DE1817946A1 - Geraet zur messung von beschleunigungskomponenten - Google Patents

Geraet zur messung von beschleunigungskomponenten

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DE1817946A1
DE1817946A1 DE19681817946 DE1817946A DE1817946A1 DE 1817946 A1 DE1817946 A1 DE 1817946A1 DE 19681817946 DE19681817946 DE 19681817946 DE 1817946 A DE1817946 A DE 1817946A DE 1817946 A1 DE1817946 A1 DE 1817946A1
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damping
accelerometers
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temperature
accelerometer
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Koji Tsukada
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Description

  • Gerät zur Messung von Beschleunigungs-Eomponenten Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung von Beschleunigungs-Komponenten, bei dem zur gleichzeitigen Erfassung der Beschleunigung in mehreren Richtungen mehrere Beschleunigungsmesser auf einem gemeinsamen Träger so montiert sind, 1' daß die Schwingungsrichtungen ihrer Vibratoren bzw. Biegefedern aufeinander senkrecht stehen.
  • Bin Gerät dieser Art ist durch die U-PS 3 304 787 bekannt geworden. Es besteht aus drei zueinander senkrecht auf einem gemeinsamen Träger montierten blattförmigen Vibratoren bzw.
  • Biegefedern, auf deren gegenüberliegenden Oberflächen Dehnungsmeßstreifen befestigt sind. Das bekannte Gerät zur Messung von Beschleunigungs-Homponenten weist,infolge der Eigenschwingungen des Vibrators, nur eine begrenzte Genauigkeit auf.
  • Um das Gerät in dieser Hinsicht zu verbessern ist es möglich, den Vibrator innerhalb eines mit einer Dampfungsflüssigkeit gefüllten Behälter anzuordnen und gleichzeitig eine bimetallgesteuerte Temperaturkompensation vorzusehen, wie sie beispielsweise durch die US-PSen 3 010 324 und 3 152 310 bekannt geworden ist. Wegen des komplizierten Aufbaus der bekannten Beschleunigungsmesser mit Dämpfungsflüs sigkeit und bimetallgesteuerter Temperaturkompensation, würde dies jedoch die Kosten des bekannten Gerätes zur Messung von Beschleunigungs-Eomponenten wesentlich erhöhen, da hier wenigstens zwei Einheiten vorzusehen sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gerät der einleitend genannten Art, eine Verbesserung der Meßgenauigkeit zu ermöglichen, ohne daß die bei Verwendung bekannter Beschleunigungsmesser entstehenden Kosten in Kauf genommen werden müssen. Es soll ein Gerät zur Messung von Beschleunigungs-Komponenten geschaffen werden, das sich durch einen besonders einfachen Aufbau der für die verschiedenen Richtungen vorgesehenen Beschleunigungsmesser auszeichnet.
  • Die Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Gerät enthält Beschleunigungsmesser, bei denen im Vergleich zu den Beschleunigungsmessern gemäß den US-PSen 3 010 324 und 3 152 310 zusätzliche Bauelemente für die Temperaturkompensation der Viskosität entfallen. Außerdem wird für die Aufhängung der Masse nur eine einzige, an dem einen Ende eingespannte, an dem anderen Ende die Masse tragende, Blattfeder benötigt. Es ist bei diesen Beschleunigungsinessern somit mit einfachsten Mitteln die Dämpfung der Biegefeder temperaturunabhängig gemacht.
  • Die im erfindungsgeiäßen Gerät enthaltenen Beschleunigungsmesser weisen nicht nur selbst einen einfachen Aufbau auf, sondern sind auch einfach zu montieren.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der in dem erfindungsgemäßen Gerät verwendeten Beschleunigungsmesser wird darin gesehen, daß åede der Dämpfungswände ein befestigtes sowie ein freies Ende aufweist, wobei ein Anschlag zwischen diesen Enden derart angeordnet ist, daß ein Verbiegen der zwei Dämpfungswände über ihren ganzen Längen ermöglicht wird, bis die Temperatur der sich im Gefäß befindlichen Flüssigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß beim Erreichen dieses Wertes in der Flüssigkeit der Anschlag die zugewandten Oberflächen der zwei Dämpfungswände berührt, um damit einen zwischen den Dampfungswänden befindlichen Raum festsulegen und mit Ausnahme von freien, auf der anderen Seite des bnschlages liegenden Teilen ein weiteres Verbiegen der Wände zu verhindern, wobei der genannte Anschlag einen Schwenkpunkt bildet, um den sich die genannten freien Teile der Dämpfungswände biegen, sobald die Temperatur der Flüssigkeit den genannten vorbestimmten Wert übersteigt.
  • Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 10 Fig.,in denen für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen gewählt worden sind, näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 bis 3 perspektivische Teilansichten dreier Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Gerätes mit jeweils drei Beschleunigungsmessern auf einer gemeinsamen Grundplatte, Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Temperatur und der Viskosität des Öls im Gehäuse eines Beschleunigungsmessers darstellt, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines der in dem erfindungsgemäßen Gerät verwendeten Beschleunigungsmesser, Fig. 6 den Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 7 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht, welche das Innere des Beschleunigungsmessers gemäß Fig. 5 zeigt, Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Vibrators des Beschleunigungsmessers gemäß Fig. 5, Fig. 9 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Dämpfungswände und die zur Einstellung des dazwischenliegenden Zwischenraumes verwendeten Mittel, wie sie beim Beschleunigungsmesser gemäß Fig. 5 angewendet werden, Fig. 10 eine Draufsicht ähnlich Fig. 9, welche jedoch eine abgewandelte Ä'usführungsform für die Dämpfungswände und ihre Einstellmittel zeigt.
  • Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 und den ähnlich aufgebauten Ausführungen gemäß den Fig. 2 und 3 einer erfindungsgemäßen Beschleunigungsmesser-Anordnung hat jeder der drei verwendeten-Beschleunigungsmesser A, B und C einen Aufbau, wie er in den Fig. 5 bis 10 gezeigt ist. Deshalb sind einzige eile der Beschleunigungsmesser nicht dargestellt. In Fig. 1 weist eine Grundplatte 3 an zwei benachbarten Seiten ihrer oberen Fläche vertikal stehende Seitenwände 32, 33, 34 und 35 auf. Die drei Beschleunigungsmesser A, B und C, von denen jeder in einem eigenen Behälter, z.B. entsprechend Behälter 1 der Fig. 5, untergebracht ist, sind so orientiert, daß ihre jeweiligen Nassen 6a und 6b in aufeinander rechtwinkelig stehenden Richtungen schwingen. Die Bodenwandung des Behälters der Einheit A ist an der Seitenwand 32 der Grundplatte mittels einer nicht gezeichneten Schraube oder dgl. angebracht. Eine Seitenwand des Behälters der Einheit B ist an der Seitenwand 34 der Grundplatte angebracht, und die Bodenplatte der Einheit B ist an der Grundplatte 31 angebracht. Eine Seitenwand des Behälters der Einheit C ist an der Seitenwand 33 der Grundplatte angebracht, während die Bodenwand der Einheit C an der Seitenwand 35 der Grundplatte befestigt ist.
  • Wenn die Grundplatte 3 des Beschleunigungsmessers an einer sich bewegenden Vorrichtung angebracht ist, ist es möglich, die Beschleunigungskomponenten in den Schwingungsrichtungen der Vibratoren der verschiedenen Einheiten gleichzeitig und korrekt zu erfassen und zwar unabhängig von einem großen Änderungsbereich der Temperatur der eingeschlossenen Flüssigkeit in den drei Einheiten. Durch Kombination der Beschleunigungskompoenten ist es möglich, Richtung und Betrag der Beschleunigung zu erfassen bzw. zu messen, welche demjenigen Teil der Vorrichtung erteilt wird, an dem der Beschleunigungsmesser angebracht ist.
  • Außerdem wird der Fehler, der durch den Effekt der Drehbeschleunigung erzeugt wird, dadurch reduziert, daß sich die in Längrichtung verlaufenden Achsiallinien der Vibratoren 4 bzw. Biegefedern 5 der Einheiten in der Nähe eines Punktes schneiden.
  • In den Fig. 2 und 3 sind andere Ausführungsformen dargestellt, bei welchen die Beschleunigungsmesser A, B und C in einer Ebene auf derselben Oberfläche montiert sind. In Fig. 2 sind die Behälter der verschiedenen Einheiten auf der Oberfläche 31 der Grundplatte derart angebracht, daß die in Längsrichtung verlaufenden Achsen der Vibratoren 4 bzw. der Biegefedern 5 der Einheiten A und B praktisch auf einer Geraden liegen, wobei die Schwingungsrichtungen senkrecht aufeinander stehen.
  • Die längs verlaufende Achse des Vibrators 4 der Einheit C steht praktisch rechtwinklig auf der vorgenannten Geraden, und die Schwingungsrichtung steht senkrecht auf den beiden Schwingungsrichtungen der Vibratoren der Einheiten A und B.
  • Die Einheiten A und B sind an einem vertikalen Flansch an einer Seite der Grundplatte 3 abgestützt bzw. befestigt.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Behälter der verschiedenen Einheiten auf der Oberfläche 31 der Grundplatte derart befestigt sind, daß die in Längsrichtung verlaufenden Achsiallinien der Vibratoren 4 bzw.
  • Biegefedern 5 der Einheiten A und B parallel zueinander liegen, während die Schwingungsrichtungen derselben rechtwinklig aufeinander stehen, wobei die Längsachse des Vibrators 4 der Einheit a rechtwinklig auf den Längsachsen der Einheit A und B steht, und die Schwingungsrichtung senkrecht auf den beiden Schwingungsrichtungen der Vibratoren der Einheiten A und B steht. Die Einheiten A und B sind an zwei aufrecht stehenden und rechtwinklig zueinander angeordneten vertikalen Flanschen befestigt.
  • So ist es mit den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 möglich, die Beträge der Beschleunigungskomponenten zu erfassen, welche auf einen sich bewegenden Körper, an welchem die Beschleunigungsmesser-Anordnung angebracht ist, wirken, und zwar in den Schwingungsrichtungen der verschiedenen Vibratoren, so daß es möglich ist, diese Werte zu kombinieren, um Betrag und Richtung der Gesamtbeschleunigung zu erfassen bzw. zu messen.
  • Die beschriebenen Ausführungsformen sind schon im Hinblick auf einen leichten Zusammenbau konstruiert. So kann z.B. bei der Ausführungsform gemäß Big. 1 die Grundplatte 3 als ein Würfel gestaltet sein, mit Ausnehmungen, in welche die einzelnen Beschleunigungsmesser eingesetzt und befestigt werden können. Die Ausschnitte können Linien folgen, welche sich in einem Punkte schneiden, und es kann dann in jeden Ausschnitt ein Beschleunigungsmesser so eingebaut werden, daß er dieselbe Position wie in Fig. 1 einnimmt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 müssen die in Längsrichtung verlaufenden Achsen der Vibratoren der Einheiten A und B nicht in einer Geraden liegen, und es müssen auch nicht die Achsen der drei Einheiten parallel bzw. rechtwinklig zueinander liegen. Die Richtung der Einheit C auf der Grundplatte kann geändert werden.
  • Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 sind drei Beschleunigungsmesser vereinigt. Es kann aber auch eine der Einheiten fortgelassen werden, wodurch sich eine Beschleunigungsmesser-Anordnung zum Erfassen einer zweidimensionalen Beschleunigung ergibt.
  • Zusätzliche Beschleunigungsmesser können zu den drei Einheiten in den Fig. 1, 2 oder 3 hinzugefügt werden. Die Schwingungsrichtungen der zusätzlichen Vibratoren brauchen nicht rechtwinklig auf den Schwingungsrichtungen der normalerweise in den drei Einheiten enthaltenen Vibratoren zu stehen. Es ist auf diese Weise möglich, Beschleunigungen in vielen Richtungen und eine Drehbeschleunigung zuerfassen und die Ausgangsmeßwerte der Beschleunigungsmesser-Anordnung zu vermehren.
  • Wie Fig. 5 zeigt, ist der Behälter 1, der einen Beschleunigungsmesser und Dämpfungsflüssigkeit, z.B. dicht eingeschlossenes Silikonöl, enthält, auf der Grundplatte 3 befestigt, die mit Hilfe von bekannten Befestigungsmitteln, welche durch die nicht mit Bezugszeichen versehenen Schlitze längs der Seitenkanten der Grundplatte hindurchgehen können, auf einen sich bewegenden Körper aufgelegt und an demselben befestigt werden kann. Der oben offene Behälter ist aust einer Bodenwand und Seitenwänden gebildet, welche einen Innenraum vollständig einschließen und weist einen Deckel 2 auf, wobei Öffnungen 16, 17, 18 in einer Stirnwand vorgesehen sind, damit sich Durchführungen für elektrische Leitungen ergeben, welche am Vibrator angebracht sind.
  • Der Beschleunigungsmesser im Behälter 1 besteht, wie die Fig. 5 bis 8 zeigen aus einem Vibrator 4 und zwei Bimetallstreifen 8 und 9 als Dämpfungswände, welche auf einander entgegengesetzten Seiten, jedoch in geringem Abstand vom Vibrator, liegen. Der Vibrator 4 besteht aus einer Biegefeder 5 aus Blattfedermaterial, deren eines Ende mittels Grundplatten 7a, 7b und eines Bolzens 7c an einer Innenwand des Behälters befestigt ist, während das andere Ende frei schwingen kann. Zwei quaderförmige Massen 6a und 6b, deren Seitenflächen mit den Seitenkanten der Biegefeder 5 bündig fluchten, sind auf der Oberseite und der Unterseite des freien Endes der Biegefeder befestigt. Die Grundplatten 7a und 7b sind gleichfalls quaderförmig, aber etwas größer als die Massen, so daß sie in seitlicher Richtung über die Seitenränder der Biegefeder 5 und der Massen 6a, 6b vorstehen.
  • Vorteilhaft ist ein flacher Sockel 10 auf dem Boden des Gefäßes vorgesehen, worauf dann der Vibrator mittels der Grundplatten 7a, 7b und der Schraube 7c oder dergleichen Mittel befestigt ist.
  • Meßeinrichtungen, wie halbleitende Dehnungsmeßstreifen S 1 und S 2 sind in einander entsprechenden Positionen im mittleren Bereich auf der oberen und unteren Oberfläche der Biegefeder 5 zwischen den Massen und den Grundplatten angeklebt, wobei elektrische Leitungen, welche an die Dehnungsmeßstreifen angeschlossen sind, durch die Löcher 16, 17 und 18 aus dem Behält er herausgeführt an einen in der Zeichnung nicht dargestellten Brückenmeßkreis angeschlossen sind. Die Löcher sind mit einem geeigneten Isoliermaterial abgedichtet.
  • Wie Fig.7 zeigt, ist ein Ende einer jeden Dämpfungswand 8 und 9 an den Seitenflächen der Grundplatten 7a, 7b durch eine Schraube oder dgl. so befestigt, daß die zwei Dämpfungswände einen Zwischenraum bilden, der ein wenig breiter als die Biegefeder 5 ist, und daß sie Wandungen parallel zur Achse der Biegefeder 5 ergeben, welche rechtwinklig zu derselben und dabei parallel zur Schwingungsrichtung derselben verlaufen. Die Massen 6a und 6b, welche dieselbe oder eine etwas kleinere Breite als die Biegefeder 5 haben, können mit derselben frei im Zwischenraum zwischen den Dämpfungswänden schwingen.
  • Ein Anschlagstift 13 ist am freien Ende der Dämpfungswand 8 vorgesehen und verläuft rechtwinklig zu derselben bis fast an die gegenüber liegende Dämpfungswand 9.
  • Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, wird der Deckel 2 auf den abgeflanschten oberen Rändern der Seitenwandungen des Behälters durch Schrauben oder dgl. festgehalten. Um die Flüssigkeit im Behälter abzudichten, ist eine elastische dünne Folie aus synthetischem Kunststoff oder dergleichen auf die Unterseite des Deckels gelegt. Diese Folie bildet eine Membrane, welche eine Luftkammer 12 bedeckt, die durch eine Ausnehmung oder Nut in der Unterseite des Deckels 2 gebildet ist, so daß Luft oder ein anderes Strömungsmedium durch die Folie 11 in der Kammer 12 eingeschbssen wird.
  • Beim Betrieb des beschriebenen Beschleunigungsmessers wird der Vibrator 4 in Richtung seiner Dicke in Abhängigkeit von der Beschleunigung einer sich bewegenden Vorrichtung, an welche der Beschleunigungsmesser angebracht ist, in Schwingungen versetzt, wobei die Widerstandsänderungen der Dehnungsmeßstreifen S 1, S 2, welche auf die obere und untere Seite der Biegefeder 5 geklebt sind, als elektrisches Ausgangssignal verwendet werden, um die Beschleunigung mittels des Brückenmeßkreises und eines Meßinstrument es zu erfassen.
  • Wegen der kleinen Zwischenräume zwischen den Oberflächen der Dämpfungswände 8 und 9 und beiden Seitenwandungen der Massen 6a und 6b am freien Ende des Vibrators 4 wird die Eigenfrequenz des Vibrators durch den Viskositätswiderstand des in den Zwischenräumen befindlichen Öles absorbiert. Das hat zur Folge, daß der Vibrator in Übereinstimmung mit den abrupten und zeitlichen Beschleunigungsänderungen, die auf den Vibrator wirken, in Schwingungen versetzt wird, weswegen es möglich ist, die Beschleunigungsänderungen korrekt zu erfassen.
  • Wenn der Ausdehnungskoeffizient der den Behälter l ausfüllenden Dämpfungsflüssigkeit größer it als derjenige des den Behälter bildenden Metalles, würde normalerweise bei einem Ansteigen der Flüssigkeit st emperatur ein Austreten der Flüssigkeit oder aber eine Besähädigung des Behälters die Folge sein. Die Luftkammer 12 verhindert dies aber. Die dünne Folie 11 wird, wenn die Flüssigkeit infolge Temperaturanstiegs expandiert, unter der Wirkung des öldrucks in die Luftkammer 12 hineingedrückt , weswegen die Flüssigkeit unter praktisch konstantem Druck bleibt. Aus diesem Grunde werden die normalerweise durch bldruckänderungen verursachten Meßfehler eliminiert, während gleichzeitig ein Austritt von Flüssigkeit und eine Beschädigung des Behälters vermieden werden.
  • Die beiden Dämpfungswände 8, 9 sind aus Bimetallstreifen hergestellt und biegen sich in solcher Richtung durch, daß die Abstände zwischen den Dämpfungswänden und den Seitenwänden der Massen 6a und 6b verringert werden, wenn die Temperatur der Flüssigkeit ansteigt. Hierdurch wird die sich aus der Änderung der Temperatur ergebende Anderung des Dämpfungsfaktors kompenaiert. Bei einem Beschleunigungsmesser, bei welchem die Dämpfungswände nahe an der Biegefeder angeordnet sind, an deren freiem Ende Massen gehalten werden, wird die Dämpfung des Vibrators durch den Viskositätswiderstand der Flüssigkeit im Zwischenraum zwischen der Dämpfungswand und der dieser benachbarten Oberfläche der gegenüberliegenden Masse bestimmt, wobei der Dämpfungsfaktor durch nachfolgende Formel dargestellt wird: (1) : = k 2 k2,uA Cc h worin k = Konstante p= Viskosität der Flüssigkeit Cc = kritischer Dämpfungskoeffizient A = Fläche der der Dämpfungswand gegenüberliegenden Oberfläche der Masse h - Abstand zwischen der Oberfläche der Masse und der gegenüberliegenden Dämpfungswand ist.
  • In Formel (1) ist k ein Faktor, welcher durch Form und Größe bestimmt sein kann, während Cc durch die Federkonstante des Vibrators bestimmt wird, die von der Größe der Masse abhängt.
  • Wenn A ein fester Wert ist, kann der Dämpfungsfaktor durch die Beziehung zwischen der Viskosität P und dem Abstand h bestimmt werden. Mit anderen Worten ändert sich der Dämpfungsfaktor in Abhängigkeit von der Viskositätsänderung der Flüssigkeit. Diese wird ihrerseits hauptsächlich verursacht durch eine Temperaturänderung der Flüssigkeit, und deswegen ändert sich der Dämpfungsfaktor bei einer Temperaturänderung der Flüssigkeit.
  • Die Viskositätsänderung iä einer Temperaturänderung der Flüssigkeit ist in Fig. 4 im Diagramm dargestellt. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit steigt, wird deren Viskosität gesenkt, und der DR£ungsfaktor verringert sich entsprechend Wenn jedoch der Abstand zwischen der Dämpfungswand und der Vibratormasse proportional zur Temperaturänderung der Flüssigkeit geändert wird, ist es möglich, die Viskositätsänderung zu kompensieren. Es ist deshalb möglich, den Vibrator so schwingen zu lassen, daß er korrekt auf die Beschleunigung anspricht, und zwar durch geeignete Dämpfungsänderungen, und daß er die korrekte Beschleunigung innerhalb eines breiten Temperaturbereichs korrekt - mißt, indem die Änderung des Dämpfungsfaktors, welche durch die Temperaturänderung verursacht wurde, infolge Verwendung von Dämpfungswänden aus Bimetallstreifen automatisch kompensiert wird.
  • Der Aufbau der Dämpfungswände 8 und 9 aus Bimetallstreifen ist in Fig. 7 gezeigt. Jede Wand 8, 9 ist aus zwei verschiedenen Metallstreifen 8a, 8b, 9a, 9b zusammengesetzt, welche verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben. Es ist möglich, wenigstens für einen der beiden Streifen einer Dämpfungswand anderes Mterial als Metall zu verwenden. Die inneren Streifen 8b und 9b sind aus demselben Material gemacht, dessen Ausdehnungskoeffizient kleiner als derjenige der äußeren Streifen 8a und 9a ist. So kann z. B. Bernstein für die Streifen 8b und 9b verwendet werden, wobei der lineare Ausdehnungskoeffizient von Bernstein 0,9 x IO6/ 0C ist, während Messing für die Platten 8a und 9a verwendet werden kann, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient 19 x 10 6/°C ist. In diesem Falle biegen sich die Dämpfungswände 8 und 9, wenn de Flüssigkeitstemperatur ansteigt, einwärts in Richtung auf den Vibrator 4, wobei sie die Spaltbreite zwischen den Dämpfungswänden und den Seitenflächen der Massen 6a und 6b verringern, um den Viskositätswiderstand der Flüssigkeit in diesen Spaltbereichen zu steigern.
  • So bleibt der Dämpfungsfaktor konstant und die Beschleunigung wird korrekt erfaßt.
  • Wenn sich die Dämpfungswände 8 und 9 infolge Temperaturanstiegs in Richtung aufeinander zu biegen, berührt das Ende des Anschlagstiftes 13 die innere Wandfläche der Dämpfungswand 9, um den Zwischenraum zwischen den Wänden auf einen vorbestimmten Abstand zu begrenzen, so daß eine Berührung der Innenflächen der beiden Dämpfungswände 8, 9 mit den Seitenflächen der Massen 6a und 6b vermieden wird.
  • Das Verhältnis der Viskositätsänderung zur Änderung der Flüssigkeitstemperatur ist bei niedriger Temperatur größer und bei höherer Temperatur kleiner (vgl. Punkt a in Fig. 4). Deshalb sollte der Bimetall-Aufbau der Dämpfungswände variiert werden, um den Abstand zwischen ihnen in Obereinstimmung mit den Bedingungen niedriger oder hoher Temperatur zu ändern, damit sich eine korrekte Ablesung der Beschleunigung ergibt. Ein Weg, dies zu erreichen, besteht darin, die biegbare freie Länge der Dämpfungswand bei hoher Temperatur kleiner als bei niedriger Temperatur zu machen. Dies ergibt bei hoher Temperatur eine kleinere Abstandsänderung zwischen den freien Enden der Dämpfungswände pro Grad Temperaturänderung als bei niedriger Temperatur. Dadurch ergibt sich eine bessere und korrektere Kompensation des Dämpfungsfaktors.
  • Möglichkeiten zur Verwirklichung dieses Prinzips sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Der Behälter zur Aufnahme des Beschleunigungsmessers und der Flüssigkeit sowie die Art und Weise des Anbringens des Beschleunigungsmessers sind die gleichen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7, weswegen Erläuterungen dazu nicht erforderlich sind. Die Dämpfungswände aus Bimetallstreifen gemäß Fig. 10 sind auch die gleichen und der Vibrator wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, rechtwinklig zur Zeichenebene in dieselbe hinein und daraus heraus in Schwingungen versetzt. Ein zweiter Anschlagstift 14a, ähnlich dem Anschlagstift 13, ist an der Wand 8 in einem mittleren Bereich derselben befestigt, wobei sein freies Ende die Innenfläche der Dämpfungswand 9 berührt, wenn die beiden Dämpfungswände 8 und 9 unter dem Anstieg der Flüssigkeitstemperatur bis auf einen vorbestimmten Wert innerhalb des Temperaturbereichs, in welchem der Bechleunigungsmesser verwendet werden kann, gekrümmt sind. Ein (nicht gezeigter) ähnlicher AnschlagstEt ist in symmetrischer Position auf der anderen Seite der Biegefeder 5 angeordnet. Die beiden letztgenannten Anschlagstifte erstrecken sich praktisch rechtwinklig zur Wand 8 bis fast an die Wand 9 hin. Wenn es erwünscht ist, können zusätzliche Anschlagstifte vorgesehen werden, deren Positionen von der Eigenschaft der Bimetallstreifen der Dämpfungswände, von deren Länge, von der Art der Dämpfungsflüssigkeit und von anderen Faktoren abhängen. Im allgemeinen reicht es aber aus, einen Anschlagstift in der Nähe der Mitte zwischen dem eingespannten Ende und dem freien Ende der Dämpfungswand 8 vorzusehen.
  • Der Zwischenraum zwischen dem Anschlagstift 13 bzw. den zusätzlichen Anschlagstiften 14a und der Biegefeder 5 wird so gewählt, daß beim Schwingen der Biegefeder 5 eine gegenseitige Berührung ausgeschlossen ist.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 arbeitet wie folgt. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit ansteigt und die freien Enden der Anschlagstifte 13 und 14a die innere Oberfläche der Dämpfungswand 9 noch nicht berühren, biegen sich die Dämpfungswände praktisch über ihre gesamte Länge 12, von ihren eingespannten Enden zu ihren freien Enden. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit etwas weiter ansteigt, berührt das freie Ende des Anschlagstiftes 14a die Dämpfungswand 9 und verhindert dadurch eine weitere Verringerung des Zwischenraums zwischen den Dämpfungswänden 8 und 9 auf der Länge 1 2 - 1 1. Bei weiterem Temperaturanstieg wirkt der Anschlag 14a als ein Abstützpunkt, welcher das Verbiegen der Dämpfungswände auf ihre Endbereiche 1 1 beschränkt. So wird die Abstandsverringerung zwischen den Innenflächen der Dämpfungswände 8 und 9 und den Massen 6a, 6b als Folge einer Temperaturänderung bei hoher Temperatur im Vergleich zu der bei einer Temperaturänderung bei niedriger Temperatur auftretenden Abstandsverringerung in Obereinstimmung mit der Tatsache reduziert, daß die Viskositätsänderung bei einer Temperaturänderung der Flüssigkeit im Bereich hoher Temperaturen kleiner ist. Auf diese Weise wird die Änderung des Dämpfungsfaktors infolge von Temperaturänderungen in einem perfekten Grade kompensiert.
  • In der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist der Anschlagstift 14a ersetzt durch Vorsprünge 151, 152, die seitlich von dem inneren Ende der Grundplatte 7a abstehen. Diese Anschläge können die Innenflächen der Dämpfungswände 8 und 9 berühren, wenn die Dämpfungswände bei einem Temperaturanstieg der Flüssigkeit einwärts gekrümmt werden. Entsprechende Anschläge können auch auf der Grundplatte 7b vorgesehen werden. Es wird derselbe Effekt erzielt, wie mit dem Anschlagstift 14a in Fig. 9.

Claims (6)

Patentansprüche
1. Gerät zur Messung von Beschleunigungskomponenten, bei dem zur gleichzeitigen Erfassung der Beschleunigung in mehreren Richtungen mehrere Beschleunigungsmesser auf einem gemeinsamen Träger so montiert sind, daß die Schwingungsrichtungen ihrer Vibratoren bzw. Biegefedern aufeinander senlrecht stehen, d a d ur c h g e k e n n z e i e h n e t daß auf einer gemeinsamen Grundslatte(3) mehrere Beschleunigungsmesser (A, B, C)mit elektrischem Abgriff montiert sind, die jeweils ein eine Dämpfungsflüssigkeit enthaltendes Gehäuse (1) und eine darin an einer eingespannten Biegefeder (5) angeordnete träge Masse (6) sowie beiderseits der Masse und der Biegefeder je einen Bimetallstreifen (8, 9) als Dämpfungswand umfassen, deren Fläche unter Spaltbildung parallel zur Schwingungsrichtung verläuft und die abhängig von der Temperatur den Durchtrittsquerschnitt für die Dämpfungsflüssigkeit ändert.
2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf der Grundplatte (3) drei Beschleunigungsmesser CA, B, C) so montiert sind, daß die Längsachsen der Biegefedern (5) aufeinander senkrecht stehen (Fig. 1).
3. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf der Grundplatte (3) drei Beschleunigungsmesser (A, B, C) so montiert sind, daß die Längsachsen der Biegefedern (5) zweier Beschleunigungsmesser (A, B) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Längsachse der Biegefeder (5) des dritten Beschleunigungsmessers (C) hierzu senkrecht steht (Fig.
2 und 3).
4. Gerät nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die parallel zueinander verlaufenden Längsachsen der Biegefedern (5) der beiden Beschleunigungsmesser (A, B) im wesentlichen fluchten (Fig.2).
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei den Beschleunigungsmessern (A, B, C) jede der Dämpfungswände (8, 9) ein befestigtes sowie ein freies Ende aufweist, wobei ein Anschlag (13, 14a) zwischen diesen Enden derart angeordnet ist, daß ein Verbiegen der beiden Dämpfungswände über ihren ganzen Längen ermöglicht wird, bis die Temperatur der sich im Gefäß befindlichen Flüssigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß beim Erreichen dieses Wertes in der Blüssigkeit der Anschlag die zugewandten Oberflächen der zwei Dämpfungswände berührt, um damit einen zwischen den Dämpfungswänden befindlichen Raum festzulegen und mit Ausnahme von freien, auf der anderen Seite des Anschlages liegenden Teilen ein weiteres Verbiegen der Wände zu verhindern, wobei der genannte Anschlag einen Schwenkpunkt bildet, um den sich die genannten freien Teile der Dämpfungswände biegen, sobald die Temperatur der Flüssigkeit den vorbestimmten Wert übersteigt.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e -t , daß die Gehäuse (1) der Beschleunigungsmesser (A, B, C) jeweils eine gegenüber der Dämpfungsflüssigkeit durch eine nachgiebige Wand (11) abgetrennte kompressible Kammer (12) enthalten.
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DE19681817946 Pending DE1817946A1 (de) 1968-12-24 1968-12-24 Geraet zur messung von beschleunigungskomponenten

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DE (1) DE1817946A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0247247A1 (de) * 1986-05-23 1987-12-02 British Aerospace Public Limited Company Beschleunigungsmesser
FR2666887A1 (fr) * 1990-09-17 1992-03-20 Asulab Sa Capteur de mesure d'une grandeur physique.
US5239866A (en) * 1990-09-17 1993-08-31 Asulab S.A. Sensor for measuring a physical parameter

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