DE2208109C3 - Beschleunigungsmesser - Google Patents
BeschleunigungsmesserInfo
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- DE2208109C3 DE2208109C3 DE19722208109 DE2208109A DE2208109C3 DE 2208109 C3 DE2208109 C3 DE 2208109C3 DE 19722208109 DE19722208109 DE 19722208109 DE 2208109 A DE2208109 A DE 2208109A DE 2208109 C3 DE2208109 C3 DE 2208109C3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring 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
- G01P15/13—Measuring 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
- G01P15/132—Measuring 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
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- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bcsehlciinl·
gungsmcsscr der im Oberbegriff des Hauptanspruchs
angegebenen Gattung.
Derartige Beschleunigungsmesser sind bekannt (US-PS 3 513711). Bei diesen Geräten ist das Ausgangssignal
jedoch häufig nicht linear, und zwar wegen der sich ändernden mechanischen und magnetischen
Eigenschaften der Magnete und der zugehörigen Polstücke sowie Spulen. Weiterhin ist keine Vorsorge dafür
getroffen, daß man die Maßstabbeiwerte drr Beschleunigungsmesser einstellen kann, und daß vorübergehende
Wechsel der Maßstabbeiwerte aufgrund von Änderungen der äußeren Bedingungen kompensiert
werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einen Beschleunigungsmesser
der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art zu vermitteln, welcher so eingestellt werden kann, daß das Ausgangssignal der
jeweiligen Beschleunigung linear proportional ist, bei dem ferner der Maßstabbeiwert einstellbar ist und
vorübergehende Änderungen des Maßstabbeiwertes kompensiert werden können.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Beschleunigungsmessers sind in den restlichen
Ansprüchen gekennzeichnet.
Nachstehend ist eine Ausführungsfurm des Beschleunigungsmessers
nach der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt,
Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
und
Fig. 3 die elektrische Schaltung des Beschleunigungsmessers
nach Fig. 1 und 2.
Der Beschleunigungsmesser 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in welchem ein Paar äußerer Polstücke 14 und
16 sowie ein Paar innerer Polstückc 18 und 20 angeordnet sind. Die Polstückc· sind rund und jeweils
topfförmig ausgebildet, d. h. im Längsschnitt etwa U-förmig.
Zwei Magnete 22 und 24 sind jeweils /wischen einem inneren Polstück 18 bzw. 20 und dem benachbarten
äußeren Polstück 14 bzw 16 vorgesehen. Von jedem Magneten 22 bzw. 24 geht ein magnetischer Fluß
aus, der im zugehörigen äußeren Polstück 14 h/w. 16
verläuft, einen I.ulupalt /wischen dem äußeren Polstück
14b/w. 16 und dem benachbarten inneren Polstück 18bzw. 20durchset/t und indas jeweilige innere
Polstück 18 bzw. 2(> eintritt
Weiterhin ist ein Pendel 26 vorgesehen, welches im Gehäuse 12 befestigt ist und ein Biegegelenk 28
aufweist, welches von einer Einschnürung gebildet ist uiiu eine Bewegung des Pendels 26 zwischen den inneren
l'olstücken 18 und 20 bei einer Beschleunigung ermöglicht, und zwar in Richtung des in Fig. I eingezeichneten
Doppelpfeiles
An dem in [ig I oberen Ende des Pendels 26 ist
ein Spulenkörper 30 vorgesehen, welcher sich mit dem
Pendel 26 bewegt und die inncien Polstücke 18 und 20 umfaßt In dem ilen Kopf des Pendels 26 bildenden
Spulenkörper 30 ist eine Sckundiirspule 32 angcordnet,
welche sich mil dem Pendel 26 bezüglich zweier stationärer Primärspulcii 34 und 36 bewegt, welche
im inneren Polstück 18 bz.w. 20 angebracht sind. Zwei
Rückführspulcn 38 und 40 sind mil einer konlinuierlichcn
Wicklung um den Spulenkörper 30 hcriimgclcgt und dienen dazu, den Spulenkörper 30 und somit das
Pendel 26 auf die nachstehende Art und Weise in die
Ncutralstclhing zurückzustellen.
Die Primärspulen 34 und 36 werden mit Wechselstrom beaufschlagt, so daß bei Bewegung der Sekundärspule
32 zwischen den Primärspulen 34 und 36 aufgrund einer Beschleunigung in der Sekundärspule
32 eine Spannung induziert wird. Der sich ergebende Strom wird den Rückführspulen 38 und 40 über eine
unten detailliert geschilderte Servoschleife aufgegeben. Dieser Strom ist der Beschleunigung proportional.
Richtung und Größe des sich ergebenden, von den Riickführspulen 38 und 40 erzeugten magnetischen
Flusses sind derart, daß im Zusammenwirken mit dem magnetischen Fluß der Magnete 22 und 24
das Pendel 26 in die NeuUalstellung rückgestellt wird.
Zwei zusätzliche Kompensationsspulen 42 und 44 sind um den Magneten 22 bzw. 24 gelegt. Die Kompensationsspulen
42 und 44 sind in der erwähnten Servoschieife mit den Rückführspulen 38 und 40 in
Reihe geschaltet, um die Größe des von den Magneten 22 und 24 herrührenden magnetischen Flusses zu regeln
Mit dieser Regelung kann also jegliche Linearitätsabweichung des Ausgangssignals korrigiert werden,
die eine Folge veränderlicher mechanischer und magnetischer Eigenschaften der Magnete, Polstücke
und Spulen ist, wobei bewirkt wird, daß der von einem Magneten erzeugte Fluß von dem vom anderen Magneten
hervorgebrachten Fluß verschieden ist.
Die elektrische Schaltung des Beschleunigungsmessers 10 ist in Fig. 3 wiedergegeben. Sie weist eine
Wechselstromquelle 50 auf, welche mit den Primärspulen 34 und 36 in Reihe liegt, verbunden über Leiter
52, 54 und 56. Die Sekundärspule 32 ist über einen Verstärker 60 mit den Rückführspulen 38 und 40 verbunden,
und zwar durch Leiter 62, 64, 66 und 68.
Die Kompensationsspule 42 liegt in Reihe mit den Rückführspulen 38 und 40. Die Strommenge, mit
welcher die Kompensationsspule 42 beaufschlagt wird, wird über einen Shunt-Widerstand 70 geregelt,
der parallel zur Kompensationsspule 42 liegt. Zwischen dem Verstärker 60 und dem Kompensationsteil
ist ein Meß- und Anzeigegerät 72 parallel zu einem Widerstand 74 vorgesehen, welches den in der Schal
tung fließenden, zur jeweiligen Beschleunigung proportionalen
Strom angibt.
Durch einfache Einstellung des Shunt-Widerstandes 70 kann also die der Kompensationsspule 42 aufgegebene
Strommenge reguliert werden, somit auch die Stärke des magnetischen Flusses im Luftspalt zwischen
den Polstücken 14 und 18, um Lineantatsabweichungen des Ausgangssignals zu korrigieren, verursacht
durch Variationen der magnetischen Eigenschäften des Magneten 22, der Polstücke 14 und 18
und der Primärspule 34.
Die Kompensationsspule 44 kann im selben Kreis anstatt der Spule 42 angeordnet sein, wie durch die
gestrichelte Linie in Fig. 3 angedeutet, wenn der magnetische Fluß im Luftspalt zwischen den Polstücken
16 und 20 auf die beschriebene Art und Weise reguliert werden soll.
Die Kompensationsspulen 42 und 44 können zusätzlich dazu verwendet werden, den Arbeitspunkt des
zugehörigen Magneten 22 bzw. 24 einzustellen, indem
durch die jeweilige Spule ein großei Gleichstrom von einer äußeren Quelle her hindurchgeleitei wird.
Auf diese Weise kann der Fluß in den Luftsfalten bis zur Sättigung erhöht werden, ohne daß irgendwelehe
anderen Einrichtungen verwendet werden müßten. Da die Größe des zur Einstellung des Flusses über
die Kompensationsspule 42 oder 44 erforderlichen Stromes um das Vier- bis Fünffache höher als diejenige
des zur Kompensation von Lineantätsfehlern nötigen
Stromes ist, verändert die beschriebene Linearitätskompensation die Größe des Flusses im Luftspalt
nicht dauernd.
Da die elektrischen Ströme sehr genau einstellbar sind, und weil die große Nähe der Kompensationsspulen
42, 44 eine hochempfindliche Wirkung auf die Größe des Flusses sicherstellt, kann der Fluß im Luftspalt
sehr genau eingestellt werden. Der Maßstahbeiwert des Beschleunigungsmessers, welcher diesem
Fluß direkt proportional ist, kann deshalb sehr genau, d. h innerhalb sehr enger Grenzen, eingestellt werden.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Beschleunigungsmesser zur Ermittlung von Beschleunigungen entlang einer geraden Bezugsachse
und Abgabe eines entsprechenden elektrischen Signals, mit
a) einem Pendel, welches entlang der Bezugsachse beweglich ist,
b) einem induktiven Positionsgeber für das in Pendel mit mindestens einer mit Wechselstrom
beaufschlagbaren, an einem feststehenden Magneten vorgesehenen Primärspule und einer Sekundärspule am Pendel, in welcher
bei einer Bewegung des Pendels eine Spannung induziert wird, und
c) mindestens einem elektromagnetischen Drehmomenterzeuger zur Rückstellung des
Pendels in die Neutralstellung, welcher mit dem vom Positionsgeber abgeleiteten, elektrischen
Signal beaufschlagbar und von dem feststehenden Magneten sowie einer Rückführspule
am Pendel gebildet ist, welche über einen Verstärker an die Sekundärspule des Positionsgebers angeschlossen ist; 2s
gekennzeichnet durch
d) eine Kompensationsspule (42; 44) zur Einstellung der Größe des vom feststehenden
Magneten (14,18, 22; 16 20, 24) erzeugten, magnetischen Flusses, welche den Magneten
(14, 18, -12; 16, 20, 24) umschließt und mit der Rückführspule (38; O) am Pendel (26,
30) in Reihe geschaltet ist, und
e) einen Shunt-Widerstand ("9), welcher zur Kompensationsspule (42; 44) parallel ge- j<;
schaltet und zur Einstellung des Stromes für die Kompensationsspule (42; 44) veränderlich
ist.
2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensatic isspule
(42; 44) zur Einstellung des Arbeitspunktes des feststehenden Magneten (14. 18, 22; 16, 20,
24) und somit der Empfindlichkeit des Beschleunigungsmessers an eine äußere Stromquelle anschließbar
ist 4>
3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1 oder 2 mit zwei elektromagnetischen Drehmomenter/eugern
/ur Rückstellung des Pendels in die Neutralstellung, deren beide feststehende Magnete
einen Spalt bilden, in welchem der Kopf des
Pendels fluchtend angeordnet ist, welcher die beiden in Reihe geschalteten Rückfuhrspulen trägt,
dadurch gekennzeichnet, daß niindc tens ein feststehender
Magnet (14. 18, 22 b/w. 16, 20. 24) mit einer Kompensalionsspulc (42 bzw. 44) verse- -,-,
hen ist
4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch '.
wobei beule feststehenden Magnete jeweils mit einer Kompensationsspule versehen sind, dadurch
gckcniueiüiiicl, daß die beiden Kompensation*- &o
spulen (42 und 44) parallel geschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722208109 DE2208109C3 (de) | 1972-02-21 | 1972-02-21 | Beschleunigungsmesser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722208109 DE2208109C3 (de) | 1972-02-21 | 1972-02-21 | Beschleunigungsmesser |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2208109A1 DE2208109A1 (de) | 1973-08-30 |
DE2208109B2 DE2208109B2 (de) | 1979-09-13 |
DE2208109C3 true DE2208109C3 (de) | 1980-07-10 |
Family
ID=5836616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722208109 Expired DE2208109C3 (de) | 1972-02-21 | 1972-02-21 | Beschleunigungsmesser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2208109C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2158243B (en) * | 1984-05-05 | 1986-10-22 | Ferranti Plc | Accelerometer system |
-
1972
- 1972-02-21 DE DE19722208109 patent/DE2208109C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2208109A1 (de) | 1973-08-30 |
DE2208109B2 (de) | 1979-09-13 |
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Legal Events
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