu bewirken. Die Translationsverschiebung wird von dem Stromkreis nach F i g. 14 nicht festgestellt, weil die Kondensatoren 156 und 158 durch eine solche Translationsbewegung nicht aus" dem Gleichgewicht gebracht werden. Die Verwendung wenigstens zweier Paare miteinander zusammenwirkender Platten zur Ausbildung wenigstens zweier Kondensatoren 156, 158, die symmetrisch um die Drehachse 170 angeordnet sind und in einer Brückenschaltung zusammengeschaltet sind, schließt somit die Erzeugung von Signalen in Abhängigkeit von einer Translationsverschiebung der tragen Masse 84 aus. Weil die träge Masse 84 relativ zum Haltebauteil 42 in einer oben beschriebenen Weise durch entgegengesetzt gefederte Gelenke, d. h. Gelenke, die in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind, abgestützt ist, wie dies ähnlich in Verbindung mit der Vorrichtung nach F i g. 4 beschrieben und dargestellt ist, führt eine Translationsverschiebung der trägen Masse 84 kein nutzbares Drehmoment um die Drehachse 170 ein.
Das Rückführdrehmoment, das durch die Wirkung zwischen den Magnetfeldern der Drehmomentspule und dem Permanentmagneten 50 verursacht wird, ist ein reines Drehmoment. Der der Spule 82 aufgegebene Strom ist linear auf das resultierende Rückführdrehmoment bezogen, weil das Feld der Spule 82 dem einseitig gerichteten Feld des Permanentmagneten 50 überlagert wird.
Die träge Masse 84 und der Haltebauteil 42, als Ganzes betrachtet, sind verhältnismäßig billig herzustellen und können in Serienproduktion mit extrem hoher Genauigkeit auf Grund des Herstellvorganges, der hier beschrieben ist, hergestellt werden.

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Beschleunigungsmesser mit einer tragen Masse und einem Haltebauteil, die miteinander über wenigstens ein Paar flexibler Gelenke verbunden sind, welche eine Drehachse für die träge Masse darstellen, wobei der Massenmittelpunkt der trägen Masse in bezug auf die Schwenkachse versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (32, 34, 38) derart angeordnet sind, daß die durch ein Gelenkpaar (32, 34; 32, 38) definierte Drehachse (170) durch den geometrischen Mittelpunkt der trägen Masse (30) verläuft.
2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Translationsverschiebung der trägen Masse (30) relativ zum Haltebauteil (28) in einer Richtung senkrecht zur Ebene der nicht gespannten Gelenke (32, 34, 38) die Gelenke eines Paares in einer solchen Weise ablenkbar sind, daß die gespannten Gelenke Rückführkräfte einführen, die die Translationsverschiebung der tragen Masse (30) aufzuheben versuchen,
3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gelenke (32, 38) eines Gelenkpaares sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, wenn man sie als von dem Haltebauteil (28) zur trägen Masse (30) verlaufend betrachtet (Fig.4).
4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine ringförmige träge Masse (84), einen Haltebauteil (42), der in der Mitte der ringförmigen tragen Masse angeordnet ist, und wenigstens ein Paar miteinander in Verbindung stehender flexibler Gelenke (97, 102 und 98,101), wobei die Gelenke eine Achse der Drehbewegung definieren, die im wesentlichen mit einem gemeinsamen Durchmesser sowohl des Haltebauteiles (42) als auch der trägen Masse (84) zusammenfällt.
5. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1
oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke Metallstreifen oder Träger sind.
6. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die träge Masse (84) und der Haltebauteil (42) aus einer etwa kreisförmigen, nichtleitenden, zweiteiligen Platte bestehen, daß ein radial äußerer Teil die träge Masse und ein radial innerer Teil den Haltebauteil bildet, wobei beide eine solche Form aufweisen, daß sie voneinander durch einen kontinuierlichen, endlosen Schlitz getrennt sind, der ein Paar geradliniger Schlitzabschnitte (96, 100) aufweist, welche in radialer Richtung längs entgegengesetzter, auf den gleichen Durchmesser bezogener Radien gerichtet sind, daß jeder radiale Schlitzabschnitt (96, 100) sich von einem ersten Radius zu einem zweiten Radius der kreisförmigen Platte erstreckt und daß ein Paar identisch geformter gekrümmter Schlitzteile (104, 104^4, 106, 106,4) mit miteinander in Verbindung stehenden Teilen (104 B, 106 B) symmetrisch zueinander angeordnet sind, wobei jeder gekrümmte Schlitzteil das äußere Ende eines radialen Schlitzabschnittes mit dem inneren Ende des anderen radialen Schlitzabschnittes verbindet.
7. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit einem elektromagnetischen Servosystem zur kontinuierlichen Rückführung der trägen Masse in eine neutrale Stellung, derart, daß der durch das Servosystem aufgegebene Strom ein Rückführdrehmoment erzeugt, wobei der Strom die aufgetretene Beschleunigung anzeigt, und mit einer Kapazitätsabfühlvorrichtung, die stromleitende Platten aufweist, welche mit der tragen Masse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die stromleitenden Platten (91, 93) symmetrisch um die Drehachse (170) angeordnet sind und mit stromleitenden Elementen zusammenwirken, die stationär in bezug auf den Haltebauteil (42) abgestützt sind, so daß Signale erzeugt werden, die Winkelverschiebungen der trägen Masse (84) anzeigen.
8. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stromleitenden Platten (91, 93) Metallfilme auf der tragen Masse (84) sind, die die träge Masse mit dem Haltebauteil (42) verbinden, indem sie die geradlinigen Schlitzabschnitte (96,100) überbrücken, wodurch die Gelenke (101, 98) ausgebildet werden.
9. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären stromleitenden Elemente durch die Oberfläche eines Permanentmagneten (50) ausgebildet sind, der einen Teil des Servosystems darstellt.
10. Beschleunigungsmesser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Paare miteinander zusammenwirkender Platten, die wenigstens zwei Kondensatoren (156, 158) ausbilden, welche symmetrisch um die Drehachse (170) angeordnet sind, wobei die beiden Kondensatoren in eine Brückenschaltung (Fi g. 14) eingeschaltet sind, damit die Erzeugung von Signalen auf Grund einer Translationsverschiebung der trägen Masse (84) ausgeschlossen wird.
11. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführkräfte durch Überlagerung eines in einer Richtung wirkenden permanenten Magnetfeldes mit dem Feld erzeugt werden, das durch den die auf der trägen Masse (84) befestigten Wicklungen (82) durchfließenden Strom aufgebaut wird, wodurch der trägen Masse reine Rückführdrehmomente aufgegeben werden.
12. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Permanentmagnet (50) in Form einer kreisförmigen Platte sich mit seiner Magnetisierungsachse in Richtung eines Durchmessers der kreisförmigen Platte erstreckt, daß mit der trägen Masse (84) eine kreisförmige Spule (82) befestigt ist, die in das Feld des Permanentmagneten (50) hineinreicht, daß die Spule (82) bei Erregung ein Magnetfeld aufbaut, das mit dem einseitig wirkenden Feld des Permanentmagneten (50) in einer solchen Weise zusammenwirkt, daß die durch die Spulenabschnitte in den beiden Polbereichen des Permanentmagneten (50) ausgeübten Kräfte in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind, so daß die beiden Magnetfelder in der Weise zusammenwirken, daß ein Kräftepaar aufgegeben wird, das das im wesentlichen reine Rückführdrehmoment der tragen Masse (84) zuführt.
13. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (78) aus magnetischem Material konzentrisch den Permanentmagneten (50) umgibt, wobei er einen Teil des magnetischen Rückführflußpfades für die Permanentmagnetschaltung bildet und wobei ein Spalt die Spule (82) zwischen dem Permanentmagneten (50) und dem Ring (78) aufnimmt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
DE19671673402 1966-09-09 1967-09-23 Beschleunigungsmesser Withdrawn DE1673402B1 (de)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57817266A 1966-09-09 1966-09-09
GB42892/67A GB1163209A (en) 1966-09-09 1967-09-20 Accelerometer
GB57688/68A GB1163210A (en) 1966-09-09 1967-09-20 Temperature compensating of Electromagnetic systems of Measuring Instruments
DEL0057481 1967-09-23
NL6713054A NL6713054A (de) 1966-09-09 1967-09-25
FR122705A FR1538245A (fr) 1966-09-09 1967-09-28 Accéléromètre
NL7212862.A NL158616B (nl) 1966-09-09 1972-09-22 Temperatuurgecompenseerd, elektromagnetisch werkend meetinstrument.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1673402B1 true DE1673402B1 (de) 1970-12-03

Family

ID=27561665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671673402 Withdrawn DE1673402B1 (de) 1966-09-09 1967-09-23 Beschleunigungsmesser

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3498138A (de)
BE (1) BE704569A (de)
DE (1) DE1673402B1 (de)
FR (1) FR1538245A (de)
GB (2) GB1163209A (de)
NL (3) NL6713054A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916546A1 (de) * 1978-04-24 1979-10-25 Sundstrand Data Control Kraftausgleichsanordnung fuer wandler
DE3225215A1 (de) * 1981-07-14 1983-01-27 Sundstrand Data Control, Inc., 98052 Redmond, Wash. Federnde aufhaengung fuer kraftumformer

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4284096A (en) * 1980-06-04 1981-08-18 Ford Motor Company Automatic transmission governor having deceleration sensitive pressure switching feature
US4338819A (en) * 1980-09-08 1982-07-13 Systron-Donner Corporation Accelerometer including an overall arrangement for reducing temperature related errors
US4394405A (en) * 1981-07-14 1983-07-19 Sundstrand Data Control, Inc. Method of making force transducer flexure
US4399700A (en) * 1981-07-14 1983-08-23 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
US4400979A (en) * 1981-07-14 1983-08-30 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
US4699006A (en) * 1984-03-19 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Vibratory digital integrating accelerometer
US4736629A (en) * 1985-12-20 1988-04-12 Silicon Designs, Inc. Micro-miniature accelerometer
US4872342A (en) * 1986-06-27 1989-10-10 Sundstrand Data Control, Inc. Translational accelerometer and accelerometer assembly method
EP0273048B1 (de) * 1986-06-27 1993-05-05 Sundstrand Corporation Translationsbeschleunigungsmesser
DE3625411A1 (de) * 1986-07-26 1988-02-04 Messerschmitt Boelkow Blohm Kapazitiver beschleunigungssensor
US4987780A (en) * 1987-11-16 1991-01-29 Litton Systems, Inc. Integrated accelerometer assembly
JP2789218B2 (ja) * 1989-05-29 1998-08-20 株式会社トキメック 加速度計
US5253526A (en) * 1990-05-30 1993-10-19 Copal Company Limited Capacitive acceleration sensor with free diaphragm
US5249465A (en) * 1990-12-11 1993-10-05 Motorola, Inc. Accelerometer utilizing an annular mass
US5220835A (en) * 1991-09-12 1993-06-22 Ford Motor Company Torsion beam accelerometer
US5404749A (en) * 1993-04-07 1995-04-11 Ford Motor Company Boron doped silicon accelerometer sense element
US6199874B1 (en) 1993-05-26 2001-03-13 Cornell Research Foundation Inc. Microelectromechanical accelerometer for automotive applications
US5610335A (en) * 1993-05-26 1997-03-11 Cornell Research Foundation Microelectromechanical lateral accelerometer
US5600067A (en) * 1993-08-18 1997-02-04 Alliedsignal, Inc. Torque wire thermal strain relief
US5640133A (en) * 1995-06-23 1997-06-17 Cornell Research Foundation, Inc. Capacitance based tunable micromechanical resonators
US5978972A (en) * 1996-06-14 1999-11-09 Johns Hopkins University Helmet system including at least three accelerometers and mass memory and method for recording in real-time orthogonal acceleration data of a head
US5644086A (en) * 1996-10-08 1997-07-01 Tokyo Gas Co., Ltd. Preloaded linear beam vibration sensor
US5914553A (en) * 1997-06-16 1999-06-22 Cornell Research Foundation, Inc. Multistable tunable micromechanical resonators
US10180445B2 (en) 2016-06-08 2019-01-15 Honeywell International Inc. Reducing bias in an accelerometer via current adjustment
CN112798993B (zh) * 2021-04-08 2021-07-13 中国电子科技集团公司第九研究所 基于加速度计测量永磁材料温度系数的装置及测量方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB783104A (en) * 1955-01-13 1957-09-18 Mini Of Supply Improvements in accelerometers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2959459A (en) * 1953-08-04 1960-11-08 James J Ryan Flight recorder
US3339419A (en) * 1964-07-02 1967-09-05 North American Aviation Inc Accelerometer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB783104A (en) * 1955-01-13 1957-09-18 Mini Of Supply Improvements in accelerometers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916546A1 (de) * 1978-04-24 1979-10-25 Sundstrand Data Control Kraftausgleichsanordnung fuer wandler
DE3225215A1 (de) * 1981-07-14 1983-01-27 Sundstrand Data Control, Inc., 98052 Redmond, Wash. Federnde aufhaengung fuer kraftumformer

Also Published As

Publication number Publication date
FR1538245A (fr) 1968-08-30
GB1163210A (en) 1969-09-04
GB1163209A (en) 1969-09-04
NL136155C (de)
NL6713054A (de) 1969-03-27
BE704569A (de) 1968-04-02
NL158616B (nl) 1978-11-15
US3498138A (en) 1970-03-03
NL7212862A (de) 1972-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1673402B1 (de) Beschleunigungsmesser
DE69521889T2 (de) Messaufnehmerkonstruktion mit l-förmigen federbeinen
DE69202991T2 (de) Kapazitiver Winkelbeschleunigungsaufnehmer.
DE69000943T2 (de) Einrichtung zur messung einer relativen verlagerung.
DE4200293C2 (de) Miniatur-Silizium-Beschleunigungsmesser und Verfahren zum Messen der Beschleunigung
DE69611555T2 (de) Zweiachsiger Neigungsmesser
DE4113745C2 (de) Induktiver Stellungsgeber
DE3426784A1 (de) Magnetoresistiver sensor zur abgabe von elektrischen signalen
DE2721720C2 (de) Präzisions-Meßwandler für Positionsmessungen
DE2735171C2 (de) Meßwandler
DE3107925A1 (de) Mechanisch/elektrischer wandler mit sechs freiheitsgraden
DE69527454T2 (de) Hybrid-Messaufnehmer
EP0760931A1 (de) Drehwinkel- oder drehzahlgeber
DE3523593C2 (de)
DE3405518A1 (de) Gyroskop
CH641561A5 (de) Kraftausgleichvorrichtung zur verwendung derselben in einem beschleunigungsmesser.
DE2204533B2 (de) Elektrostatischer kugel-beschleunigungsmesser fuer extrem kleine beschleunigungen
DE3687455T2 (de) Sensor-verstaerkungs- und steigerungsapparat unter verwendung digitaler techniken.
DE2829425A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen von beschleunigungen an schwingenden koerpern
DE3100428A1 (de) Anemometerwandler mit richtungsabhaengigem waermeverlust
DE3502899A1 (de) Tachogenerator mit einer feststehenden spule aus einem material mit magnetfeldabhaengigem widerstand
DE3225255C2 (de)
DE3225236C2 (de)
EP0303831A2 (de) Dynamischer Tastkopf
DE2840698A1 (de) Beschleunigungsmesser

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee