DE2435958C3 - Geschwindigkeits-Messwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Geschwindigkeits-Meßwandler nach dem Oberbegriff des Patentan-

J5 spruchs 1.

Geschwindigkeits-Meßwandler dieser Gattung sind bereits bekannt (US-PS 36 82 003). Es wurde gefunden, daß bei einem solchen Geschwindigkeits-Meßwandler Meßfehler auftreten können, die weitgehend darauf

•»o zurückzuführen sind, daß Sättigungserscheinungen im Ausgang aus dem Integrator auftreten. Diese können auf verschiedene Ursachen, insbesondere kleine Nullpunktsabweichungen, zurückzuführen sein. Vor allem bei Instrumenten, deren Mediummasse aus einer Flüssigkeit besteht, treten erfahrungsgemäß Fehler beim Auftreten thermischer Gradienten in der Mediummasse auf. Daraus ergibt sich eine Veränderung der Dichte der Mediummasse, was dazu führt, daß innerhalb der Mediummasse, wenn sie einer Beschleunigung

*» ausgesetzt wird, thermische Ströme fließen. Innere Kräfte aus den thermisch induzierten Strömen bewirken eine Bewegung innerer beweglicher Teile und lassen ein Ausgangssignal entstehen, auch wenn die normale Anregung am Eingang nicht vorhanden ist. Äußere magnetische Felder können gleichfalls die innere Beschaffenheit eines Geschwindigkeits-Meßwandiers beeinflussen, indem sie ein Ausgangssignal bei Abwesenheit der normalen Anregung am Eingang hervorrufen. Bei Einwirkung von Stoß und Vibration kann eine

w> Bewegung beweglicher Teile in einer bevorzugten Richtung, normalerweise als Rektifikation bezeichnet, auftreten, wenn nicht das bewegliche Teil beim Auftreten solcher Einwirkungen wirksam gegenüber dem das Instrument haltenden Grundkörper isoliert ist.

^M Weitere Fehler können bei einem Winkelfühlgerät auftreten, wenn das bewegliche Teil nicht vollkommen um die Dreh- oder Schwenkachse ausbalanciert ist. In ihrer Summierung sind diese Fehler im allgemeinen

großer als der zulässige Systemfehler.

Es ist ferner bekannt, bei Analog-Integratoren (Archiv für Technisches Messen (ATM), Blatt Z 6343-7, vom Mai 1973, Seiten 97 bis 100, Bild 2b) durch Anordnung eines Schalters parallel zum Integrationskondensator eines Operationsverstärkers Anfangsbedingungen festzulegen, welche eine Nullstellung definieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geschwindigkeits-Meßwandlcr der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem eine Sättigung und Übersteuerung unter allen Betriebsbedingungen einschließlich des Einschaltens vermieden wird, und der geeignet ist, eine netzsynchrone, geschwindigkeitsproportionale Wechselspannung abzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine Möglichkeit zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung eines solchen Geschwindigkeits-Meßwandlers ist in dem Patentanspruch 2 angegeben.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Blockschaltung,

Fig.2 eine perspektivische Darstellung .!er Geschwindigkeits-Meßwandler-Einheit,

F i g. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig.4 ist eine Schnittdarstellung mit Blickrichtung auf die Ebene 4-4 von F i g. 3,

F i g. 5 ist eine Schnittansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 5-5 von F i g. 3,

F i g. 6 die erfindungsgemäße Schaltung,

F i g. 7 zeigt ein Stromdiagramm der Eigenprüfschaltung.

Die in den Fig.2—5 dargestellten Einzelheiten bilden keinen Teil der Erfindung; sie dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses der Wirkungsweise.

Das Blockschema nach F i g. 1 zeigt einen Geschwindigkeits-Meßwandler mit einem Beschleunigungsmeßteil 11. Eine Geschwindigkeitsbaugruppe 12 erhält das Ausgangssignal aus dem Beschleunigungsmeßteil 11 und bildet ein die Geschwindigkeit darstellendes Signal, das einem Glerhstrom-Wechselstrom-Signalwandler 13 zugeführt wird. Die Geschwindigkeitsbaugruppe 12 weist einen automatischen Nullstellungskreis 14 auf, der in einer Rückkopplungsschleife um sie herum geführt ist, ferner eine automatische Nullstellungsschaltung IS, die in einer zweiten parallelen Rückkopplungsschleife um sie herum gsführt iat Ein Wechselst.-om-Gleichstrom-Leistungswar.dler 16 ist mit einem Zeitgeber 17 verbunden, der bei dieser Ausführungsform ein Zweisekunden-Ausgangssignal liefert. Eine Überwachungsschaltung 18 überwacht din Ausgang der Geschwindigkeitsbaugruppe 12 und liefert ein Ausgangssignal an den Zeitgeber 17, welches den Gleichstrom-Wechselstrom-Signalwandler 13 beaufschlagt. Eine Eigenprüfschaltung 19 ist mit der Beschleunigungsmesser-Baugruppe 11 verbunden und wird von außerhalb betätigt.

Fig.2 zeigt eine mögliche äußere Gestaltung des Geschwindigkeits-Meßwandlers. Dieser hat einen Grundkörper 20, bestehend aus einer oberen und unteren Hälfte 20a bzw. 206 mit einer Teilungsfuge 21. Die untere Hälfte 206 des Grundkörpers 20 trägt an ihren beiden Enden je einen Faltenbalg 22 als Ausdehnungskörper für das im Innern enthaltene flüssige Medium im gesamten betriebsmäßigen Temperaturbereich. Der untere Teil des Grundkörpers 206 enthält außerdem elektrische Klemmen 23, die gegenüber dem Grundköroer 20 isoliert und von außen an einem Ende zugänglich sind, um einen elektrischen Anschluß für die in dem Grundkörper 20 enthaltenen Schaltungen zu bilden. An den vier Ecken des oberen Teils 20a befinden sich Durchgangslöcher 24a für (nicht dargestellte) Schrauben, welche in Gewindebohrungen 246 im unteren Teil 206 einschraubbar sind, um die obere und untere Hälfte des Grundkörpers 20 zusammenzuhalten. Ein Füllpfropfen 25 befindet sich in einer Füllöffnung 26 auf der Oberseite des oberen Teils

πι 20a. Der Füllpfropfen 25 wird im Anschluß an den Füllvorgang in seiner Lage mit Drähten gesichert (nicht dargestelit), welche durch Bohrungen 27 in den Wänden der Ausschnitte 28 und dem oberen Teil 20a des Grundkörpers eingezogen werden. In F i g. 2 ist ein

is Haltekörper 29 mit Montagelöchern 30 gezeigt Durchgangslöcher 31 in dem Haltekörper 29 liegen über Gewindebohrungen 32 im unteren Teil 20b des Grundkörpers und dienen zur Aufnahme (nicht dargestellter) Schrauben zur Befestigung des Haltekörpers 29 an dem Grundkörper 20. Der Haltekörper 29 hat zusätzliche Durchgangslöcher 33, welche den Durchtritt der elektrischen Klemmen 23 zurr Anschluß einer Elektronik-Baugruppe 34 ermögliche*·. In Verbindung mit dem Haltekörper 29 sind aufeinander senkrechte Achsen X, Y und Z in der Zeichnung von Fig.2 angegeben.

Zur Beschreibung des mechanisch-elektrischen Teils Geschwmdigkeits-Meßwandlers wird auf F i g. 2 und 3 Bezug genommen. Die obere und untere Hälfte 20a bzw. 206 des Grundkörpers 20 sind durch Schrauben 35 miteinander verbunden gezeigt, welche durch Bohrungen 24a hindurchgehen und in Gewindebohrungen 24b in dem unteren Teil 20b eingreifen (F i g. 2). Ein O-Ring 36 ist in einer Ringnut 37 an dem oberen Teil 20a des Grundkörpers, und zwar an der dem unteren Teil 206 gegenüberliegenden Fläche ausgebildet. An beiden Enden des unteren Teils 206 sind Kammern 38 vorgesehen, weiche Faltenbälge 22 abgedichtet aufnehmen. Ein Durchgangskanal 39 verbindet die beiden

•w Kammern 38, und Bohrungen 40 verbinden die Kammern 38 mit der Oberfläche des unteren Teils 2Oi des Grundkörpers in Gegenüberstellung mit dessen oberen Teil 20a. Der Füllpfropfen 25 wird durch Sicherheitsdraht 41, der in Bohrungen 27A eingelegt ist, an Ort und Stelle gehalten. Eine flüssige Masse 42 befindet sich auf der Innenseite der Faltenbätge 22 und füllt das gesamte innere Volumen aus, das zwischen dem oberen und dem unteren Teil 20a bzw. 206 des Grundkörpers eingeschlossen ist.

Ein Paddel 43 ruht in einer seismischen Halterung 47, die in eine Bohrung 44 eingesetzt ist, welche sich in einer Verdickung 45 auf der Oberseite des unteren Teils des Grundkörpers 206 neben dem oberen Teil 20a des Grundkörpers befindet. Schrauben 46 halten die seismische Halterung 47 in der Bohrung 44 fest

}e ein oberes und unteres Lager 48 bzw. 49, bestehend aus Spitze und Edelstein, dient zur Lagerung des Paddels 43 in der seismischen Halterung 47. Das Paddel 43 enthält ein Bcwegungs- und Rückstellsystem mit einem Paddelblatt 50 und einer beweglichen Rechteckspule 51, die einen Teii eines Drehmomentmotors oder Drehelektromagneten 52 bildet, welcher dazu dient, direkt ein Rücksiellmomeni auf das Paddelblatt 50 auszuüben. Die bewegliche Spule 51 ist in d?m Luftspalt zwischen einem Magneten 53 und einer zylindrischen Weicheisenschale 54 angeordnet, die die bewegliche Rechteckspule 51 vollkommen umschließt und nach innen vorstehende Polstücke 55 aufweist.

Die Edelsteine des oberen und unteren Lagers und ihre Fassungen 48 und 49 sind, wie am besten F i g. 5 zeigt, an je einer Blattfeder 56 angebracht, die an der seismischen Halterung 47 als Ausleger mit Schrauben 57 befestigt sind. |e eine Schraubenfeder 58 drückt gegen die Blattfedern 56 und stützt sich rückwärtig gegen je eine Stellschraube 59 in Gewindelöchern 60 der seismischen Halterung 47 ab. Die Drehzapfen des oberen und des unteren Edelsteinlagers 48 bzw. 49 sind mit dem Paddel 43 verbunden. Je eine obere und untere Spiralfeder 61 sind mit den Enden des Paddels 43 verbunden, um einen KraftanschluD an die bewegliche Spule 51 zu bilden. An der beweglichen Spule 51 können Ausgleichsgewichte 62 angelegt werden, bis das Paddel 43 praktisch unempfindlich für lineare Bcschleunigun gen in jeder Richtung ist. Die Ausgleichsgewichte 62 werden nur bei der Ausführung als Winkelgeschwindigkeits-Messer benutzt. Elektrische Leiter verbinden die Spiralfedern 61 mit der Klemme 63 auf der Oberseite der seismischen Halterung 47. Zusätzliche elektrische Leiter 64 verbinden die Klemme 63 mit Klemmen 23 an dem Grundkörper 20.

Wie um besten aus Fig. 4 zu ersehen ist. wird durch die inneren Wandungen 67 in dem oberen Teil 20a des Grundkörpers sowie durch die Erhebung 45 am unteren Teil 20b des Grundkörpers ein kontinuierlicher Durchgang gebildet. Die Paddelblätter 50 erstrecken sich durch Schlitze 68 in der Erhebung 45 in den Durchgang 66. Als Vorrichtung zum Abfühlen der Drehstellung des Paddels 50 um seine Drehachse dient eine Geberspule 69. die von einem Halteblock 71 in einer Bohrung 72 der Erhebung 45 getragen wird. Der Halteblock 71 ist mittels einer Stellschraube 73 in den Bohrungen 72 befestigt. Die zweite Bohrung 74 in der Erhebung 45 kann einen Attrappenblock 76 oder einen zusätzlichen Halteblock 71 für eine zweite Geberspule 69 aufnehmen. Es kann von Vorteil sein, daß die zweite Geberspule 69 in einer Bohrung ähnlich den Bohrungen 72 oder 74 auf der entgegengesetzten Seite der Erhebung 45 in einem Abstand von dem gegenüberliegenden Paddelblatt 50 angebracht ist. In jedem Falle ist der Block 71 oder 76 in der Bohrung 74 durch eine

Die Elektronik-Baugruppe 34 und der Haltekörper 29 sind in der Darstellung von F i g. 2 zu sehen. Die Elektronik-Baugruppe 34 kann auch die elektrische Stromversorgung für die Wandler enthalten sowie den G !eichst rom-Wechselstrom-Wandler.

Anhand von F i g. 6 sollen nunmehr die in der Baugruppe 34 und dem Teil 20 des Grundkörpers enthaltene erfindungsgemäße Schaltung erläutert werden. Die zur Messung der Beschleunigung dienende Baugruppe 11 bildet ein Signal, das die Beschleunigung darstellt und mit einer elektrischen Last Rl verbunden ist. Eine Eigenpriifschaltung 77 mit einer Klemme 78 ist mit der Last Ri verbunden und enthält einen Kondensator Cl in Reihe mit einem Widerstand RI. der mit der .Ausgangsklemme von Rl verbunden ist. Ein Widerstand R 2 ist zwischen der Klemme 78 und einem äußeren Schaltungsnulleiter des ganzen Systems eingeschaltet.

Das Ausgangssignal aus der Beschleunigungsmesser-Baugruppe 11 wird auch dem Eingang der Geschwindigkeits-Baugruppe 12 (Fig. 1) zugeführt. Zu dieser Baugruppe gehört vor allem ein Integrator 79 mit parallelen Rückkopplungswegen, welche R 12 und C 2 enthalten. Am Ausgang des Integrators 79 wird ein Geschwindigkeits-Signal gebildet.

Ein Zeitgeber 82 (vgl. 17 in Fig. 1) ist über einen Widerstand R 8 an das Gale eines Feldeffekttransistors Q\ angeschlossen. Ein Transistor Q 2 weist einen Vorspannungswiderstand R 6 zwischen Emitter und Basis auf sowie einen Widerstand R 7. der von der Basis über einen Kondensator C4 an die negative Speisespannung — V gelegt ist. Ein Widerstand RIl liegt zwischen dem Kollektor von Q 2 und der negativen Speisespannung — V. Die Spannung wird beim Einschalten an den Emitter von Q 2 gelegt.

Ein schnellwirkender automatischer Nullstellungskreis 83 (vgl. 14 in F i g. 1) erhält den Ausgang aus dem Zeilgeber 82. Ein Widerstand R 3 ist Teil einer automatischen Nullstellungs-Schaltung 85 (vgl. 15 in Fig. !). Zwei Feldeffektiransistoren (FET) Q3 und C'4 sind so angeordnet, daß ihre Source- und Drainelcktro den an den Rückkopplungskondensator ("2 des Integrators bzw. den Widerstand R 3 angeschlossen sind. Der Ausgang aus dem Zeitgeber 82 ist über die

.-η widerstände K 4 und R5 an das Gate dei Feldeffekttransistoren Q3 und QA gelegt. Der Kondensator C5 liegt zwischen R4 und R5. R 13 bewirkt, daß der Transistor Q 3 normalerweise ausgeschaltet ist.

Eine Überwachungsschaltung 84 (vgl. 18 in Fig. 1) hat

; die Form einer vierarmigen Brücke mit jeweils einer Diode D\ bis DA in jedem Brückenarm. Das Geschwindigkeitssignal aus dem Integrator 79 wird an eine Klemme der Brücke gelegt, und die entgegengesetzte Seise ist geerdet. Zwischen den mittleren

im Brückenklemmen ist eine lichtemittierende Diode Dft in Reihe mit einer Zenerdiode D5 angeordnet, die als Lichtquelle für den Fovotransistor Q 5 wirkt.

Die Arbeitsweise des gesamten Winkelgeschwindigkeits-Meßwandlers ist folgende: Die Meßachse dieses

s. Wandlers ist bezogen auf die V-Achse von F i g. 2. Wenn eine anfängliche Winkelgeschwindigkeit um die K-Achse als Bezugsnullwert dient, so kann eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit definitionsgemäß nur bei Vorhandensein einer Winkelbeschleunigung

■■" auftreten. Die K-Achse in F i g. 2 verläuft parallel zu der Drehachse der Flüssigkeitsmasse 42 (im folgenden auch als Masse bezeichnet) in dem kontinuierlichen Durch-

der Grundkörper 20 einer Winkelbeschleunigung um

-" die K-Achse ausgesetzt wird, wird ein positives Fehlersignal von dem Beschleunigungsmesser erzeugt. wenn der durch die Masse 42 gebildete Rotor aufgrund seiner Trägheit hinter dem sich beschleunigenden Grundkörper 20 zurückzubleiben sucht. Das in dem ι ringförmigen Durchgang 66 angeordnete Paddel 50 dient dazu, die Masse 42 festzuhalten und sie dazu zu bringen, daß sie sich mit dem Grundkörper 20 bewegt. Sobald die Masse 42 eine gewisse Bewegung des Paddels 50 verursacht, wird die Bewegung durch die

=>? Geberspule 69 abgefühlt. Die Abstandsveränderung zwischen dem Paddelblatt 50 und der Geberspule 69 verändert die Ausgangsamplitude, die zu einem Signal mit hohem Pegel verstärkt wird. Das Signal wird der beweglichen Spule 51 zugeführt, um das Paddel 50 in

π'· seine Nuüage zurückzuführen und auf diese Weise die Masse 42 dazu zu bringen, sich zusammen mit dem Grundkörper 20 zu bewegen. Dabei ist der in die bewegliche Spule 51 fließende elektrische Strom proportional der Beschleunigung, der die Masse 42

*5 unterworfen ist.

Die Funktion der Schaltung von F i g. 6 wird nachfolgend erläutert. Wenn die Spannung an dem Geschwindigkeits-Meßwandler eingeschaltet wird, wer-

den die Spannungen + Vund — Van den Emitier bzw. Kollektor des Transistors Ql in dem Zeitgeber 82 gelegt. Eine schnelle und genaue selbsttätige Nullwerteinstellung wird wie folgt erhalten: Der Kondensator Γ4 lädt sich übor die Widerstände R 6 und R 7 auf und liefert eine Vorspannung, die niedrig genug ist, an die Basis von Ql. um Leitfähigkeit durch Ql und RH für - V zu verursachen. Dadurch wird + V an den Ko)!» ktor von Q1 gelegt, der mit den Gates von Q 3 und QA des schnellwirkenden automatischen Nullstellungskreises 83 verbunden ist, um diese leitend werden zu lassen. Cl und R 3 führen relativ lange Zeitkonstanten in die durch den Integrator 79 bewirkte Integration sowie in die automatische Nullstellung ein, die durch die Einheit 85 bewirkt wird. Cl und R 3 werden dadurch für die Zeit kurzgeschlossen, die bestimmt wird durch den Zeitgeber 82. welcher die Zeitver/ögerungskomponenten Cl und R3 lange genug wegnimmt, so daß die Schaltung rasch die Gleichstromsignale am Ausgang t\p% Integrator* 79 aiitlntrht ΠΪ wirr) Hiiri-h Ha«; Differentiationsnetzwerk C5, R 4 und R 13 kurzzeitig ausgeschaltet, typischerweise für 0.2 Sekunden. Der Zeitgeber 82 ist vorzugsweise so eingestellt, daß er eine Leitfähigkeit für zwei Sekunden an Q1 durch geeignete Auswahl von Rb. R7 und C4 liefert, wobei für das gleiche Zeitintervall QA eingeschaltet wird. Der Zeitgeber 82 bewirkt auch die Einschaltung von Q 1 und verhindert gleichzeitig die Erzeugung eines Ausgangssignals.

In dem Integrator 79 sind Schaltungsmittel vorgesehen, um den Eintritt des Integrator-Ausgangssignals in die Sättigung bei Abwesenheit einer auf den Grundkörper aufgebrachten Geschwindigkeit zu verhindern. Wie aus dem Schaltbild nach Fig.6 ersichtlich, liefert ein stationäres Eingangssignal von der Baugruppe 11 zur Messung der Beschleunigung ein ständig zunehmendes Ausgangssignal aus dem Integrator 79. Die bei der Integration eingeführte große Zeitkonstante verlangsamt ganz einfach das Ansprechen des Ausgangssignals, das aus einem von der Beschleunigungsmesserbaugruppe 11 ankommenden Eingangssignal resultiert. Ein stationäres Signal niedrigen Pegels, wie beispielsweise ein Vorspannungs- oder Nullwert-Fehlersignal aus der Beschleunigungsmesserbaugruppe 11 ergibt daher ein mit verhältnismäßig langsamen Ansprechen ansteigendes Ausgangssignal aus dem Integrator 79. Man erkennt, daß dieses langsam ansprechende Signal über den Widerstand R 3 und die automatische Nullstellungs-Schaltung 85 für die automatische Nullstellung zum Eingang entgegengesetzter Polarität des Integrators 79 zurückgeführt wird und dadurch das stationäre Eingangssignal aufhebt. Da die Schaltung 85 für die automatische Nullstellung ebenfalls eine verhältnismäßig langsam ansprechende Schaltung ist, wie durch den Wert von R 3 festgelegt, erzeugen Eingangssignale am Integrator 79. die Frequenzen aufweisen, welche oberhalb einer durch R 3 und Cl festgelegten Frequenz liegen, ein Ausgangssignal am Integrator 79, das. wie oben beschrieben, als das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung vorhanden ist, bevor die verhältnismäßig langsam ansprechende automatische Nulistellungs-Schaltung 85 imstande ist, ein Kompensationssignal zu erzeugen.

Die Überwachungsschaltung 84 überwacht das die

Geschwindigkeit darstellende Ausgangssignal aus dem Integrator 79. Jedesmal, wenn an dem Ausgang des Integrators 79 ein Signal erscheint, das größer ist als ein vorbestimmter Wert, wird ein Schaller, d. h. der Fototransistor Q5 folgendermaßen betätigt: Eine Spannung am Ausgang des Integrators 79, die negativer ist als die Summe der Vorwärts-Spannungsabfälle von DA und Di und die Zenerspannung von D5, schließt einen Kreis über die lichtemittierende Diode D 6. die mit Q 5 verbunden ist und dient zum Einschalten von Q5. Ein Ausgangssignal am Integrator, das größer ist als die Summe der Vorwärls-Spannungsabfälle von D 2 und D3 zuzüglich der Zenerspannung von D5 erregt gleichfalls die lichtemittierende Diode D6 und schaltet Q5 ein. Wenn Q5 eingeschaltet ist, wird CA kurzgeschlossen und Strom über R 6. R 7 und R 10 zu — V gezogen, wobei die Basisspannung von Ql auf einen Punkt abfällt, bei dem Ql in den leitenden Zustand vorgespannt ist. Die Gleichspannung + V wird an däS Gate VCn ^ ' cv«>!«ifvf >>nrl Cf>Kajlol a« *»in Da nitri der Gleichst'.om-Ausgangswert aus dem Integrator 74 nicht mehr durch Qi zerhackt wird und der Ausgangswert transformatorisch gekoppelt ist. wird das Ausgangssignal aus dem Meßwandler gehemmt.

Die Eigenprüfschallung 77 ist mit dem oberen Ende von Ri verbunden. Ein Prüfschalter 78a ist zwischen die Klemme 78 und eine Gleichspannung geschaltet, im Falle dieses Ausführungsbeispiels +28V. Wenn der Prüfschalter geschlossen ist. wird ein positiver, auf eine vorbesiimmte Beschleunigung für eine vorbestimmte Zeitspanne bezogener Stromimpuls über die Last Ri geleitet, vgl. F i g. 7. Wenn der Prüfschalier 78a freigegeben wird, wird ein negativer Stromimpuls, vgl. F i g. 7. durch die Last Ri geleitet. Der Integrator 79 integriert die nachfolgende Lastspannungsänderung ebenso wie ein Ausgangssignal aus der Beschleunigungsmeß-Baugruppe II. Auf diese Weise wird ein definiertes Geschwindigkeits-Ausgangssignal erzeugt, das eine Polarität bei der Schließung des Prüfschalters 78a und die entgegengesetzte Polarität bei der Öffnung des Schalters 78a aufweist. Die Größe des Ausgangssienals ist dabei durch die Werte von Ci. Ri und die Gleichspannung vorgegeben.

Der beschriebene Winkelgeschwindigkeitsmesser kann dadurch zu einem Meßwandler für lineare Geschwindigkeit umgewandelt werden, daß das Paddel 50 pendelnd gemacht wird. Dazu wird die ausgewuchtete Arbeitsweise, bei der Ausgleichsgewichte 62 an der beweglichen Spule 51 vorgesehen werden, beseitigt und ein gewisser Grad von Unwucht bei dem Paddel 43 absichtlich hervorgerufen. Auch können Ablenkflächen in dem kontinuierlichen Durchgang 66 angebracht werden, um die Tendenz der Masse 42 zur Ausbildung von Trägheitseigenschaften um die K-Achse von F i g. 2 unabhängig von dem Gnindkörper 20 zu beseitigen.

Bei der Ausführungsform für die Messung der linearen Geschwindigkeit wirken alle Teile wie bereits oben beschrieben, mit Ausnahme des Paddels 43 und der Flüssigkeitsmasse 4Z Das Paddel 43 dient statt der Flüssigkeitsmasse 42 als träge Masse. Die Flüssigkeit 42 dient dann nur als Schwimm- und als dämpfendes Medium. Wie in Fig.2 gezeigt, wird dann eine Komponente der linearen Geschwindigkeit längs der Z-Achse abgefühlt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

130 225/137

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Geschwindigkeits-MeBwandler mit einem Grundkörper, in dem ein in sich geschlossener Kanal für eine Mediummasse ausgebildet ist, und mit einer Vorrichtung zur Feststellung einer Relativbewegung der Mediummasse gegenüber dem Grundkörper, die ein elektrisches Beschleunigungssignal erzeugt, das einem Integrator mit Operationsverstärker zugeführt wird, der ein elektrisches Geschwindigkeitssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeits-Meßwandler eine automatische Nullstellungsschaltung (85) mit einem Operationsverstärker umfaßt, dessen erster Eingang auf Massepotential, und dessen zweiter Eingang über einen Widerstand (R 3) an den Ausgang des Integrators (79) angeschlossen ist, während sein Ausgang mit dem anderen Eingang des Operationsverstärkers im Integrator (79) verbunden ist, wobei zwischen den zweiten Eingang des Operationsverstärkers in der automatischen Nullstellungsschaltung (85) und de·* Ausgang desselben ein Kondensator (C3) geschaltet ist, derart, daß das Beschleunigungssignal bei Frequenzen unterhalb eines vorbestimmten Wertes gelöscht wird, daß ein Zeitgeberkreis (82) vorgesehen ist mit einem bipolaren Transistor (Q2) an dessen Basis ein aus zwei Widerständen (R 6, R 7) gebildeter Spannungsteiler geschaltet ist, dessen eines Ende auf Pluspotential liegt, und dessen anderes Ende über einen Kondensator (C4) mit dem Anschluß für die negative Betriebsspannung (— V) verbunden ist, zwecks Durchschaltung des bipolaren Transistors 02) für einen vorbestimmten Zeitraum beim Einschalten des Meßwandlers, daß an den Verbindungspunkt zwischen Jem Kollektor des bipolaren Transistors (Q 2) jnd eines Widerstandes (RiI) über eine als Differen^ierglied wirkende Reihenschaltung aus einem Kondensator (C 5) und einem Widerstand (R 4) das Gate eines ersten Feldeffektransistors (Q 3) angeschlossen ist, wobei ein Widerstand (R 12), der die Integrations-Zeitkonstante des Integrators (79) festlegt, zwischen die Source- und die Drain-Elektrode des ersten Feldeffekttransistors (Q 3) geschaltet ist, daß das Gate eines zweiten Feldeffekttransistors CC? 4) über einen Widerstand (RS) an den Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor des bipolaren Transistors (Q 2) und dessen Kollektorwiderstand (R 11) angeschlossen ist, daß zwischen Source und Drain des zweiten Feldeffekttransistors (Q 4) der Widerstand (R 3) am Ausgang des Integrators (79) geschaltet ist, der gleichzeitig mit einem Eingang eines aus vier Dioden(DX-DA)gebildeten Brückengleichrichters in einer Schattung (84) zur Überwachung des Geschwindigkeitssignals verbunden ist, während der zweite Eingang auf Massepotential liegt, daß eine Reihenschaltung aus einer Elektrolumineszenzdiode (DS) und einer Zenerdiode (DS) über den Ausgang des Brückengleichrichters (Di —D4) geschaltet ist, daß die Elektroluminiszenzdiode (DS) mit einem bipolaren Fototransistor (QS) zusammenwirkt, der zwischen den negativen Betriebsspannungsanschluß (— V) und über einen Vorwiderstand (R XQ) an den Basisspannungsteiler (R 6, R 7) des bipolaren Transistors (Q 2) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Integrators (79) über einen Vorwiderstand (R 14) mit der Drain-ZSource-Strecke eines dritten Feldeffekttransistors (Q 1) verbunden ist, dessen Gate zur

Erzeugung eines mit der Speise-Wechselspannung phasengleichen, in seiner Amplitude der Geschwindigkeit proportionalen Wechselstromsignals mit der Speise-Wechselspannung verbunden ist, wobei das Gate des dritten Feldeffekttransistors (Qi) über einen Widerstand (RS) mit dem Kollektor des bipolaren Transistors (Q 2) verbunden ist, und der Verbindungspunkt zwischen dem Vorwiderstand (R 14) und der Drain-ZSource-Strecke des dritten Feldeffekttransistors (QX) an eine Filtvrschaltung (81) angeschlossen ist, die nur das mit seiner Amplitude der Geschwindigkeit proportionale Wechselstromsignal durchläßt.

2. Geschwindigkeits-Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Integrators (79) mit einer Eigenprüfschaltung (77) verbunden ist, die über einen Prüfschalter (78a) betätigbar ist, der mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, daß diese Eigenprüfschaltung (77) einen zwischen Massepotential und den Ausgang des Prüfschalters (78a,) gelegten Widerstand (R 2) aufweist, daß von dem Ausgang, am Widerstand (R 2) eine Reihenschaltung aus einem Kondensator (CX) und einem Widerstand (R X) mit dem Eingang des Integrators (79) zur Abgabe eines vorbestimmten Signals für eine vorbestimmte Zeitdauer verbunden ist, das einen Beschleunigungsvorgang nachbildet.