DE2063471C3 - Vorrichtung zum Nachbilden eines Vektors und zum Ermitteln seiner transponierten Komponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachbilden eines Vektors aus Spannungen, die Komponenten eines zweidimensionalen kartesiscbcn Koordinatensystems proportional sind, und seiner transpose nierten Komponenten in einem gedrehten Koordinatensystem mit einer beliebig vorgebbaren winkelmäßigen Orientierung in der Ebene des kartesischer Koordinatensystems.

Oft verlangt es eine Aufgabenstellung, bei einerr Vektor eine Transponierung seiner beiden kartesischen Komponenten in ein um einen Winkel zum ur sprünglichen kartesischen Koordinatensystem ge drehtes, kastesisches Koordinatensystem vorzuneh-

men oder sogar in ein transponiertes nicht kartesisches, sondern schiefwinkliges Koordinatensystem. Der zweidimensionale Vektor eines Feldes kann bekanntlich durch zwei seinen kartesischen Komponenten proportionale Spannungen reproduziert werden.

Es sind Vorrichtungen zum Reproduzieren und Transponieren eines Vektors in einem kartesisrhen Koordinatensystem bekannt, bei denen die den beiden kartesischen Komponenten proportionalen Spannungen an ein System von senkrecht zueinander angeordneten Spulen gelegt werden, deren resultierender Vektor der magnetischen Induktion den ursprünglichen Vektor in seinen kartesischen Komponenten reproduziert. Durch ein zweites in der Ebene des reproduzierten Vektors gelegenes, drehbar gelagertes Paar von ebenfalls zueinander senkrecht angeordneten Spulen wird gemäß seiner Lage zum reproduzierten Vektor ein transponiertes, kartesisches Koordinatensystem vorgegeben, so daß induzierte Spannungen in dem drehbar gelagerten Paar von Spulen über Schleifkontakte abgenommen, den transponierten, kartesischen Koordinaten des reproduzierten Vektors entsprechen, wie es z. B. in der deutschen Patentanmeldung Nr. P 1623492.7 beschrieben ist. Hier wird die Lage des beweglichen Spulenpaares stets zum erdmagnetischen Nordpol durch eine an der Achse des beweglichen Spulenpaares befestigte Kompaßnadel orientiert, gleichgültig, wie das andere Spulensystem bezüglich dieser Richtung momentan ausgerichtet ist, so Jaß der reproduzierte Vektor stets in kartesischen Komponenten in Richtung zum erdmagnetischen Nordpol und senkrecht dazu zerlegt wird, die Komponenten des ursprünglichen Vektors also transponiert worden sind. Bei diesem System auftretende Fehlmessungen auf Grund von Reibungen der Lager des drehbar angeordneten Spulenpaares und der Schleifkontakte zur Spannungsabnahme sind erheblich, da die Kraft des Erdmagnetfeldes auf die Kompaßnadel erst bei größeren Abweichungen groß genug ist, um die anfängliche Haftreibung zu überwinden.

Es ist, demzufolge die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der ein Vektor reproduziert wird, der ein beliebig in der Ebene dieses reproduzierten Vektors zu drehendes Abnahmesystem ermöglicht, welches so angeordnet und gelagert ist, und dessen Spannungen so ausgekoppelt werden, daß die oben geschilderten Fehler und Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst worden durch ein mit einem Elektrolyten gefülltes Gefäß aus elektrisch nicht leitendem Material mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Paaren von Gruppen aus einander benachbarten stabförmigen Elektroden, die außerhalb des Elektrolyten galvanisch miteinander verbunden und im Elektrolyten die Ebene bilden, wobei eine Fluchtlinie längs der dem Elektrolyten zugewandten Stirnflächen der Elektroden je eines Paares zueinander parallel ausgerichtet sind und eine Fläche in der Ebene abgrenzen, mit Einspeisung von den kartesischen Komponenten proportionalen Spannungen in je eines der Paare durch ein relativ zum Gefäß in der Ebene im Elektrolyten drehbares Abnahmesystem mit mehreren galvanisch nicht miteinander verbundenen Sensoren, die auf Achsen eines dem Abnahmesystem vorgegebenen Koordinatensystems angeordnet sind und durch eine Auskoppelanordnungzur Abnahme von Spannungen, die den transponierten Komponenten proportional sind, als Potentialunterschiede zwischen Sensoren des Abnahmesystems, die jeweils auf einer Achse des Koordinatensystems des Abnahmesystems angeordnet sind.
Grundsätzlich ist es nicht neu, ein elektrisches Feld

in einem Elektrolyten nachzubilden, wie es z. B. im Rahmen der Modelltechnik bei der Hochspannungsmeßtechnik erfolgt oder für einen Modellversuch zum Bestimmen der Gradienten eines inhomogenen Feldes in der US-Patentschrift 2612627 beschrieben ist, bei

dem jedoch nur eine einzige Spannung für nur ein Elektrodenpaar aus rechtwinkligen Metallstücken verwendet wird. Elektrolytische Energie- und Signalübertragung ist auch auf anderen Gebieten der Elektrotechnik angewandt bzw. beschrieben worden, so im

Zusammenhang mit dem Antrieb bestimmter Typen von Kreiselkompassen bzw. in der deutschen Offenlegungsschrift 1566835.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung rufen die den kartesischen Koordinaten proportionalen Spannun-

gen des zu reproduzierenden Vektors im Elektrolyten ein homogenes elektrisches Wechselfeld hervor, dessen resultierender Vektor nach Betrag und Richtung von der Größe der angelegten Spannungen abhängt und somit den ursprünglichen Vektor reproduziert.

Bei Verwendung eines speziellen Elektrolyten ist auch eine Reproduzierung eines Gleichfeldes möglich. Es wird eine Vielzahl einzelner Elektroden beispielsweise runden Querschnitts, deren Stirnflächen klein gegen die Abmessungen des Gefäßes sind, in einer

Gruppe außerhalb des Elektrolyten galvanisch zusammengefaßt, wobei die Elektroden einer Gruppe in den Elektrolyten geradlinig hineinragen und die Gruppen zueinander rechtwinklig angeordnet sind und im Falle kartesischer Koordinaten ein Quadrat bilden. Zwei gegenüberliegende Gruppen stellen ein Paar dar, so daß bei Einspeisung der beiden den kartesischen Koordinaten proportionalen Spannungen in je ein Paar, von Verzerrungen im Nahfeld abgesehen, ein praktisch homogenes elektrisches Feld entsteht.

Ein Ausmessen von Potentialen in diesem Feld ist in an sich bekannter Weise möglich mit Sensoren in Form von beispielsweise metallischen Elektroden. Die hier vorliegende Aufgabe, nämlich die Transponierung der kartesischen Koordinaten des Vektors des elektrischen Feldes in ein transponiertes, kartesisches oder schiefwinkliges Koordinatensystem beliebiger Orientierung, wi/d nun erfindungsgemäß durch das im Elektrolyten in der Ebene des Vektors befindliche Abnahmesystem aus mindestens drei elektrisch voneinander isolierten Sensoren vorgenommen. Das Abnahmesystem ist mit einem nicht metallischen Träger vorzugsweise kreisförmigen Querschnitts als bauliche Einheit verbunden und mit einer Achse drehbar im Gefäß mittig spitzengelagert, so daß eins Feldverzerrung durch die Achse nicht gegeben ist, da sie in einer Ebene gleichen Potentials liegt.

Die Art der Transponierung ist abhängig von der jeweiligen Anordnung der Sensoren und der Grien'ierungdes Abnahmesystems. Die Orientierung des Abnahmesystems erfolgt über die Achse der Einheit aus Träger und Sensoren, indem nämlich das durch die Sensoren aufgespannte Koordinatensystem durch eine Drehung der Achse um einen gewünschten Winkel geg?n das durch die Elektrodenpaare aufgespannte kartesische Koordinatensystem verschoben wird.

Die Einheit aus Abnahmesystem und Träger befindet sich im Elektrolyten und ist so dimensioniert, daß

sie zur Verminderung von Lagerreibung einen Auftrieb aufweist.

Bei Verwendung von drei Sensoren, die als Eckpunkte eines gleichschenkligen Dreiecks auf dem Träger angeordnet sind, ist eine Darstellung der transponierten Komponenten des reproduzierten Vektors gemäß der Lage des Abnahmesystems durch die Potentialunterschiede zwischen dem Sensor im Scheitelpunkt des Winkels, der von den beiden Schenkeln eingeschlossen ist, und dem jeweiligen Sensor an einem der beiden anderen Eckpunkte des Dreiecks gegeben. Beträgt der Winkel zwischen den beiden Schenkeln 90°, so ergibt sich eine kartesische Komponententransponierung gemäß der Orientierung des Abnahmesystems zu den Elektrodenpaaren. Ist der Winkel ungleich 90°, se erfolgt eine schiefwinklige Komponententransponierung.

Bei Verwendung eines Abnahmesystems von vier Sensoren, die als Eckpunkte ein Rechteck aufspannen, dessen Mittelpunkt in der Achse des Trägers liegt, werden die transponierten Komponenten des reproduzierten Vektors gemäß der Lage des Rechtecks zu den Elektrodenpaaren an den jeweils diagonal gegenüberliegenden Sensoren als Potentialunterschiede abgenommen. Im Spezialfall einer quadratischen Anordnung der Sensoren handelt es sich um eine kartesische Komponententransponierung.

Um Feldverzerrungen auf Grund der Sensoren zu vermeiden, sind diese entweder als metallische Punkte in der Ebene des reproduzierten Vektors an einem Träger gleicher spezifischer Leitfähigkeit wie der Elektrolyt befestigt, oder sie durchstoßen die Ebene in Form von dünnen metallischen Stäben. Versuche zeigten, daß die dadurch entstehenden Feldverzerrungen vernachlässigbar klein sind.

Die Potentialunterschiede an den zugeordneten Sensoren brauchen als Spannungen nicht über Schleifkontakte ausgekoppelt zu werden, sondern werden in einer Weiterbildung der Erfindung elektrolytisch über Auskoppelanordnungen übertragen. Eine Auskoppelanordnung besteht jeweils aus einem ringförmigen und einem zugeordneten flächenförmigen oder aus zwei einander zugeordneten ringförmigen metallischen Auskoppelelementen, zwischen denen sich ein Elektrolyt befindet. Zweckmäßig werden die ringförmigen Auskoppelelemente an der Achse befestigt und galvanisch mit je einem Sensor verbunden. Das zugeordnete Auskoppelelement ist mit dem die Elektrodenpaare aufnehmenden Gefäß fest verbunden. Zur Konstruktionsvereinfachung ist e? günstig, insgesamt nur einen Elektrolyten zu verwenden, wobei eine unerwünschte Kopplung über den Elektrolyten von einer Auskoppelanordnung zur benachbarten und zu den Sensoren durch räumlich geschickte Anordnung vermieden ist, indem nämlich der Abstand der Auskoppelelemente einer Auskoppelanordnung durch den Elektrolyten klein ist gegen Abstände der benachbarten Auskoppelanordnungen untereinander und zu den Sensoren. Eine Symmetrierung der gesamten Vorrichtung ist erreichbar, indem symmetrisch zur Ebene, in der der reproduzierte Vektor liegt, je zwei Auskoppelanordnungen benachbart befestigt werden. Der elektrolytische Weg der einen Auskoppelanordnung zur benachbarten ist wieder sehr viel größer gewählt, als der durch den Elektrolyten von einem Auskoppelelement zu seinem zugeordneten Auskoppelelement.

Die an sich bekannte elektrolytische Übertragung eines Potentials bringt hier den Vorteil, daß die Auskopplung so erfolgt, daß eine große Reibung wie bei einer Abnahme durch Schleifkontakte vermieden ist. Da außerdem der Träger mit seinem Abnahmesystem im Elektrolyten bei einsprechender Dimensionierung einen Auftrieb erfährt, ist die Lagerreibung ebenfalls klein.

Ist das Gefäß mit seinen Elektrodenpaaren beispielsweise gegen eine Bezugsrichtung zum erdmagnetischen Nordpol verdrehbar und eine Zerlegung des reproduzierten Vektors in Komponenten gegen diese Richtung und unter einem Winkel dazu erwünscht, so erfolgt die Komponententransponierung dadurch, daß der Träger mit dem Abnahmesystem mit

•5 einem Stabmagneten winkelstarr verbunden ist und somit das durch die Sensoren aufgespannte Koordinatensystem stets in einer Achse zum erdmagnetischen Nordpol ausgerichtet ist, unabhängig von der Stellung der Elektrodenpaare bezüglich dieser Richtung.

Außer den Vorteilen der Breitbandigkeit, Reproduktion von Gleich- und Wechselfeldern, und der geringen Reibung gegenüber Vorrichtungen nach dem Stande der Technik liegt ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den letztgenannten

^J5 Anwendungsfall noch darin, daß der auszumessende Vektor des elektrischen Feldes im Elektrolyten nicht durch das Magnetfeld des beweglichen, beliebig im oder außerhalb des Elektrolyten anzuordnenden Stabmagneten beeinflußt werden kann, während bei den erwähnten Vorrichtungen nach dem Stande der Technik der reproduzierte Vektor in Form der magnetischen Induktion durch das Magnetfeld eines kräftigen permanenten Stabmagneten gestört werden kann, der an Stelle einer schwachen Kompaßnadel zu verwenden ist, da erhebliche Massen auf Grund einer Abweichung zwischen dem Vektor des Erdmagnetfeldes und der momentanen Ausrichtung des Stabmagneten bewegt werden sollen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine kartesische Koordinatentransponierung im Schnitt mit einem Abnahmesystem aus vier Sensoren,

Fig. 2 einen Schnitt I-I nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Abnahmesystem aus vier Sensoren,
Fig. 4 ein Abnahmesystem aus drei Sensoren, angeordnet in Form eines gleichschenkligen Dreiecks Fig. S ein Abnahmesystem aus drei Sensoren füi eine schiefwinklige Koordinatentransponierung,

Fig. 6 eine weitere Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt für beispielsweise drei Sensoren,

Fig. 7 einen Schnitt VI-VI nach Fig. 6.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reproduzieren eines beliebigen, zweidimensionalen Vektors, dessen kartesische Komponenten durch Spannungen 1 und 2 (vgl Schnitt I-I gemäß Fig. 2) repräsentiert sind, und zurr Transponierender kartesischen Komponenten des re produzierten Vektors in ein beliebiges kartesische! Koordinatensystem. In je einer Wand eines mit einen Elektrolyten 3 gefüllten Gefäßes 4, das hier einei quadratischen Querschnitt aufweist, sind in geradei Linie auf gleicher Höhe Elektroden S befestigt, di< in den Elektrolyten 3 gleichweit hineinragen. Außer halb des Elektrolyten sind die Elektroden 5 jeweil

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längs einer Wand in Gruppen 5.1.1, 5.1.2, 5.2.1, 5.2.2 galvanisch miteinander verbunden. Zwei einander gegenüberliegende Gruppen 5.1.1/5.1.2 bzw. 5.2.1 5.2.2 bilden je ein Paar, an das die Spannung 1 bzw. die Spannung 2 gelegt wird. Im Elektrolyten 3 bildet sich ein elektrisches Feld aus, dessen resultierender Vektor 6 eine Reproduktion des ursprünglichen Vektors ist.

Im Elektrolyten 3 befindet sich eine drehbare, spitzengelagerte, bauliche Einheit 7, bestehend aus einem Abnahmesystern 8 aus vier Sensoren 8.1,8.2,8.3,8.4, einem Träger 9 mit kreisförmigem Querschnitt, einer Auskoppelanordnung 10 mit ringförmigen Auskoppelelementen 10.1.1 bis 10.1.4, die jeweils galvanisch mit den Sensoren 8.1 bis 8.4 verbunden sind, und zu- '5 geordneten Auskoppelelemcnten 10.2.1 bis 10.2.4 zum elektrolytischen Auskoppeln von Potentialunterschieden im elektrischen Feld zwischen den Sensoren 8.1 und 8.2 einerseits und zwischen den Sensoren 8.3 und 8.4 andererseits. Die beiden Potentialunterschiede sind Spannungen 11 und 12. die je nach Lage des Abnahmesystems 8 zwei transponierten Komponenten 6.1 und 6.2 des Vektors 6 proportional sind.

Der Innenraum des Gefäßes 4 weist in Höhe des Trägers 9 mit seinen stabförmigen Sensoren 8 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Zwischenraum zwischen der Wandung des Gefäßes 4 und dem Träger 9 ist ebenso klein wie der Weg durch den Elektrolyten 3 von einem Auskoppelelement 10.1.1 zu seinem zugeordneten Auskoppelelement 10.2.1 gewählt.

Eine Orientierung des Abnahmesystems 8 nach dem erdmagnetischen Nordpol, ist durch einen Stnbmagneten 13 erreicht, der parallel zu einer Verbindungslinie zwischen zwei diagonal gegenüberliegenden Sensoren, im gezeichneten Beispiel parallel zu den beiden Sensoren 8.1 und 8.2, angeordnet und mit dem Träger 9 verbunden ist, so daß eine Zerlegung des Vektors 6 in transponierte Komponenten 6.1, 6.2, bezogen auf die Richtung zum erdmagnetischen Nordpol durch das Abnahmesystem 8 möglich ist. Die Spannungen 11 und 12 entsprechen dann den transponierten Komponenten 6.1, 6.2 des reproduzierten Vektors 6.

Bei einer symmetrischen Einspeisung der Spannungen 1 und 2, z. B. zu einem gemeinsamen Nulipotential, befindet sich die Achse der baulichen Einheit 7 in einer Potentialebene mit Nullpotential. Bei einer Anordnung der vier Sensoren 8.1 und 8.4 gemäß Fig. 1 sind dann die abzunehmenden Spannungen 11 und 12 ebenfalls symmetrisch zum Nullpotential. Diese Symmetrie hat für eine schaltungstechnische Auswertung der Spannungen 11 und 12 den Vorteil, daß lageabhängige ungewollte Verschiebungen und Verkantungen infolge Lagerspiels sich nicht auswirken, wenn in üblicher Weise durch Summen- und Differenzschaltungen für die Spannungen 11 und 12 der Vektor 6 als eine vektorielle Größe wieder aus seinen Komponenten 6.1, 6.2 zurückgewonnen wird.

In Fig. 3 ist ein Abnahmesystem 8 mit vier Sensoren 8.1 bis 8.4 dargestellt, das ein schiefwinkliges Koordinatensystem aufspannt. Die Spannungen 11 und entsprechen dann transponierten schiefwinkligen Komponenten 6.1, 6.2 des Vektors'6.

Konstruktive Details zum Erstellen einer Vorrichtung nach dieser Erfindung sind ingenieuismäßigei Art und nicht mehr Gegenstand dieser Erfindung.

Fig. 4 zeigt ein Abnahmesystem 8 in Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit nur drei Sensoren 8.5, 8.6. 8.7. Hier werden die Potentialunterschiede zwischen den Sensoren 8.5 und 8.6 als Spannung 11 und zwischen den Sensoren 8.5 und 8.7 als Spannung 12 ausgekoppelt, die kartesischen Komponenten entsprechen, wenn der Winkel α zwischen den Schenkeln 90° beträgt. Um eine Transponierung der Komponenten mit Bezug zum erdmagnetischen Nordpol durchzuführen, muß der Stabmagnet 13 parallel zu einem der Schenkel des Dreiecks angeordnet sein. Eine Weiterführung der Anordnung von Sensoren nach Fig. 4 führt auf eine solche nach Fig. 5, bei der eine schiefwinklige Koordinatentransponierung gegeben ist, weil der Winkel α kein rechter mehr ist.

In den beiden Abnahmesystemen mit drei Sensoren kann der Sensor 8.5 durch eine metallische Achse der baulichen Einheit 7 ersetzt sein. Ein Verzicht auf diesen Sensor 8.5 ist möglich, wenn die Spannungen 1 und 2 symmetrisch zum Nullpotential eingespeist werden, da dann die Potentiale an den Sensoren 8.6 und 8.7 außerhalb der Vorrichtung in einer elektrischen Auswerteschaltung auf Nullpotential bezogen werden können, so daß in diesem Spczialfall nur zwei Sensoren zur Transponierung notwendig sind.

Fig. 6 zeigt eine konstruktive Lösung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die z. B. dann von Vorteil ist, wenn gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 oder Fig. 5 der Sensor 8.5 mit der Achse der baulichen Einheit 7 zusammenfällt und die Spannungen 1 und 2 nullsymmetrisch eingespeist sind. Der Träger 9, der beispielsweise die drei Sensoren 8.5, 8.6, 8.7 gemäß Fig. 4 oder F ig. 5 aufnimmt und mit dem parallel zu der Verbindungslinie zwischen den Sensoren 8.5 und 8.6 ausgerichteten Stabmagneten 13 verbunden ist. ist in einer Wand des Gefäßes 4 über den Sensor 8.5 als Achse 14 mittig spitzengelagert und drehbar. Eine weitere, fest mit dem Gehäuse verbundene Achse 15 bildet in einer Bohrung im Träger 9 das Gegenlager. In die Bohrung sind Auskoppelelemente 10.1.5 bis 10.1.7 eingelassen, die galvanisch mit den Sensoren 8.5 bis 8.7 verbunden sind. Ihre zugeordneten Auskoppelelemente 10.2.5 bis 10.2.7 sind auf der Achse 15 befestigt, wobei die einander zugeordneten Auskoppelelemente 10.1.5,10.2.5 symmetrisch in dei Mitte zu den beiden benachbarten Auskoppelanordnungen angeordnet sind. Die Auskoppelanordnungen 10 sind in der Bohrung vom gleichen Elektrolyten 3 umgeben wie die Sensoren 8.5 bis 8.7. Die über den Elektrolyten 3 ausgekoppelten Potentiale an den drei Sensoren werden als Spannungen 11 und 12 an den Auskoppelelementen 10.2.5 und 10.2.6 einerseits und an den Auskoppelelementen 10.2.5 und 10.2.7 andererseits, nämlich auf das Nullpotential bezogen, abgenommen. Der Vorteil liegt bei dieser speziellen Vorrichtung darin, daß eine unerwünschte Kopplung zwischen den Auskoppelelementen 10.1.6/10.2.6 und den Auskoppelelementen 10.1.7/10.2.7 durch das symmetrisch dazwischenliegende Nullpotential gedämpft wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Nachbilden eines Vektors aus Spannungen, die Komponenten eines zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystems proportional sind, und seiner transponierten Komponenten in einem gedrehten Koordinatensystem mit einer beliebig vorgebbaren winkelmäßigen Orientierung in der Ebene des kartesischen Koordinatensystems, gekennzeichnet durch ein mit einem Elektrolyten (3) gefülltes Gefäß (4) aus elektrisch nicht leitendem Material mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Paaren (5.1,5.2) »on Gruppen (5.1.1,5.1.2,5.2.1,5.2.2) aus einander benachbarten stabförmigen Elektroden (5), die außerhalb des Elektrolyten (3) galvanisch miteinander verbunden und im Elektrolyten (3) die Ebene bilden, wobei eine Fluchtlinie längs der dem Elektrolyten (3) zugewandten Stirnflächen der Elektroden (5) je eines Paares (5.1 bzw. 5.2) zueinander parallel ausgerichtet sind und eine Fläche in der Ebene abgrenzen, mit Einspeisung von den kartesischen Komponenten proportionalen Spannungen (1.2) in je eines der Paare (5.1 bzw. 5.2), durch ein relativ zum Gefäß (4) in der Ebene im Elektrolyten (3) drehbares Abnahmesystem (8) mit mehreren galvanisch nicht miteinander verbundenen Sensoren (8.1,8.2,8.3...), die auf Achsen eines dem Abnehmesystem (8) vorgegebenen Koordinatensystems angeordnet sind und durch eine Auskoppelanordnung (10) zur Abnahme von Spannungen (11,12), die den transponierten Komponenten (6.1,6.2) proportional sind, als Potentialunterschiede zwischen Sensoren des Abnahmesystems (8), die jeweils auf einer Achse des Koordinatensystems des Abnahmesystems (8) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmesystem (8) eine bauliche Einheit (7) mit einem nichtmetallischen Träger (9) bildet, die im Mittelpunkt der Fläche, durch Spitzenlagerung senkrecht zur Ebene und zum Träger (9) zentriert drehbar angeordnet ist und vorzugsweise im Elektrolyten (3) einen Auftrieb aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (9) eine in der Ebene liegende Platte aus einem Material mit gleicher spezifischer elektrischer Leitfähigkeit wie der Elektrolyt ist, auf der die Sensoren (8.1, 8.2, 8.3...) als metallische Punkte aufgebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (9) eine außerhalb der Ebene liegende, nichtmetallische Platte ist, von der aus die Sensoren (8.1,8.2,8.3...) als metallische Stäbe parallel zur Achse die Ebene durchstoßen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmesystem (8) drei Sensoren (8.5, 8.6, 8.7), aufweist, von denen je einer an den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet ist, wobei der Scheitelpunkt des Winkels zwischen den beiden Schenkeln im Mittelpunkt der Fläche liegt und der Ursprung des Koordinatensystems des Abnahmesystems ist und die Schenkel des Winkels die Achsen des Koordinatensystems sind, und wobei die Potentialunterschiede jeweils zum Potential des Sensors (8.5) im Scheitelpunkt abnehmbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmesystem (8) vier Sensoren (8.1, 8.2, 8.3, 8.4) aufweist, von denen je einer an den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet ist, dessen Mittelpunkt im Mittelpunkt der Fläche liegt und der Ursprung des Koordinatensystems des Abnahmesystems ist und die Diagonalen des Rechtecks die Achsen des Koordinatensystems sind, und wobei die Potentialunterschiede jeweils zwischen zwei einander diagonal gegenüberliegenden Sensoren (8.1, 8.2 bzw. 8.3, 8.4) liegen.

»5

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppelanordnung (10) aus Auskoppelelementen (10.1.1,10.2.1) besteht, von denen zwei einander zugeordnet sind, wobei jeweils eines der Auskoppelelemente (10.1.1,

^ao 10.2.1) ringförmig an der Einheit (7) befestigt und galvanisch mit einem der Sensoren (8.1) verbunden ist, während das zugeordnete Auskoppelelement (10.2.1) mit dem Gefäß (4) verbunden ist, und daß zwischen den einander zugeordneten

»5 Auskoppelelementen (10.1.1, 10.2.1) ein Elektrolyt als Kopplungsmedium vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung nur eines Elektrolyten (3) als gemeinsame Füllung für das

Gefäß (4), in dem sich die Sensoren (8.1, 8.2, 8.3...) und Auskoppelanordnung (10) befinden, die beiden einander zugeordneten Auskoppelelemente (10.1.1,10.2.1) einen Abstand zueinander aufweisen, der klein ist gegen Weglängen im Elektrolyten (3) zu den anderen Auskoppelelementcn (10.1.2, 10.2.2) und zu den Sensoren (8.1, 8.2, 8.3).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch bezüglich der Ebene symmetrische An-

Ordnung der Auskoppelanordnung (10) für je zwei einander zugeordneten Sensoren (8.1, 8.2 bzw. 8.3, S.4 oder 8.5, 8.6 bzw. 8.5, 8.7).

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Orientierung bezüglich ^es magnetischen Erdfeldes durch einen mit dem Träger (9) winkelstarr verbundenen Stabmagneten (13) mit seiner Längsachse parallel zur Ebene und einer Verbindungslinie zwischen zwei einander zugeordneten Sensoren (8.1, 8.2 bzw. 8.5, 8.6) vorgegeben ist.