DE2723244A1

DE2723244A1 - Beschleunigungsmesser

Info

Publication number: DE2723244A1
Application number: DE19772723244
Authority: DE
Inventors: Frederick V Holdren; Hans W Hugli; John M Kubler; Martin E Larson; Michael M Vanschoiack
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Data Control Inc
Priority date: 1976-07-06
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2723244C3; JPS6016581B2; DE2723244B2; FR2375600A1; PL199415A1; FR2375603A1; NO146412B; GB1555282A; GB1555281A; FR2375603B1; GB1555283A; AU2248777A; JPS6372561U; NO772177L; NO146412C; NO814342L; FR2375600B1; PL126426B1; SE7706979L; DE2759499C2

Description

SUNDSTRAND DATA CONTROL, INC., Redmond (Washington 98052), V.St.A.

Beschleunigungsmesser

Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungsmesser und insbesondere einen Servo-Linear-Beschleunigungsmesser mit Kapazitäts-Meßgeber.

Mit zunehmendem Einsatz von Beschleunigungsmessern in kleinen Flugzeugen und Lenkwaffen- oder Geschoß-Navigationssystemen sowie anderen Anwendungen mit elektronischen Systemen geringen Gewichts ist die Verringerung von Abmessungen und Gewicht bei Beschleunigungsmessern immer wichtiger. Zusätzlich werden Beschleunigungsmesser oft unter Bedingungen verwendet, die sie relativ starken physikalischen Stößen, Schwingungen und plötzlichen Temperaturänderungen aussetzen, was alles die Genauigkeit der Vorrichtung beeinträchtigen

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kann. Daher ist es wichtig, die Anzahl der Teile sowie Gewicht und Abmessungen der Anlage insgesamt zu verringern, damit die Auswirkungen von Stoßen und Temperatur möglichst klein gemacht werden können.

Herkömmliche Servo-Beschleunigungsmesser verwenden auch im allgemeinen eine Servo-Rückkopplung mit einem Lastwiderstand oder einer anderen Einrichtung zum Messen eines durch eine Lagerückstell-Spule fließenden Stromes, wobei der Strom als Maß für die Beschleunigung dient. Jedoch kann die Impedanz des Lastwiderstandes die Servo-Schleifen-Verstärkung der Rückkopplung beeinflussen, und eine Änderung des Lastwiderstandswertes kann zu instabiler Rückkopplung oder unerwünschtem Frequenzgang des Systems führen. Zahlreiche herkömmliche Systeme messen auch die Spannung an einer Lagerückstell-Spule anstelle des Stromes, der zu beträchtlichen Kalibrierfehlern aus verschiedenen Ursachen führen kann, nämlich z. B. wegen der Abhängigkeit von Temperatur und Strom der Impedanz der Kraftrückstell-Spule.

Eine andere Quelle für Fehler oder Kalibrierschwierigkeiten mit kapazitiven Meßgebersystemen beruht auf der gemeinsamen Verwendung eines Fest-Kondensators zum Vergleich mit einem zweiten veränderlichen Kondensator aus einem beschleunigungsempfindlichen Pendel und einer Kondensatorplatte, wobei die Kapazitätsunterschiede zwischen dem Fest-Kondensator und dem veränderlichen Kondensator als Beschleunigungsmaß dienen. Die Verwendung eines derartigen Fest-Kondensators unterliegt Fehlern von Streukapazitäten vom Beschleunigungsmesser-Halt erahmen und -Gehäuse, was zu beträchtlichen Schwierigkeiten bei der Kalibrierung führt. Zusätzlich haben die herkömmlichen Beschleunigungsmesser, die kapazitive Meßgeber verwenden, relativ große Gehäuse aufgrund der relativ großen Kondensatorplatten, die zum Messen der Auslenkung der Pendel- oder Probenmasse dienen. Zusammen

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mit den wegen der relativ großen Kondensatoren erforderlichen relativ großen Gehäusen und zugeordneten mechanischen Bauteilen benötigen die herkömmlichen Beschleunigungsmesser insbesondere ein ausgedehntes Gehäuse zur Aufnahme der zugehörenden Elektronik oder ein getrenntes Gehäuse für diese Elektronik. Da herkömmliche Beschleunigungsmesser gewöhnlich aus einem Kraft-Fühler und getrennter Elektronik bestehen, erfordern sie erhöhten Arbeite- und Installationsaufwand für die zahlreichen Einheiten zusammen mit zusätzlichen elektrischen Verbindungen, die mögliche Ausfallquellen insbesondere in feindlicher Umgebung darstellen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Servo-Beschleunigungsmesser mit einstückigem Halterahmen in einem Gehäuse anzugeben, der aufweist: Ein Pendel, einen Lagefühler zum Erfassen der Lageänderung des Pendels bei Beschleunigung, eine Rückstelleinrichtung zum Bewegen des Pendels an einen vorbestimmten Ort sowie eine Schaltungsplatte und eine integrierte Schaltung, die auf den Lagefühler zur Rückstell-Steuerung ansprechen.

Die Erfindung sieht einen Servo-Beschleunigungsmesser vor, der aufweist:

Einen einstückigen halterahmen, der hermetisch in einem Zylinder-Gehäuse eingeschlossen ist, wobei ein Pendel oder eine seismische Masse mit einem Blatt am einen Ende durch eine Welle und Lager am Halterahmen drehbar gelagert ist,

zwei Kondensatorplatten, die am Halterahmen befestigt sind und zwischen denen das Blatt vorgesehen ist, um so die Bewegung des Pendels aufgrund einer Beschleunigung bzw. Kraft zu messen,

eine Magnet-Anordnung, die mit einer Drehspule in 709882/0685

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Wechselwirkung ist, die am Pendel so befestigt ist, daß das Blatt in eine vorbestimmte Stellung zwischen den Kondensatorplatten rückgestellt werden kann,

eine Rechteck-Dickfilm-Schaitungsplatte, die am Halterahmen oberhalb und parallel zum Pendel befestigt ist und eine integrierte Schaltung aufweist, die ihrerseits elektrisch mit den Kondensatorplatten und der Drehspule verbunden ist, um einen ausreichenden Strom in der Drehspule zu erzeugen, so daß das Blatt in eine vorbestimmte Stellung rückgestellt wird, wenn das Pendel bei Einwirkung einer Kraft ausgelenkt wurde.

Die Erfindung sieht weiterhin einen Servo-Beschleunigungsmesser vor, der aufweist:

zwei kapazitive Platten,

ein Pendel oder eine seismische Masse einschließlich eines Blatts am einen Ende zwischen den Kondensatorplatten und einer am Pendel befestigten Welle,

wobei die Welle auf zwei Bändern gelagert ist, die ihrerseits an jedem Ende eines Halterahmens mit zwei Stellschrauben zum Einstellen der auf die Welle durch die Lager einwirkenden Kraft befestigt sind.

einen einstückigen Halterahmen,

ein Pendel oder eine Probenmasse mit einer Schaufel am einen Ende,

zwei Kondensatorplatten, die am Halterahmen befestigt sind, und

eine Welle, die am Pendel befestigt und durch Lager 709882/0685

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gelagert ist, die ihrerseits an zwei Bändern angebracht sind, die wiederum ihrerseits am Halterahmen befestigt sind.

Die Erfindung sieht weiterhin einen Servo-Beschleunigungsmesser mit kapazitivem Meßgeber einschließlich zwei Kondensatorplatten vor, die zusammen mit einem beschleunigungsempfindlichen Pendel zwei Kondensatoren mit Kapazitäten von ca. 2 pF bilden, wobei eine zeitabhängige Spannung an den Kondensatoren liegt und ein Fühler mit dem sich ergebenden Unterschied im Strom über eine Servoschleifen-Rückkopplung in einer Drehspule einen ausreichenden Strom erzeugt, um das Pendel zum Mittelpunkt zwischen den Kondensatorplatten zu bewegen.

Die Erfindung sieht weiterhin einen Servo-Beschleunigungsmesser vor, der einen kapazitiven Meßgeber in einem einstückigen Halterahmen innerhalb eines hermetisch abgeschlossenen Gehäuses hat, wobei ein den Kapazitätsunterschied zwischen zwei Kondensatoren aus zwei Kondensatorplatten und einer beschleunigungsempfindlichen Masse darstellender Strom als Eingangsgröße in ein Servoschleifen-Kompensierglied verwendet wird, das einen Ausgangsstrom erzeugt, der die Beschleunigung so darstellt, daß die Servo-Rückkopplungsschleifen-Verstärkung und die Frequenzeigenschaften unabhängig von jedem Lastwiderstand oder jeder Impedanz sind, die zum Messen des Ausgangsstromes verwendbar sind.

Für einen Beschleunigungsmesser mit möglichst wenig Teilen und möglichst geringem Gewicht ist ein einstückiger Halterahmen vorgesehen, der in ein Zylinder-Gehäuse eingebaut und eingeschlossen werden kann. Am einstückigen Halterahmen sind zwei. Kondensatorplatten und ein Pendel oder eine seismische Masse befestigt. Das Pendel ist am Halterahmen mittels einer Welle befestigt, die auf zwei Lagern

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gelagert ist, die an zwei Bändern angebracht sind, die ihrerseits am Halterahmen befestigt sind. Die in den Lagern umlaufende Welle ermöglicht, daß sich das Blatt zwischen den Kondensatorplatten bei Krafteinwirkung bewegen kann. Weiterhin ist am Pendel zwischen der Welle und den Kondensatorplatten eine Drehspule befestigt, die zusammen mit einem am Halterahmen angebrachten Dauermagneten das Blatt in eine vorbestimmte Stellung in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten rückstellt. Der einteilige Halterahmen bildet zusätzlich zur Lagerung des Dauermagneten einen magnetischen Kreis für den durch den Dauermagneten und die Drehspule erzeugten Magnetfluß. Eine Rechteck-Dickfilm-Schaltungsplatte ist am einstückigen Halterahmen oberhalb und parallel zum Pendel und zu den Kondensatorplatten befestigt. Eine integrierte Schaltung, Hybrid-Bauelemente und Einzel-Bauelemente sind auf der Dickfilm-Schaltungsplatte zusammen mit Verbindungen für die Leitungen von den Kondensatorplatten, dem Pendel und der Drehspule vorgesehen.

Ein besonderer Vorteil dieses Aufbaues liegt darin, daß der mechanische Teil einschließlich des Pendels zusammen mit der Schaltung vor dem Einführen in das Gehäuse eingestellt und kalibriert werden kann. Nach der Kalibrierung wird der einstückige Halterahmen einschließlich der Schaltungsplatte in das Zylinder-Gehäuse eingeführt, und das Gehäuse wird hermetisch abgeschlossen. Nach dem Verschließen wird das Gehäuse evakuiert und mit Inertgas gefüllt. Um die Abmessungen des Beschleunigungsmessers zu verringern, sind die Kondensatorplatten sehr klein und bilden zusammen mit dem Blatt zwei Kondensatoren mit einer Kapazität von ca. 2 bis 4 pP.

Da die Kondensatoren sehr klein sind und die zum Messen einer Beschleunigung bzw. Kraft erforderliche Auslenkung des Pendels oder des Blatts sehr gering ist, was

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zu einer Kapazitätsänderung von ca. 1O^--³ pP führt, muß eine spezielle Schaltung zum Messen der Änderungen bei einer derartigen kleinen Kapazität verwendet werden. Dies erfolgt durch Einwirken einer zeitabhängigen Spannung mit zeitlinearem Spannungsanstieg von einer integrierten Schaltung auf jeden Kondensator. Der sich ergebende Unterschied im Strom durch die Kondensatoren wird durch einen Differenz-Fühler gemessen, dessen Ausgangssignal rückgekoppelt wird, um einen Rückstellstrom in der Drehspule zu erzeugen. Die Rückkopplung verwendet ein Servo-Kompensierglied, das zu einem Rückstellstrom und einer Servo-Rückkopplungsschleife führt, die unabhängig von jedem Lastwiderstand oder Impedanz sind, die zum Messen des Rückstellstromes verwendet werden können.

Für einen kompakten, leichten Servo-Beschleunigungsmesser mit kapazitivem Meßgeber sieht die Erfindung also einen in ein Zylinder-Gehäuse einführbaren einstückigen Halterahmen vor, der zwei Kondensatorplatten und ein leichtes, längsverstärktes Pendel oder eine seismische Masse mit einem Blatt am einen Ende lagert. Das Blatt liegt zwischen den Kondensatorplatten, um so zwei Kondensatoren mit jeweils einer Kapazität von ca. 2 bis 4 pF zu bilden. Am Pendel ist eine Welle befestigt, die ihrerseits zwischen zwei Bändern mittels eines Steinlagers gelagert ist. Die Enden der Bänder sind starr am Halterahmen befestigt, und ein gewünschter Druck der Lager gegen die Welle wird mittels Stellschrauben aufrechterhalten. Weiterhin ist am Pendel eine Drehspule befestigt, die mit einer Magnet-Anordnung in Wechselwirkung steht, welche am Halterahmen befestigt ist, um das Blatt in die Mitte zwischen den Kondensatorplatten rückzustellen, wenn das Pendel einer Beschleunigung bzw. Kraft ausgesetzt wurde. Am Halterahmen oberhalb und parallel zum Pendel ist eine Dickfilm-Schaltungsplatte mit einer integrierten Schaltung und zugeordne-

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ten Hybrid-Bauelementen vorgesehen, um zeitabhängige Spannungen an jeden Kondensator abzugeben, so daß die durch die Kondensatoren fließenden Ströme als Maß für den Kapazitätsunterschied aufgrund der Auslenkung des Blatts verwendet werden können; abhängig hiervon wird ausreichender Strom in der Drehspule erzeugt, um das Blatt in die Mitte zwischen den Kondensatorplatten rückzustellen. Die Schaltung hat auch eine Ausgangsstufe mit einem Servo-Kompensierglied, das einen Rückstellstrom in die Drehspule speist, wobei Verstärkungsfaktor und Frequenzeigenschaften des Servosystems unabhängig von jeder Impedanz sind, die zum Messen des Rückstellstromes dient.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Servo-Beschleunigungsmessers,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Teiles des Beschleunigungsmessers der Fig. 1 mit einem Pendellager,

Fig. 3 eine Draufsicht eines Teiles des Beschleunigungsmessers der Fig. 1 mit einem anderen Pendellager,

Fig. Μ ein Band für das Pendellager der Fig. 2 oder 3,

Fig. 5 ein anderes Band für das Pendellager der Fig. 2 oder 3,

Fig. 6 ein weiteres Band für das Pendellager der Fig. 2 oder 3»

Fig. 7 ein Pendel für den Beschleunigungsmesser der Fig. 1,

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Fig. 8 ein weiteres Pendel für den Beschleunigungsmesser der Fig. 1,

Fig. 9 ein Blockschaltbild für den Beschleunigungsmesser der Fig. 1 zum Erzeugen eines Signales entsprechend der Beschleunigung,

Fig. 10 ein Schaltbild eines Fühler-Ansteuergliedes im Blockschaltbild der Fig. 9,

Fig. 11 Signale im Fühler-Ansteuerglied der Fig. 10,

Fig. 12 ein Schaltbild eines Differenz-Fühlers im Blockschaltbild der Fig. 9,

Fig. 13 ein Schaltbild eines Spannungs-Strom-Umsetzers und des Ausgangs-Ansteuergliedes im Blockschaltbild der Fig. 9, und

Fig. Ik ein Schaltbild des Servo-Kompensiergliedes im Blockschaltbild der Fig. 9.

Wie im Schnitt eines Beschleunigungsmessers 10 in Fig. 1 dargestellt ist, umschließt ein einstückiges Zylinder-Gehäuse 12 die mechanischen und elektronischen Teile eines Beschleunigungsmessers. Das linke Ende 14 des Gehäuses 12 ist geschlossen, während die rechte Seite offen ist. Ein einstückiger Halterahmen 16 mit verschiedenen Teilen l6A, l6B, 16C usw. bildet einen starren Träger für die verschiedenen Bauteile des Beschleunigungsmessers in Fig. 1. Der Halterahmen erstreckt sich vom linken Ende 14 des Gehäuses zum offenen Ende und füllt im wesentlichen die untere Hälfte des Gehäuses 12, wie dies durch die Bezugszeichen l6A, 16B, 16C und l6D angedeutet ist. Oberhalb des Teiles l6A des Halterahmens 16 sind zwei im wesentlichen rechteckige Kondensatorplatten 18 und 20 vorgesehen. Die untere Kondensatorplatte 20 ist mit

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einem Bindemittel, wie z. B. Epoxydharz, am Teil l6A des Halterahmens über einen Abstandshalter 22 befestigt. Die obere Kondensatorplatte 18 ist ihrerseits von der unteren Platte 20 mittels mehrerer Pfosten 23 und 24 beabstandet, die an jeder Ecke der Kondensatorplatten gesichert sind.

Weiterhin ist in Fig. 1 ein Pendel 26 vorgesehen. Das Pendel 26 wirkt als seismische oder Probenmasse und spricht auf Beschleunigungskräfte an, die nach oben oder unten gerichtet sind. Ein Teil 28 des Pendels 26 hat die Form einer flachen Platte oder eines Blatts und ist parallel zwischen die Kondensatorplatten 18 und 20 eingeführt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben das Blatt 28 und die Kondensatorplatten 18 und 20 eine Breite von ca. 0,64 cm und eine Länge von 0,51 cm, was zu Kapazitäten zwischen dem Blatt 28 und den Kondensatorplatten 18 und 20 von ca. 2 bis 4 pF führt. Wenn so das Blatt 28 in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten 18 und 20 liegt, beträgt die Kapazität zwischen den Kondensatorplatten ca. 2 bis 4 pF. Am anderen Ende des Pendelstabes 26 ist eine Welle 30 mit der Unterseite 32 des Pendels 24 mittels eines Bindemittels, wie z. B. Epoxydharz, verbunden. Die Welle 30 lagert das Pendel 26 und erlaubt dessen begrenzte Drehung oder Schwenkung bei Beschleunigungskräften, die senkrecht zur Fläche des Blattes 28 einwirken. Die Welle 30 ist selbst durch Lager und Bänder (vgl. Fig. 2 und 3) gelagert, die zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. l weggelassen sind. Weiterhin ist an der Unterseite 32 des Pendels 26 zwischen dem Blatt 28 und der Welle 30 eine Drehspule 36 vorgesehen. Die Drehspule 36 ist innerhalb eine3 Spulenkörpers 38 gewickelt, der vorzugsweise aus Material mit geringem Gewicht hergestellt ist, wie z. B. Aluminium. Eine freistehende Spule kann auch ohne den Spulenkörper 38 vorgesehen werden.

Ein Dauermagnet 40 ist mit dem Halterahmen 16A verbunden, und ein Polstück 41 ist auf ähnliche Weise mit der Oberseite des Dauermagneten 40 verbunden. Der durch den Dauer-

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magneten 40 erzeugte Magnetfluß steht in Wechselwirkung mit dem in der Drehspule 36 fließenden Strom und bewirkt Drehung des Pendels 26 um die Welle 30. Der einstückige Halterahmen l6A erzeugt zusätzlich zur Lagerung des Dauermagneten 40 einen magnetischen Kreis für den durch den Dauermagneten 40 gebildeten Magnetfluß.

An erhöhten Teilen 16F und l6G des einstückigen Halterahmens 16 ist eine rechteckige Schaltungsplatte 42 gesichert, die vorzugsweise aus einem Dickfilm mit nichtleitendem Substrat, wie z. B. Aluminiumoxid, besteht. Die linke Seite der Schaltungsplatte 42 liegt auf einem oberen Vorsprung l6P des einstückigen Halterahmens 16, und die rechte Seite der Schaltungsplatte 42 liegt auf ähnliche Weise auf einem nach oben gerichteten Teil l6G des einstückigen Halterahmens 16. Eine integrierte Schaltung 44 ist durch einen Metall-Deckel 46 auf der Oberseite der Schaltungsplatte 42 umschlossen. Weiterhin sind auf der Schaltungsplatte 42 eine Hybrid-Schaltung zusammen mit einer Anzahl elektronischer Einzelbauelemente vorgesehen, wie z. B. Widerständen und Kondensatoren, was durch ein Bauelement 46 angedeutet ist.

Der rechte Teil l6C des einstückigen Halterahmens hat einen Ring-Zylinder-Teil 16D und l6E, der sicher in den Innenradius des Gehäuses 12 eingepaßt ist. Nach dem Zusammenbau werden die Teile l6D und 16E des einstückigen Halterahmens 16 hermetisch entlang des Umfanges des Gehäuses 12 verschweißt, wie dies an Stellen 50 und 52 angedeutet ist, um einen gasdichten Abschluß zu bilden. Das offene Ende des Gehäuses 12 verschließt ein Kopfstück 54 mit einer ringförmigen Aussparung 56, die im ringförmigen Teil l6D und 16E des einstückigen Halterahmens 16 enthalten ist. Das Kopfstück 54 ist ebenfalls hermetisch entlang des Innenumfanges der Halterahmenteile 16D und i6e verschweißt, wie dies an Stellen 58 und 60 angedeutet ist, um einen gasdichten Abschluß zu bilden. Für einige Anwendungen muß das Gehäuse 12 nicht hermetisch abgeschlossen werden, so daß das Kopfstück am Gehäuse

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12 durch Epoxydharz oder andere Werkstoffe gesichert werden kann, die nicht gasdicht sind. Durch das Kopfstück 54 erstrecken sich mehrere Verbindungsstifte 62A, 62B, 62C und 62D, wobei ein gasdichter Abschluß mit dem Kopfstück 54 durch Glas 64 und 66 erzielt wird. Das Kopfstück 54 hat auch eine öffnung 68, die zum Evakuieren von Luft aus dem Gehäuse 12 und zu dessen Füllen mit Inertgas nach dem Zusammenbau verwendet werden kann. Diese öffnung 68 kann auf verschiedene Weise abgeschlossen werden, einschließlich dem Verschweißen eines Bauteiles, wie z. B. einer Kugel 70, mit dem äußeren Ende der Öffnung 68 in einer ringförmigen Aussparung 71 des Kopfstückes 54, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Mehrere Leitungen 72 sind mit den Stiften 62A, 62B, 62C und 62D sowie der Schaltungsplatte 42 verbunden.

Um elektrisch die Drehspule 38 mit der Schaltungsplatte 42 zu verbinden, sind zwei Federdraht-Leitungen, von denen eine Leitung 7*4 in Fig. 1 dargestellt ist, mit dem Pendel 26 bei der Welle 30 verbunden. Der Draht Tk ist an einem Stift 76 befestigt, der sich seinerseits durch ein Halteglied 78 aus Isolierstoff und dann durch ein Loch oder eine öffnung 80 in der Schaltungsplatte 42 erstreckt. Der zweite Federdraht und ein zweiter Stift 77 (vgl. Fig. 2) sind auf ähnliche Weise am Pendel 26 und der Schaltungsplatte 42 befestigt, um eine zweite Verbindung für die Drehspule 38 zu bilden. Der Stift 76 ist dann mittels eines Leitungsdrahtes 82 mit der Schaltungsplatte 42 verbunden. Durch die Stifte 76 und 77, die sich durch die öffnungen 80 in der Schaltungsplatte 42 erstrecken (vgl. Fig. 1), wird der Zusammenbau des Beschleunigungsmessers erleichtert, da die Platte 42 direkt auf den Halterahmenteilen 16F und I6G positioniert und sofort mit dem Stift 76 verbunden werden kann. Durch die Federdrähte Ik und 75 für die Verbindung kann das Pendel 26 fein ausgeglichen werden, indem ein kleines Drehmoment auf die Welle 30 einwirkt, wodurch geringe mechanische Unwuchten im Pendel 26 kompensiert werden.

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Das auf die Welle 30 einwirkende Drehmoment kann entweder durch Biegen der Federdrähte 74 und 75 oder durch Positionieren der Stifte 76 und 77 eingestellt werden. Die Verbindung mittels der Stifte 76 und 77 sowie der öffnung 80 erlaubt verschiedene Wärmeausdehnungen des Halterahmens 16 und der Schaltungsplatte 42 ohne Störung des Stiftes 76 und damit der Spannung oder Einstellung des Federdrahtes 74.

Ein Lager für die Welle 30 ist in Fig. 2 dargestellt, die eine Draufsicht eines Teiles des Beschleunigungsmessers 10 der Fig. 1 ohne die Schaltungsplatte 42 zeigt. Zwei Bänder 2>k und 86 sind an Vorsprüngen I6H, I6I, 16J und 16K des einstückigen Halterahmens mittels jeweils Befestigungsschrauben 88, 90, 92 und 94 gesichert. Zwei Lager 96 und 98 sind an den Bändern 84 und 86 angebracht und nehmen Steinzapfen 100 und 102 auf, die an jedem Ende der Welle 30 vorgesehen sind. Die Lager 96 und 98 tragen die Welle 30, so daß sich das Pendel 26 um die Welle 30 drehen kann, während die Bewegung der Welle 30 in jeder anderen Richtung unfrei ist, und so daß das Blatt 28 zwischen den Kondensatorplatten 18 und 20 (vgl. Fig. 1) nach oben und unten fahren kann. Bei einem Instrument hoher Genauigkeit, wie dem Beschleunigungsmesser in Fig. 1, ist es sehr wichtig, daß Drehreibung möglichst verringert ist, während gleichzeitig das Pendel 28 starr gelagert ist, so daß seitliche Bewegung des Pendels zum Halterahmen möglichst ausgeschlossen ist. Daher muß für genaue Kalibrierung und gute Betriebseigenschaften der optimale Druck über die Lager auf die Steinzapfen 100 und 102 einwirken, so daß die Drehreibung möglichst verringert wird, während gleichzeitig die seitliche Lagerung einen möglichst hohen Wert hat. Hierzu ist der Beschleunigungsmesser der Fig. 1 mit zwei Stellschrauben 104 und 106 versehen. Die Stellschrauben 104 und 106 sind durch einstückige Vorsprünge I6L und 16M des einstückigen Halterahmens gelagert. Der Halterahmenteil 16L ist in Fig. 2 geschnitten, um die Stellung der Stellschraube 104 zu zeigen. Durch An-

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ziehen der Stellschrauben 104 und 106 auf die Bänder 84 und 86 kann der geeignete Druck gegen die Bänder 84 und 86 wirken, was zum optimalen Druck auf die Welle 30 durch die Lager und 98 führt.

Ein anderes Lager für die Welle 30 der Fig. 1 ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 hat der einstückige Halterahmen einen Teil l6N, der das Lager 96 starr festhält und lagert. Das andere Lager 98 liegt auf dem Band 86 (vgl. Fig. 2), wobei jedoch keine Stellschraube 106 vorgesehen ist. Die Einstellung des Druckes auf die Welle 30 erfolgt in Fig. 3 mittels eines Federringes oder Federtellers 108, der bei Anspannen der Befestigungsschraube 94 zusammengedrückt wird. Damit kann durch Einstellen der Stellschraube 94 der Druck auf die Welle 30 wirksam eingestellt werden. Selbstverständlich können die Vorrichtungen der Fig. 2 und 3 zusammen verwendet werden, indem z. B. die Stellschraube 106 der Fig. 2 mit dem Fest-Lager 96 verwendet wird, das direkt am Halterahmenteil 16n gesichert ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Ein wichtiger Faktor beim Einstellen des Druckes auf die Welle 30 (vgl. Fig. 2 und 3) ist der genaue Betrag der Biegung durch die Bänder 84 und 86 für einen gegebenen Druck, der durch die Stellschrauben 104 und 106 einwirkt. Um eine größere Abbiegung der Bänder für einen gegebenen Druck zu erzielen, ist es vorteilhaft, Schlitze in den Bändern vorzusehen. In Fig. 4 hat z. B. das Band 36 der Fig. 2 und 3 zwei U-förmige Schlitze 112 und 114 (im Band 2). Die U-förmigen Schlitze 112 und 114 liegen auf jeder Seite eines Lagers 116. Es sei darauf hingewiesen, daß die Lager in den Fig. 2, 3 und 4 eine konische Innenfläche 118 zur Aufnahme der spitz zulaufenden Steinzapfen 100 oder 102 der Welle 30 haben (vgl. Fig. 2 und 3). Zusätzlich enthält das Band in Fig. 4 Löcher 120 und 122 in jedem Ende, um die Befestigungsschrauben 94 und 96 aufzunehmen. Andere Arten von Schlitzen sind in den Bändern der Fig. 5 und 6 darge-

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stellt. In Fig. 5 sind zwei Schlitze 124, 126 sowie 128, auf jeder Seite des Lagers 116 vorgesehen, wobei jeder Schlitz im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Bandes 86 verläuft und sich von der Seite zu einem Punkt hinter der Mitte des Bandes erstreckt. In Fig. 6 liegen rechteckige Schlitze 132 und 13^4 auf jeder Seite des Lagers 116 im Band 86.

Die Bänder der Fig. 4, 5 und 6 zeigen auch andere Mittel zum Verbinden von einem Ende des Bandes 86 mit dem einstückigen Halterahmen l6N der Fig. 3 ohne den getrennten Federring 108 (vgl. Fig. 3). In Fig. 4 ist das Ende des Bandes mit einem Loch 120 mit einem schalenförmigen Teil 136 versehen, der mehrere radiale Schlitze 138 hat. In Fig. 5 ist das Band 86 mit zwei Blattfedern 140 und 142 auf jeder Seite des Befestigungsloches 120 versehen. Das Band 86 der Fig. 6 hat zwei Vorsprünge 144 und 146, die um ca. 180° gebogen sind, um eine Feder zu bilden. Durch die Feder-Anordnung 136 oder 142 oder 146 gegen den Rahmen zusammen mit der Befestigungsschraube 94 in Fig. 3 kann der Druck auf die Welle 30 ohne gesonderte Teile, wie z. B. den Federring 108, eingestellt werden.

Um die Betriebseigenschaften des Beschleunigungsmessers 10 der Fig. 1 zu verbessern, sollte das Pendel 26 leicht und starr sein. Vorzugsweise besteht das Pendel 26 aus einem relativ leichten Metall, wie z. B. Aluminium. Zusätzlich kann das Pendel 26 entlang seiner Längsachse versteift werden. Zwei Möglichkeiten für die Längsfestigkeit des Pendels 26 sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. In Fig. 7 besteht das Pendel 26 aus dem flachen Blatt 28 und einem Stab 148. Am Stab 148 des Pendels 26 ist der Drehspulen-Halter oder Spulenkörper 38 gesichert, der die Drehspule 36 enthält. In Fig. 7 ist der Stab 154 mittels zwei erhöhter Kanten 150 und 152 entlang jeder Seite des Stabes 148 längsversteift. In Fig. 8 ist der Stab

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148 mittels einer Dreieck-Kante 154 aus dem Werkstoff des Stabes 148 versteift. Durch Pestigen des Stabes 148 des Pendels 26 (vgl. Fig. 7 und 8) kann ein leichtes, jedoch längsverstärktes Pendel für den leichten Servo-Beschleunigungsmesser 10 der Fig. 1 ermöglicht werden. Vorzugsweise wird der Haupteinfluß der Masse des Pendels 27 über der Drehspule 36 konzentriert, während die Masse der anderen Teile des Pendels 26, wie z. B. des Blattes 28 und des Stabes 148, möglichst klein ist.

Ein Blockschaltbild der beim Beschleunigungsmesser 10 vorgesehenen Elektronik ist in Fig. 9 dargestellt. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind die Kondensatorplatten 18 und 20 des Beschleunigungsmessers 10 der Fig. 1 durch Leitungen 200 und 202 mit einem Fühler-Ansteuerglied 204 verbunden. Die am Pendel 26 befestigte Drehspule 36 ist elektrisch durch eine Leitung 206 mit einer Lastimpedanz 208 verbunden, die meistens an Erde angeschlossen ist, wie dies durch eine Leitung 210 angedeutet ist. Die Lastimpedanz 208 empfängt den Rückstellstrom I_R, der durch die Drehspule 36 fließt, und erzeugt eine Spannung V._cc am Lastwiderstand, die die durch den Beschleunigungsmesser 10 gemessene Beschleunigung darstellt. Insbesondere enthält die Lastimpedanz 208 einen Widerstand, an dem die Spannung V-_cc gemessen wird, wobei der Widerstandswert des Widerstandes den gewünschten Skalenfaktor bildet, der gewöhnlich mit V/g bezeichnet wird. Da der durch die Drehspule 36 fließende Strom I_n, direkt von der zu messenden Beschleunigung abhängt,

It

kann durch Ändern des Widerstandswertes des Widerstandes in der Lastimpedanz 208 der gewünschte Skalenfaktor V/g erhalten werden, indem lediglich der genaue Wert für den Widerstand in der Lastimpedanz 208 gewählt wird. Die Lastimpedanz 208 kann auch andere rückwirkende Bauelemente aufweisen, wie z. B. Kondensatoren zum Ausfiltern unerwünschter Signale. Der Rückstellstrom I_R selbst wird in einem Ausgangs-Ansteuerglied 212 erzeugt und an die Drehspule 36 über eine

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Leitung 214 abgegeben.

Ein über eine Leitung 218 mit einer Quelle positiver Spannung +V_n und über eine Leitung 220 mit einer Quelle

negativer Spannung -V₅ verbundener Sägezahn-Oszillator speist ein Sägezahnsignal mit einer Frequenz in der Größenordnung von 10 kHz bis 1 MHz an das Fühler-Ansteuerglied 204 über eine Leitung 222. Das durch den Sägezahn-Oszillator 216 erzeugte Signal hat eine ansteigende Spannung, die zeitlinear bis zur Spitzenspannung anwächst und dann sehr schnell auf einen negativen Wert abfällt. Dieses Sägezahn-Signal liegt über das Fühler-Ansteuerglied 204 an den Kondensatorplatten 18 und 20 mittels der Leitungen 200 und 202. Die so an den Kondensatorplatten l8 und 20 liegende zeitveränderliche Spannung führt zu einem Stromfluß Ip₁ in der Leitung 200 und zu einem Stromfluß Ip₂ in der Leitung 202. Das Fühler-Ansteuerglied 204 verwendet auch die Versorgungsspannungen +V_s und -Vg über die Leitungen 218 und 220 zusammen mit einer Bezugsspannung V_R „ als Eingangssignale zum Fühler-Ansteuerglied 204 über die Leitung 224. Ein Schaltbild des Fühler-Ansteuergliedes 204 ist in Fig. 10 dargestellt.

Mit dem Fühler-Ansteuerglied 204 ist über Leitungen 226 und 228 ein Differenz-Fühlerglied 230 verbunden. Das Fühler-Ansteuerglied 204 zieht Ströme I' . und I' vom Differenz-Fühlerglied 230 auf den Leitungen 226 und 228, die im wesentlichen gleich den Kondensatorströmen Ip₁ und I_C2 sind. Ein Schaltbild des Differenz-Fühlergliedes 230 ist in Fig. 12 näher dargestellt. Das Differenz-Fühlerglied 230 mißt die Differenz zwischen den Strömen I'_P1 und I'p-»» die ihrerseits die Differenz in der Kapazität zwischen den Kondensatoren C₁ und C darstellt, die durch die Kondensatorplatten 18 und 20 sowie das Pendel 26 gebildet werden, und die ein Ausgangssignal auf einer Leitung 232 proportional

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27232U

zur Differenz zwischen diesen beiden Strömen erzeugt. Das Ausgangssignal auf der Leitung 232, das durch einen Ausgangsstrom oder ein Differenzsignal I_D dargestellt wird, dient als Eingangssignal zu einem Tiefpaßfilter 234. Das Tiefpaßfilter 234 filtert in erster Linie das HP-Trägersignal (10 kHz bis 1 MHz) aus, das durch den Oszillator 216 erzeugt wird. Die Gleichstromkomponenten des Signales I , das die Unterschiede in der Kapazität zwischen den Platten 18 und 20 und damit die Auslenkung des Pendels 26 aufgrund einer Beschleunigung darstellt, werden über eine Leitung 236 zum positiven Anschluß eines Operationsverstärkers 238 übertragen. Der Operationsverstärker 238 wandelt das Stromsignal I^ in ein Spannungs-Ausgangssignal V~ auf einer Leitung 240 um, das die Differenz in der Kapazität zwischen den Kondensatoren C und C darstellt, wobei der Verstärkungsfaktor des Ausgangssignales V~ auf der Leitung 2¹IO durch ein Eingangssignal in den negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238 auf einer Leitung 242 steuerbar ist. Das Ausgangssignal oder die Differenzspannung V_ß wird dann an einen Spannungs-Strom-Umsetzer 244 abgegeben, der Eingangssignale auf Leitungen 246 oder 248 zur Ausgangs-Ansteuerstufe 212 speist. Die Ausgangs-Ansteuerstufe 212 erzeugt bei einem Stromsignal auf der Leitung 246 oder 248 den Rückstellstrom I_R auf der Leitung 214.

Zusätzlich liegt ein Servo-Kompensierglied 250 in Rückkopplung zwischen dem Spannungs-Strom-Umsetzer 244 und dem negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238. Das Servo-Kompensierglied 250 steuert in erster Linie den Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 238 und beeinflußt damit die Verstärkungs-Servo-Systeme insgesamt, abhängig von der Frequenz des Ausgangssignales I_ß. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Servo-Kompensiergliedes ist in Fig. 14 dargestellt. Das Servo-Kompensierglied 250 ist im wesentlichen ein Bandpaßfilter, das z. B. effektiv lediglich ein Rückkopplungssignal I„ vom Umsetzer 244 an den negativen An-

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27232U

Schluß des Operationsverstärkers 238 abgeben läßt, wenn I_D und V_D im wesentlichen Gleichsignale sind oder sehr niedere Frequenz haben. Damit ist der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 238 i'ür Gleichsignale oder NP-Ausgangssignale des Beschleunigungsmessers sehr hoch. Der Einfluß des im wesentlichen unbegrenzten Verstärkungsfaktors durch den Operationsverstärker 2 38 bei niederen Frequenzen verfestigt das Pendel 26 bezüglich der Kondensatorplatten 18 und 20 für NF-Schwingungen, so daß das Pendel starr in vorbestimmter Lage zwischen den Platten l8 und 20 gehalten wird. Durch diesen sehr hohen Verstärkungsfaktor für Gleichsignale oder NF-Schwingungen werden Fehler und Vorspannungen aufgrund Auslenkungen oder der Trägheit des Pendels 26 im wesentlichen verringert, und die Genauigkeit des Beschleunigungsmessers wird wesentlich verbessert. Für höhere Schwingfrequenzen, z. B. im Bereich von 50 Hz, erlaubt das Servo-Kompensierglied die Einspeisung eines relativ großen Rückkopplungssignales Ip in den negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238, wodurch der Verstärkungsfaktor des Verstärkers verringert wird. Der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 238 wird für diese mittleren Frequenzen verringert, um einen instabilen Betrieb der Servo-Schleife aufgrund der Einwirkungen mechanischer Kräfte des Beschleunigungsmessers 10 zu verhindern. Z. B. liegt die Eigenfrequenz des Pendels 26 vorzugsweise im Bereich dieser mittleren Frequenzen, was zu instabilem Betrieb der Servo-Schleife führen kann, wenn der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 238 bei diesen Frequenzen sehr groß ist. Oberhalb der mittleren Frequenzen verringert das Servo-Kompensierglied 250 erneut das Rückkopplungssignal Ip am negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238, wodurch dessen Verstärkungsfaktor erhöht wird. Der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 238 wird bei diesen höheren Frequenzen vergrößert, um das Ansprechen des Beschleunigungsmessers 10 zu verbessern, wenn dieser relativ hochfrequenten Beschleunigungs-Eingangssignalen ausgesetzt ist, wo die mechanischen Kräfte des Beschleunigungsmessers 10 kein bedeutender Faktor sind, der Instabilität in der Servo-Schleife hervorruft. Die Erhöhur

löhunK des Verstärkungsfaktors kompensiert ?09%82/Q685

die Verringerung in der Bewegung des Pendels 26 bei höheren Schwingfrequenzen. Zusätzlich schließt das Servo-Kompensierglied 250 entstabilisierende Einflüsse einer Änderung der Lastimpedanz 208 auf das Servo-System der Fig. 9 aus. Daher ist es mittels des Servo-Kompensiergliedes 250 möglich, zahlreiche Lastimpedanzen zu verwenden, wodurch die Auswahl eines geeigneten Spannungs-Skalenfaktors ohne erneute Kalibrierung der Elektronik des Beschleunigungsmessers 10 erleichtert wird.

Zusätzlich hat die elektronische Schaltung der Fig. 9 einen Stellwiderstand R„ zwischen der Quelle positiver Spannung +V- auf der Leitung 218 und der Ausgangsleitung 232 des Fühlergliedes 23O. Durch Ändern des Widerstandswertes des Widerstandes R_T kann eine Vorspannung an den positiven Anschluß des Operationsverstärkers 238 gelegt werden, wodurch die Null-Stellung des Pendels 26 zwischen den Kondensatorplatten 18 und 20 eingestellt wird.

In Fig. 10 ist ein Schaltbild des Fühler-Ansteuergliedes 201 gezeigt. Das Sägezahnsignal vom Sägezahn-Oszillator 216 liegt über die Leitung 222 an der Basis eines Transistors 254. Der Transistor 254 isoliert in erster Linie den Oszillator 216 vom Fühler-Ansteuerglied 20^. Mit dem Emitter des Transistors 25** sind über einen Widerstand 256 die Basisanschlüsse von Transistoren 258 und 260 verbunden. Wenn eine ansteigende Spannung vom Oszillator 216 an der Basis des Transistors 254 liegt, sind die Transistoren 258 und 260 in Vorwärts- oder Durchlaßrichtung vorgespannt oder eingeschaltet, so daß eine ähnlich anwachsende Spannung von den Leitungen 226 und 228 an den Kondensatorplatten 18 und 20 liegt, was zu den Strömen Ig₁ und Ip₂ führt. Weiterhin sind mit den Leitungen 200 und 202 zwei Transistoren 262 und 264 verbunden. Die Transistoren 262 und 264 arbeiten als Dioden und bilden einen Stromweg für die Entladung der Kondensatoren über eine Leitung 266. Basis und Kollektor eines zusätzlichen Transistors 268 sind mit dem Emitter des Transistors 254 verbunden, während der Emitter an die Leitung 266 angeschlossen

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272324/,

ist. Der Transistor 268 arbeitet so als Diode, um die Emitter der Transistoren 262 und 26¹J zusätzlich vorzuspannen. Eine Stromquelle oder aktive Last in der Form eines Transistors 270, eines Widerstandes 272, der Quelle negativer Spannung -V„ und der Bezugsspannung V„__p auf der Leitung 224 ist mit der Leitung 266 verbunden.

Im folgenden wird der Betrieb des Fühler-Ansteuergliedes 20*4 der Fig. 10 anhand der Signale der Fig. 11 näher erläutert. Im oberen Teil der Fig. 11 stellt das Spannungssignal 274 die Emitterspannung V der Transistoren 258 und 260 der Fig. 10 dar. Der Verlauf des V_£-Signales 264 ist im wesentlichen gleich dem Verlauf der vom Sägezahn-Oszillator 216 auf der Leitung 222 eingespeisten Sägezahnspannung. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, wächst die Spannung Vg zeitlinear mit einem Anstieg 276, bis eine Spitzenspannung 278 erreicht ist, wonach die Spannung schnell auf einen negativen Wert bei einer Stelle 280 abfällt. Ein Signal 28l in Fig. 11 stellt die Spannung V„ an den Kondensatorplatten 18 und 20 dar. Die Kondensatorspannung V_c bleibt anfänglich konstant, wie dies durch das Bezugszeichen 282 in Fig. 11 angedeutet ist, bis die Transistoren 258 und 260 in Vorwärts-Richtung vorgespannt sind. Nachdem die Transistoren 258 und 260 in Vorwärts-Richtung vorgespannt sind, hat die Spannung V_c den gleichen Verlauf wie die Spannung V_£. An der Stelle 278 auf dem Signal 274, wo die Spannung V_E ihr Vorzeichen ändert, bleibt die Kondensatorspannung Vp in einem Bereich 284 konstant, bis die Transistoren 262 und 264 in Vorwärts-Richtung vorgespannt sind, so daß sich die Kondensatoren C₁ und C₂ über die Leitung 266 zur aktiven Stromquelle 270 entladen können. Da eine lineare Beziehung zwischen der Kondensatorspannung V„ und der Zeit besteht, können die Kondensatorströme Ip₁ und Ip₂ durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

^AVcl
τ - η ~

¹Ci " ^ci ~~T
Δ t

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-η -

27232U

Δ v_c2

^JC2 ^{= C}2

Δ t

mit C. und C = Kondensatoren, die durch die Kondensatorplatten 18 und 20 sowie das Pendel 26 gebildet werden (vgl. Fig. 10), und

V ₁ und V= Spannungen an den einzelnen Kondensatoren. Daraus folgt, daß die Kondensatorströme Ip₁ und Ig₂ konstant sind, wenn eine direkte lineare Beziehung zwischen Vp und der Zeit vorliegt. Die Art der Kondensatorströme Ip₁ und Ip₂ ist im Signal 286 der Fig. 11 gezeigt, wo während des linearen Anstiegs der Kondensatorspannung Vp im Signal 281 die Kondensatorströme in Bereichen 288 und 290 konstant bleiben und zu den Kondensatoren C₁ und C₂ fließen, wogegen während des Abfalls der Spannung V_ die Kondensatorströme in entgegengesetzter Richtung fließen, wie dies in einem Bereich 292 angedeutet ist. Da die Transistoren 262 und 264 zum Leiten der Kondensator-Entladeströme im Bereich 292 der Fig. 11 zu der durch den Transistor 217 dargestellten aktiven Last dienen, haben die in Bereichen 296 und 298 des Signales 294 dargestellten Strom-Eingangssignale I'_C1 und I'_co zum Fühler-Ansteuerglied 204 auf den Leitungen 226 und 228 ungefähr gleiche Größe und Richtung wie die Kondensatorströme Ip₁ und I_c2» wobei jedoch der negative Teil 292 weggelassen ist. Damit bilden die Ausgangsströme I'_C1 und I'_C2 des Differenz-Fühlergliedes 230 der Fig. 9 auf Leitungen 226 und 228 eine Folge von Impulsen eines Vorzeichens, wie dies durch das Signal 294 der Fig. 11 angedeutet ist. Die tatsächliche Größe der Ströme I'_C1 und I'_C2 ist proportional zu den Kapazitäten der Kondensatoren C₁ bzw. Cp.

In Fig. 12 liegt die positive Spannung +V„ am Differenz-Fühlerglied 230 über eine Leitung 218 zu einem Transistor 300 und einem Vorwiderstand 302. Der Transistor 300 arbeitet im wesentlichen als Diode, so daß Strom vom Emitter des Transistors 300 zu einem Stromverstärker aus Transistoren 304, 306, 308 und 210 fließen kann. Der durch diese Transisto-

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27232α

ren festgelegte Stromverstärker bildet eine Stromquelle für das Fühler-Ansteuerglied 204 der Fig. 10, wobei der Verstärkungsfaktor dieses Stromverstärkers durch Ändern des Widerstandswertes des Vorwiderstandes 302 einstellbar ist. Auf diese Weise kann der Verstärkungsfaktor des Differenz-Fühlergliedes 230 eingestellt werden, um die bestimmten mechanischen Kräfte des Beschleunigungsmessers 10 zu reflektieren, oder für die bestimmte Anwendung, für die der Beschleunigungsmesser vorgesehen ist. Eine aktive Last aus Transistoren 312, 31Ί, 316, 318 und aus Widerständen 320 und 322 dient auch als Strom-Spiegel, wobei der Kollektorstrom des Transistors 31*4 ungefähr gleich dem Kollektorstrom des Transistors 308 ist. Der Ausgangsstrom Ι_β auf der Leitung 232 ist proportional der Differenz der Ströme I'_C1 und I'_C2 aufgrund der folgenden Beziehungen. Der Kollektorstrom Ip-I₀R ^{des Trans}i^stors 308 ist gegeben durch:

^IC3O8 ^{= KI}'ci »

mit K = Verstärkungsfaktor des Stromverstärkers, festgelegt durch den Widerstand 302.

Auf gleiche Weise ist der Kollektorstrom Ip-I₁Q des Transistors 310 gegeben durch:

T - KT ·

^XC310 ^AA C2*

Damit gilt für den Kollektorstrom Ip^j. des Transistors die folgende Beziehung:

T - T - KT ι

C314 " C3O8 " Cl*

Daher gelten an einem Knotenpunkt 324 der Schaltung der Fig. 12 für die Ströme die folgenden Beziehungen:

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- 24 -

272324/.

¹D ⁼ -""031O " ^IC3O8

¹D ⁼

Zusammenfassend ist deshalb der Ausgangsstrom I- auf der Leitung 232 proportional zum Unterschied zwischen den Strömen I'_C1 und l^f _C2» wobei K den VerstärkungsfaKtor des Systems angibt. Diese Art von Fühlerglied hat auch den bedeutenden Vorteil, daß die Messung von Unterschieden zwischen Kapazitäten der Kondensatoren C₁ und C₅ in der Größenordnung von 1 x 10 ^J pP möglich ist, so daß sehr kleine Kondensatorplatten 18 und 20 verwendet werden können. Die Messung von derart kleinen Kapazitäten hat den weiteren Vorteil, daß sehr ge ringe Auslenkungen des Pendels 26 erfaßt werden, wodurch Linearität und Genauigkeit des Beschleunigungsmessers 10 verbessert werden.

Nach Durchgang durch das Tiefpaßfilter 234 der Fig. 9 zum Ausfiltern der durch den Sägezahn-Oszillator 216 erzeug ten Trägerfrequenz von 10 kHz bis 1 MHz wird der Ausgangsstrom I_D an den positiven Anschluß des Operationsverstärkers 238 abgegeben. Das Ausgangssignal V_D des Operationsverstärkers 238 auf der Leitung 240 wird dann zu einem Spannungs-Umsetzer 244 gespeist, der in Fig. 13 durch Strichlinien angedeutet ist. Wenn die Ausgangsspannung V^ positiv ist, leitet ein Transistor 326, dessen Basis mit der Leitung 240 verbunden ist. Wenn dagegen die Ausgangsspannung V_D negativ ist, lei tet ein zweiter Transistor 328, dessen Basis über Dioden 330 und 332 mit der Leitung 240 verbunden ist. Eine Stromquelle 333 hält mittels eines Stromes I₃ die Dioden 330 und 332 in Vorwärts- oder Durchlaßrichtung vorgespannt. Wenn der Transistor 326 leitet, fließt der Rückkopplungsstrom I_p auf der Leitung 246 von der Ausgangs-Ansteuerstufe 212 durch den Kollektor und den Emitter des Transistors 326 zur Leitung 252. Wenn auf ähnliche Weise der Transistor 328 leitet, fließt der Rückkopplungsstrom I_p zur Ausgangs-Ansteuerstufe

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212 auf der Leitung 248 durch den Emitter und den Kollektor des Transistors 328 von der Leitung 252. In jedem Fall ist der Rückkopplungsstrom I„ proportional zum Wert der Spannung

Die durch Strichlinien in Fig. 13 angedeutete Ausgangs-Ansteuerstufe 212 hat im wesentlichen zwei Stromverstärker. Der erste Stromverstärker hat Widerstände 334 und 336, einen Operationsverstärker 338 und einen Transistor 340. Der zweite Stromverstärker besteht aus Widerständen 342 und 344, einem Operationsverstärker 346 sowie einem Transistor 348. Der erste Stromverstärker spricht auf die Spannung am Widerstand 334 an, indem infolge des Betriebs des Operationsverstärkers 338 eine gleiche Spannung am Widerstand 336 erzeugt wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers 338 ist mit der Basis des Transistors 340 verbunden, und der Transistor 340 wird angesteuert, bis der Strom durch den Widerstand 336 eine Spannung gleich der Spannung am Widerstand 33¹J erzeugt. Daher bestimmt die Beziehung zwischen den Widerstandswerten der Widerstände 334 und 336 den Verstärkungsfaktor des Stromverstärkers und somit den Wert des Rückstellstromes I_D. Der

zweite Stromverstärker arbeitet in genau gleicher Weise, wobei der Operationsverstärker 346 bewirkt, daß der Transistor 348 ausreichend Strom leitet, um die Spannungen an den Widerständen 342 und 344 auszugleichen. Wenn der Transistor 326 des Spannungs-Strom-Umsetzers 244 leitet, ist als Ergebnis der Rückkopplungsstrom I„ gegeben durch:

¹F ^{= R}336^/R334^IR *

Wenn der Transistor 328 leitet, fließt der Rückkopplungsstrom Ip in entgegengesetzter Richtung und hat auf ähnliche Weise folgenden Wert:

¹F ^{= R}344^/R342^XR · 709882/0685

- 26 -

Daher gilt folgende allgemeine Beziehung zwischen dem Rückstellstrom I_R und dem Rückkopplungsstrom I_p (abhängig vom Vorzeichen des Signales V):

¹P ^{= R}336^/R334^IR ^Oder

Da der Rückkopplungsstrom I„ zum Servo-Kompensierglied 250 zum Rückstellstrom I_ durch die alternativen Verhältnisse

R,,g/R*-tu und R,^₁,/R,^₂ in Beziehung steht, müssen die Widerstandswerte dieser Widerstände so gewählt werden, daß der größtmögliche Ausgleich erzielt wird, da sonst Störungen oder andere Fehler im Ausgangssignal des Systems auftreten. Deshalb sind die Widerstände 334, 336, 342 und 344 vorzugsweise nicht in der integrierten Schaltung 44 der Fig. 1 enthalten, so daß ihre Widerstandswerte einfacher eingestellt werden können und die Kalibrierung des Beschleunigungsmessers vor dem Zusammenbau erleichtert wird.

In Fig. 14 ist ein Schaltbild des Servo-Kompensiergliedes 25^ dargestellt. Die Schaltung der Fig. 14 ist (vgl. oben) im wesentlichen ein Bandpaßfilter, wobei ein Rückkopplungssignal Ip von relativ niederer Frequenz nicht zum negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238 über die Leitung 242 übertragen wird, und wobei auf ähnliche Weise ein Ip-Signal von sehr hoher Frequenz größtenteils nicht zur Leitung 242 übertragen wird. Ein Kondensator 350 verhindert wirksam, daß ein I_p-Gleichsignal den negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238 erreicht, was zu einem im wesentlichen unbegrenzten Verstärkungsfaktor durch den Operationsverstärker 238 unter Gleichstrombedingungen führt. Auf gleiche Weise ermöglicht ein Kondensator 352 zusammen mit Widerständen 354, 356, 358 und 36O, daß das Ip-Signal hoher Frequenz nach Erde übertragen wird, so daß der Operationsverstärker 238 einen relativ großen Verstärkungsfaktor hat. Bei mittleren Frequenzen, wo z. B.

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" ~ 27232U

das Beschleunigungssignal am Beschleunigungsmesser 10 ungefähr gleich der Eigenfrequenz des Pendels 26 ist, erlaubt das Servo-Kompensierglied, daß ein Teil des Rückkopplungssignales Ip zum negativen Anschluß des Operationsverstärkers 238 übertragen wird, wodurch der Verstärkungsfaktor der Servo-Schleife verringert wird. Damit kann durch Einstellen der Werte der verschiedenen Bauelemente im Servo-Kompensierglied 250 das Frequenz-Ansprechen des Servo-Systems bezüglich des Verstärkungsfaktors eingestellt werden, um die dynamischen Eigenschaften der mechanischen Bauteile des Beschleunigungsmessers 10 und die bestimmte Anwendung wiederzuspiegeln, für die der Beschleunigungsmesser verwendet wird. Zusätzlich arbeitet der Widerstand 36O des Servo-Kompensiergliedes 250 mit verschiedenen Bauelementen des Strom-Umsetzers 2M und der Ausgangs-Ansteuerstufe 212 zusammen, um einen Wert für den Rückkopplungsstrom I_p zu erzeugen, der proportional dem Verhältnis V_D/R,_6o ist.

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FIG.

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112

FIG.

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Claims

Ansprüche

l.yServo-Beschleunigungsmesser,

mit einem Gehäuse, und

mit einem Pendel,

gekennzeichnet durch

einen einstückigen Halterahmen (16A), der im Gehäuse (12) befestigt ist, das Pendel (26) trägt und dessen begrenzte Bewegung bei Beschleunigung ermöglicht,

einen Lagefühler zum Erzeugen eines die Lage des Pendels (26) im Gehäuse (12) darstellenden Signales,

eine Rückstelleinrichtung zum Bewegen des Pendele (26) in vorbestimmte Lage im Gehäuse (12),

einen Schaltungsträger, der am Halterahmen (16A) gesichert ist, und

eine integrierte Schaltung im Gehäuse (12), die am Schaltungsträger gesichert ist und auf das Pendellage-Signal zum Steuern der Rückstelleinrichtung anspricht.

2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Lagefühler zwei beabstandete parallele Kondensatorplatten (18, 20) hat, die am Halterahmen (16A) gesichert sind.

3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Ende des Pendels (26) die Form eines Blatts (28) aufweist und durch den Halterahmen (16A) parallel zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) gelagert ist.

4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kondensatorplatten (18, 20) und das Blatt (28) zwei Kondensatoren mit jeweils einer Kapazität von

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INSPECTED

ca. 2 pP bilden, wenn das Blatt (28) in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) liegt.

5. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückstelleinrichtung aufweist:

einen Dauermagneten (MO), der am Halterahmen (16A) gesichert ist,

ein Polstück (Mi), das an. Dauermagneten (¹JO) gesichert ist, und

eine Drehspule (36), die am Pendel (26) befestigt ist, wobei der einstückig Halterahmen (16A) so gestaltet ist, daß er einen magnetischen Kreis zwischen dem Dauermagneten (MO), dem Polstück (Ml) und der Drehspule (36) bildet.

6. Beschieunigungsrr.esser nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Pendel (26) an einer Welle (30) gesichert ist, die ihrerseits drehbar durch zwei Bänder (86) gelagert ist, die am Kalterahmen (16A) gesichert sind.

7. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltungsträger eine im wesentlichen rechteckige Schaltungsplatte (42) hat, die am Halterahmen (16A) oberhalb und im allgemeinen parallel zum Pendel (26) gesichert ist.

8. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (12) irr. wesentlichen die Form eines Zylinders mit geschlossenem Ende hat.

9. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 8,

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dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (12) hermetisch abgedichtet ist.

10. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 9,

gekennzeichnet durch

ein Kopfstück (5Ό> das zusammen mit dem Halterahmen (16A) und dem Gehäuse (12) eine hermetische Dichtung bildet.

11. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kondensatorplatten (18, 20) und das Blatt (28) zusammen zwei Kondensatoren bilden, deren jeder eine Kapazität von ca. 2 pF besitzt, wenn das Blatt (28) in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) liegt.

12. Servo-Beschleunigungsmesser,

gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (12) mit im wesentlichen Zylinderform,

einen einstückigen Halterahmen (16A), der am Gehäuse (12) gesichert ist,

ein Pendel (26) mit einem Blatt (28) an einem Ende,

ein am Halterahmen (l6A) gesichertes Lager einschließlich einer Welle (30), das das Pendel (26) im wesentlichen parallel zur Zylinder-Achse des Gehäuses (12) lagert, wobei die Welle (30) quer zum Pendel (26) gesichert ist,

zwei beabstandete parallele Kondensatorplatten (18, 20), die im Gehäuse (12) gesichert sind, wobei das Blatt (28) beabstandet parallel zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) liegt und quer zur Ebene der Kondensatorplatten (18, 20) abhängig von Beschleunigungskräften senkrecht zur Oberfläche des Blatts (28) beweglich ist,

eine Rückstelleinrichtung einschließlich einer am Halterahmen (16A) befestigten Magnet-Anordnung und einer am Pendel (26) gesicherten Drehspule (36), um das Blatt (28) in vorbestimmte Lage zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) zu bewegen,

einen im wesentlichen rechteckigen Schaltungsträger,

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- yi -

27232U

der mit jedem Ende irr. lialterahmen (l6A) oberhalb und im wesentlichen parallel zum Pendel (26) gesichert ist, und

eine elektronische Schaltung (¹J¹J), die mit einer Seite des Schaltungsträgers gesichert und elektrisch mit den Kondensatorplatten (18, 20) verbunden ist, wobei das Pendel (26) und die Drehspule (36) einen Rückstellstrom in der Drehspule (36) erzeugen, um das Blatt (28) in die vorbestimmte Lage zu bewegen, wenn das Blatt (28) näher an die eine oder andere Kondensatorplatte (18, 20) abhängig von einer Beschleunigungskraft bewegt wurde.

13. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß das Pendel (26) einen längsverstärkten Stab hat.

I¹J. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Stab zwei Rippen entlang jeder seiner Seiten hat.

15. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Stab mit einer Dreieck-Rippe entlang seiner Längsachse ausgestattet ist.

16. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Lager zwei Bänder (86) hat, die am Halterahmen (I6A) gesichert sind, um jedes Ende der Welle (30) aufzunehmen und zu lagern.

17. Beschleunigungsmesser nach Anspruch l6,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Bänder (86) Lager aufweisen, und daß die Welle (30) Steinzapfen an jedem Ende hat, die in die Lager eingreifen und für die Welle (30) ein bei Dre hung im wesentlichen reibungsfreies Lager bilden.

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* 27232Λ4

18. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kondensatorplatten (18, 20) und das Blatt (28) zusammen zwei Kondensatoren mit einer Kapazität von ca. 2 pP bilden, wenn das Blatt (28) in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) liegt.

19. Beschleunigungsmesser nach Anspruch l8,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung (U4) aufweist:

ein Schaltglied (20U) zur Abgabe einer zeitveränderlichen Spannung an die Kondensatoren,

ein Fühlerglied (230) zum Messen des Stromes durch jeden Kondensator (C , C_) und Erzeugen eines den Unterschied zwischen den Strömen darstellenden Signales, und

eine Ausgangsstufe (212), die auf das Differenzsignal anspricht und den Rückstellstrom erzeugt.

20. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 19»

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) zusätzlich ein Servo-Kompensierglied (250) aufweist, das den Verstärkungsfaktor des Rückstellstromes abhängig von der Frequenz des Differenzsignales steuert.

21. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Halterahmen (I6A) einen magnetischen Kreis zwischen der Drehspule (36) und der Magnet-Anordnung bildet.

22. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet, daß die Magnet-Anordnung aufweist:

einen Dauermagneten (UO), der mit seiner Unterseite mit dem Halterahmen (I6A) verbunden ist, und

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Q 27232U

ein Polstück ('U), das mit der Oberseite des Dauermagneten (²JC) verbunden ist und im wesentlichen innerhalb der Drehspule (56) lieft.

23. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Drehspule (36) elektrisch mit dem Schaltungsträger durch wenigstens einen Federdraht (7¹J) verbunden ist.

24. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 23,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Ende jedes Federdrahtes (7¹O an der Welle (30) befestigt ist.

25. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2¹J,

gekennzeichnet durch

ein am Halterahmen (I6A) gesichertes Halteglied (78), öffnungen (80) im Schaltungsträger,

von denen wenigstens zwei am Halteglied (78) befestigt sind, das sich durch eine der öffnungen (80) erstreckt,

wobei das andere Ende jedes Federdrahtes (7¹J) an einem der Stifte (76, 77) befestigt ist.

26. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaltungsträger eine Schaltungsplatte (42) aus Isolier-Substratmaterial hat.

27. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kondensatorplatten (18, 20) mit dem Blatt (28) zusammenwirken, um zwei Kondensatoren (C₁, C_p) zu bilden, und

daß die elektronische Schaltung (¹J¹J) aufweist:

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einen Generator (?04) zur Abgabe einer zeitveränderlichen Spannung an die Kondensatoren (C , C₂), und

ein Fühlerglied (230) zum Messen des Stromes durch jeden Kondensator (C₁, C₂) und zum Erzeugen eines die Differenz zwischen den Strömen darstellenden Signales.

28. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 27,

dadurch gekennzeichnet,

daß die elektronische Schaltung (44) zusätzlich eine Ausgangsstufe (212) aufweist, die auf das Differenzsignal anspricht und einen Rückstellstrom an die Drehspule (36) abgibt, und

daß die Ausgangsstufe (212) ein Servo-Kompensierglied (250) hat.

29. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) hermetisch abgedichtet ist.

30. Servo-Beschleunigungsmesser,

gekennzeichnet durch

ein zylindrisches Gehäuse (12), von dem ein Ende abgeschlossen und das andere Ende offen ist,

einen einstückigen Halterahmen (16A) zur Einführung in das Gehäuse (12),

ein Pendel (26) einschließlich eines Stabes und eines Blatts (28),

eine Welle (30), die am Stab zur drehbaren Lagerung des Pendels (26) gesichert ist,

zwei Bänder (86), die am Halterahmen (16A) parallel zu und auf jeder Seite des Pendels (26) gesichert sind,

zwei Lager, von denen eines mit jedem Band (86) verbunden ist, um die Welle (30) drehbar zu lagern,

eine Stelleinrichtung für den Druck der Lager auf die Welle (30),

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zwei beabstandete Kondensatorplatten (l8, 20), die am Halterahmen (16A) gesichert sind, wobei das Blatt (28) parallel zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) liegt, die zusammen mit dem Blatt (28) zwei Kondensatoren (C , C-) mit einer Kapazität von ca. 2 pF bilden,

eine Drehspule (36)> die am Pendelstab zwischen dem Blatt (28) und der Welle (30) gesichert ist,

einen Dauermagneten (40), der am Halterahmen (16A) gesichert ist,

ein Polstück (Hl), das am Dauermagneten (40) gesichert ist und in der Drehspule (36) liegt,

einen zusätzlichen Teil des einstückigen Halterahmens (l6A), der so gestaltet ist, daß er einen magnetischen Kreis vom Dauermagneten (40) zur Drehspule (36) erzeugt, eine Dickfilm-Schaltungsplatte (42),

mehrere Schaltungsplatten-Halteteile aus dem einstückigen Halterahmen (16A), wobei die Schaltungsplatte (42) an den Halteteilen oberhalb und im allgemeinen parallel zum Pendel (26) gesichert ist,

eine elektronische Schaltung (44), die an der Schaltungsplatte (42) befestigt ist, einschließlich: eines Schaltgliedes (204) zur Abgabe einer zeitveränderlichen Größe an die Kondensatoren (C₁, C), eines Fühlergliedes (230) zum Messen des Stromes durch jeden Kondensator (C₁, Cp) und zum Erzeugen eines die Differenz zwischen den Strömen darstellenden Signales sowie einer Ausgangsstufe (212), die auf das Differenzsignal anspricht und einen Rückstellstrom in die Drehspule (36) speist, wobei die Ausgangsstufe (212) ein Servo-Kompensierglied (250) hat, und

ein Kopfstück (54), das am Halterahmen (16A) gesichert ist und das offene Ende des Gehäuses (12) hermetisch abdichtet.

31. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch
zwei Federdraht-Verbindungen zwischen der Welle (30)

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und der Schaltungsplatte (42), um die Drehspule (36) elektrisch mit der Schaltungsplatte (42) zu verbinden und ein Ausgleichs-Drehmoment an das Pendel (26) abzugeben.

32. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch

zwei öffnungen (80) aus der Schaltungsplatte (42) heraus, wobei zwei Verbindungsstifte (76, 77) und ein Stift-Halteglied am Halterahmen (l6A) befestigt sind, um die Verbindungsstifte (76, 77) in den öffnungen (80) der Schaltungsplatte (42) zurückzuhalten, wodurch die Federdrähte (74) mit den Stiften (76, 77) verbunden sind.

33· Beschleunigungsmesser nach Anspruch 32 _t dadurch gekennzeichnet,

daß die Schaltungsplatte (42) eine Dickfilm-Hybrid-Schaltungsplatte einschließlich eines Substrates aus Aluminiumoxid ist.

34. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 33,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein erster Teil der elektronischen Schaltung (44) als integrierte Schaltung und ein zweiter Teil als Hybridschaltung auf dem Substrat ausgeführt sind.

35. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 34,

dadurch gekennzeichnet,

daß die integrierte Schaltung durch einen Metall- Deckel eingeschlossen ist, der an der Schaltungsplatte (42) befestigt ist.

36. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 35,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Kopfstück (54) eine öffnung aufweist, durch die das Gehäuse (12) evakuierbar ist.

37. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 36,

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- yi -40 27232U

dadurch gekennzeichnet,

daß das Kopfstück (5Ό Mittel zum Abdichten seiner öffnung aufweist.

38. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 37»

dadurch gekennzeichnet,

daß sich durch das Kopfstück (54) mehrere Verbindungsstifte erstrecken.

39. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 38,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Kopfstück (5¹O mit dem Halterahmen (I6A) verschweißt ist, und

daß der Halterahmen (I6A) mit dem Gehäuse (12) verschweißt ist.

40. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 39 f

dadurch gekennzeichnet,

daß die Drehspule (36) am Pendel (26) durch eine Spule gesichert ist.

41. Beschleunigungsmesser nach Anspruch ¹JO,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Stabteil des Pendels (26) eine Einrichtung zum Verstärken des Stabes in Längsrichtung hat.

42. Beschleunigungsmesser mit einem Gehäuse,

gekennzeichnet durch

zwei beabstandete parallele Kondensatorplatten (18, 20), die im Gehäuse (12) gesichert sind,

ein Pendel (26) einschließlich eines Stabgliedes und eines am einen Ende des Stabgliedes befestigten Blatts (28), das im wesentlichen parallel beabstandet zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) vorgesehen ist,

eine quer zur Längsachse des Pendels (26) gesicherte Welle (30),

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einen im Gehäuse (12) gesicherten Halterahmen (16), und

ein Wellen-Lager, das am Halterahmen (16A) zum drehbaren Lagern der Welle (30) gesichert ist, wobei das Wellen-Lager ein erstes und ein zweites Lager zum Aufnehmen und drehbaren Lagern jedes Endes der Welle (30) hat, wobei ein erstes Band (86) an jedem Ende des Halterahmens (l6A) zum Lagern des ersten Lagers gesichert ist, und wobei eine Einrichtung das zweite Lager hält.

43. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 42,

dadurch gekennzeichnet,

daß das zweite Lager direkt am Halterahmen (16A) befestigt ist.

44. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 43,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Wellen-Lager zusätzlich eine Stelleinrichtung für den Druck der Lager auf die Welle (30) hat.

45. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 44,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Stelleinrichtung ein Federelement zwischen einem Ende des ersten Bandes (86) und dem Halterahmen (16A) hat.

46. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 45,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Pederelement mit einem Ende des ersten Bandes (86) einstückig ist.

47. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 44,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Stelleinrichtung einen Schraubteil des Halterahmens (16A) und eine Stellschraube (46, 48) besitzt, die mit dem Schraubteil verschraubt ist, wobei ein Ende der

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Stellschraube (46, 48) am ersten Band (86) anliegt.

48. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 44,

dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Band (86) wenigstens einen Schlitz (112, 114) aufweist.

49. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 42,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zum Lagern des zweiten Lagers ein zweites Band (86) hat, das an jedem Ende des Halterahmens (I6A) gesichert ist.

50. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 49,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Wellen-Lager zusätzlich eine Stelleinrichtung für den Druck der Lager auf die Welle (30) hat.

51. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 50,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Stelleinrichtung wenigstens ein Federelement zwischen wenigstens einem Ende der Bänder (86) und des Halterahmens (16A) hat.

52. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Stelleinrichtung einen Schraubteil des Halterahmens (16A) und eine Stellschraube (46, 48) hat, die mit dem Schraubteil verschraubt ist, wobei ein Ende der Stellschraube an einem der Bänder (86) anliegt.

53· Beschleunigungsmesser nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bänder (86) wenigstens einen Schlitz (112, 114) aufweisen.

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272324A

54. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51»

dadurch gekennzeichnet,

daß die Bänder (86) zwei U-förmige Schlitze (112, 11¹J) aufweisen.

55. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51,

dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Beschleunigungsmesser wenigstens einen Rechteck-Schlitz (112, 114) hat.

56. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51,

dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Band (86) wenigstens ein Schlitzpaar (112, 114) hat, wobei sich der erste Schlitz (112) jedes Schlitzpaares senkrecht von einer Seite des Bandes (86) hinter der Längsachse des Bandes (86) und der zweite Schlitz (114) senkrecht von der anderen Seite des Bandes (86) hinter der Längsachse des Eandes (36) erstrecken.

57. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Federelement ein becherförmiger Teil ist, der weiterhin mehrere radiale Schlitze hat, die von einem Ende des Bandes (86) ausgeführt sind.

58. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Pederelement zwei Blattfedern aufweist, die von einem Ende des Bandes (86) ausgeführt sind.

59. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 51,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Pederelement aus zwei Federelementen besteht, die von einem Ende des Bandes (86) ausgeführt sind, wobei sich die Federelemente in einer Kurve von l80° von der Ebene

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-A-

27232U

des Bandes (86) herum parallel zum Band (86) erstrecken.

60. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 42,

dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Ende der Welle (30) einen Steinzapfen hat.

61. Servo-Beschleunigungsmesser mit einem Gehäuse,

gekennzeichnet durch

zwei beabstandete parallele Kondensatorplatten (18, 20), die im Gehäuse (12) gesichert sind,

ein Pendel (26) einschließlich eines Blatts (28) an einen. Ende, das im allgemeinen parallel beabstandet zwischen den Kondensatorplatten (18, 20) liegt,

eine Welle (30), die quer zur Längsachse des Pendels (26) gesichert ist,

zwei Bänder (86), von denen jedes Ende mit dem Gehäuse (12) gesichert ist, so daß die Bänder (86) im allgemeinen parallel zu und auf jeder Seite des Pendels (26) liegen,

zwei Lager, die auf jedem Eand (86) gesichert sind und jedes Ende der Welle (30) aufnehmen und drehbar lagern,

eine erste Stelleinrichtung einschließlich eines Gewinde-Halteteiles, das am Gehäuse (12) entlang dem ersten Band (86) gesichert ist, und einer Stellschraube, die mit dem einstellbaren Halteteil verschraubt ist und von der ein Ende am ersten Band (86) anliegt, um den Druck der Lager auf die Welle (30) einzustellen, und

eine zweite Stelleinrichtung einschließlich eines Gewinde-Halteteiles, das am Gehäuse (12) entlang dem zweiten Band (86) gesichert ist, und einer Stellschraube, die mit dem Halteteil verschraubt ist und von der ein Ende am zweiten Band (86) anliegt, um den Druck der Lager auf die Welle (30) einzustellen.

62. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Band (86) wenigstens einen Schlitz (112,

lin) aufweist. 709882/0685

^27232U

63. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 61,

dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Bänder (86) einen U-förmigen Schlitz (112, 114) auf jeder Seite der Stelle auf dem Band (86) haben, wo die Stellschraube am Band (86) anliegt.

64. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 61,

dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Band (86) wenigstens einen Schlitz (112, 114) auf jeder Seite der Stelle aufweist, wo die Stellschraube am Band (86) anliegt, wobei die Schlitze (112, 114) senkrecht zur Längsachse der Bänder (86) verlaufen.

65· Beschleunigungsmesser nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Schlitze (112, 114) auf jeder Seite der Stelle vorgesehen sind, und

daß sich ein erster Schlitz (112) von einer Seite des Bandes (86) hinter der Längsachse des Bandes (86) und ein zweiter Schlitz (114) sich von der anderen Seite des Bandes (86) hinter der Längsachse des Bandes (86) erstrecken.

66. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 61,

dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Band (86) einen Rechteck-Schlitz (112, 114) auf jeder Seite der Stelle aufweist, an der die Stellschraube am Band (86) anliegt.

67. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 62,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende der Welle (30) einen Steinzapfen hat.

68. Pendel für Servo-Beschleunigungsmesser mit zwei parallel beabstandeten Kondensatorplatten,

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272324/»

gekennzeichnet durch

ein flaches Blatt (28), das zwischen die Kondensatorplatten (18, 20) einführbar ist, und

einen am einen Ende des Blatts (28) befestigten Stab (26), der mit einem erhöhten V-förmigen Mittelteil entlang im wesentlichen der gesamten Länge des Stabes (26) versehen ist.

69. Pendel für Servo-Beschleunigungsmesser mit zwei parallel beabstandeten Kondensatorplatten,

gekennzeichnet durch

ein flaches Blatt (28), das zwischen die Kondensatorplatten (18, 20) einführbar ist, und

einen am einen Ende des Blatts (28) befestigten Stab (26), der auf jeder Seite entlang seiner gesamten Länge mit erhöhten Halteteilen ausgestattet ist.

70. Elektronische Schaltung für Servo-System,

gekennzeichnet durch

zwei Kondensatorplatten (18, 20),

ein Pendel (26), das zwischen die Kondensatorplatten (18, 20) einführbar ist, um zwei Kondensatoren (C₁, Cp) zu bilden,

eine Rückstelleinrichtung einschließlich einer Drehspule (36) zum Bewegen des Pendels (26) zwischen den Kondensatorplatten (18, 20),

ein Ansteuerglied (204), das an jeden Kondensator (C₁, C₂) eine zeitveränderliche Spannung legt,

ein Fühlerglied (230), das betriebsmäßig mit dem Ansteuerglied (204) verbunden ist, um die Ströme durch die Kondensatoren (C , C) zu messen und ein Differenzsignal zu erzeugen, das die Differenz zwischen den Kondensatorströmen darstellt, und

eine Ausgangsstufe (212), die auf das Differenzsignal anspricht und mit der Drehspule (36) verbunden ist, um

709382/0686

einen Rückstellstrom zur Drehspule (36) zu speisen.

71. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70,

gekennzeichnet durch

einen Oszillator (216), der betriebsmäßig mit dem Ansteuerglied (2Oi*) verbunden ist, so daß dieses die zeitveränderliche Spannung erzeugt.

72. Schaltungsanordnung nach Anspruch 71,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Oszillator (216) ein Sägezahnsignal erzeugt.

73. Schaltungsanordnung nach Anspruch 72,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Sägezahnsignal eine Frequenz in der Größenordnung von 10 kHz bis 1 MHz hat.

7¹J. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet,

daß die zeitveränderliche Spannung im wesentlichen Sägezahnverlauf und damit einen Teil besitzt, in dem der Spannungsanstieg im wesentlichen zeitlinear verläuft.

75· Schaltungsanordnung nach Anspruch 7¹J, dadurch gekennzeichnet,

daß das Signal eine Frequenz in der Größenordnung von 10 kHz bis 1 MHz hat.

76. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ansteuerglied (20¹O einen ersten Transistor (262) zwischen dem Fühlerglied (230) und der ersten Kondensatorplatte (18) und einen zweiten Transistor (264) zwischen dem Fühlerglied (230) und der zweiten Kondensatorplatte (20) hat, um wahlweise Strom und Spannung vom Fühlerglied (230) zu den Kondensatorplatten (18, 20) zu übertragen.

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77. Schaltungsanordnung nach Anspruch 76,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ansteuerglied (20*0 einen dritten, betriebsmäßig mit der ersten Kondensatorplatte (18) verbundenen Transistor (258) und einen vierten, betriebsmäßig mit der zweiten Kondensatorplatte (20) verbundenen Transistor (260) hat, wobei der dritte und der vierte Transistor (258, 260) wahlweise die Kondensatoren (C₁, C_) entladen.

78. Schaltungsanordnung nach Anspruch 77,

gekennzeichnet durch

einen zusätzlichen Oszillator (25¹*, 268, 270), der betriebsmäßig mit dem ersten und dem zweiten Transistor (262, 26H) verbunden ist, damit diese die zeitveränderliche Spannung an die Kondensatoren (C₁, C-) abgeben, wobei ein Teil der an den Kondensatoren (C₁, C„) liegenden Spannung im wesentlichen zeitlinear anwächst.

79. Schaltungsanordnung nach Anspruch 78,

dadurch gekennzeichnet,

daß der zusätzliche Oszillator (25¹*, 268, 270; betriebs mäßig mit dem dritten und dem vierten Transistor (258, 260) verbunden ist, so daß sich diese entladen, wenn die zeitveränderliche Spannung abnimmt.

80. Schaltungsanordnung nach Anspruch 79,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ansteuerglied (20*1) zusätzlich eine aktive Last (256) aufweist, die betriebsmäßig mit dem dritten und dem vierten Transistor (258, 260) verbunden ist.

81. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (230) einen Stromverstärker aufweist, der mit dem Ansteuerglied (204) verbunden ist, um einen ersten und einen zweiten Kondensatorstrom zu den

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Ai 27232U

Kondensatoren (C , C) zu speisen.

82. Schaltungsanordnung nach Anspruch 81,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (230) ein Differenzmeßglied aufweist, das betriebsmäßig mit dem Stromverstärker verbunden ist, um die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensatorstrom zu messen und einen Differenzstrom zu erzeugen, der das Differenzsignal darstellt.

83. Schaltungsanordnung nach Anspruch 82,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Differenzmeßglied eine aktive Last und ein Transistorglied einschließlich eines Knotenpunktes zum Addieren eines negativen Wertes des ersten Kondensatorstromes zu einem positiven Wert des zweiten Kondensatorstromes am Knotenpunkt aufweist, wobei das Ausgangssignal des Knotenpunktes der Differenzstrom ist.

8¹I. Schaltungsanordnung nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (230) eine Versorgungsspannungsquelle und einen Widerstand zwischen der Versorgungsepannungsquelle und dem Stromverstärker aufweist, um den Verstärkungsfaktor des Differenzstromes wirksam zu ändern.

85. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70,

gekennzeichnet durch

ein Tiefpaßfilter (23Ό, das betriebsmäßig zwischen dem Fühlerglied (230) und der Ausgangsstufe (212) liegt.

86. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) einen Operationsverstärker (238) mit einem ersten Eingang aufweist, der betriebsmäßig mit dem Fühlerglied (230) verbunden ist, wobei das Ausgangssignal des Operationsverstärkers (238) eine Spannung entsprechend der Differenz der Ströme durch die Kondensatoren

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ist.

87. Schaltungsanordnung nach Anspruch 86,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) zusätzlich einen Spannungs-Strom-Umsetzer (244) aufweist, der betriebsmäßig mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (238) verbunden ist, um die Differenzspannung in ein Ansteuersignal umzuwandeln.

88. Schaltungsanordnung nach Anspruch 87,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) zusätzlich ein Ansteuerglied aufweist, das betriebsmäßig mit dem Spannungs-Strom-Umsetzer (244) verbunden ist, um abhängig vom Ansteuersignal den Rückstellstrom zu erzeugen.

89. Schaltungsanordnung nach Anspruch 86,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) zusätzlich eine Rückkopplungsschleife zum Steuern des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers (238) hat.

90. Schaltungsanordnung nach Anspruch 89,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückkopplungsschleife ein Servo-Kompensierglied (25O) zum Steuern des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers (238) abhängig von der Frequenz der Differenzspannung ist.

91. Schaltungsanordnung nach Anspruch 90,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) Mittel zum Erhöhen des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers (238) für eine erste Gruppe der Differenzspannung mit niederen Fre-

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27232U

quenzen aufweist.

92. Schaltungsanordnung nach Anspruch 91,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) Mittel zum Verringern des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers (238) für eine zweite Gruppe von Differenzspannungen mit höherer Frequenz als die erste Gruppe aufweist.

93. Schaltungsanordnung nach Anspruch 92,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) Mittel zum Erhöhen des Verstärkungsfaktors des Operationsverstärkers (238) für eine dritte Gruppe von Differenzspannungen mit Frequenzen höher als die zweite Gruppe aufweist.

94. Schaltungsanordnung nach Anspruch 90,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) ein Bandpaßfilter zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers (238) und einem zweiten Eingang aufweist, um den Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers (238) abhängig von der Frequenz des Differenzsignales zu ändern.

95· Schaltungsanordnung nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet,

daß der Umsetzer (244) Mittel zum Erzeugen eines Rückkopplungsstromes aufweist.

96. Schaltungsanordnung nach Anspruch 95» dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) zusätzlich ein Servo-Kompensierglied (250) aufweist, das betriebsmäßig zwischen einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers (238) und dem Umsetzer (244) liegt, um den Verstärkungsfaktor

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-A -

des Operationsverstärkers (238) mit dem Rückkopplungssignal zu ändern.

97. Schaltungsanordnung nach Anspruch 96,

dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Transistor (262) den Rückkopplungsstrom zum Servo-Kompensierglied (250) abhängig von der Differenzspannung eines ersten Vorzeichens überträgt, und

daß der zweite Transistor (26U) den Rückkopplungsstrom zum Servo-Kompensierglied (250) abhängig von der Differenzspannung eines zweiten Vorzeichens überträgt.

98. Schaltungsanordnung nach Anspruch 97,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgangsstufe (212) zusätzlich ein Ansteuerglied aufweist mit:

einer Quelle positiver Spannung, einer Quelle negativer Spannung,

einem ersten Stromverstärker zwischen der Quelle positiver Spannung, dem ersten Umsetzer-Transistor und der Rückstelleinrichtung,

einem zweiten Stromverstärker zwischen der Quelle negativer Spannung, dem zweiten Umsetzer-Transistor und der Rückstelleinrichtung,

wobei der erste und der zweite Stromverstärker den Rückstellstrom und den Rückkopplungsstrom abhängig von der Differenzspannung des Operationsverstärkers (238) erzeugen.

99· Schaltungsanordnung nach Anspruch 98, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Stromverstärker im Ansteuerglied aufweist:

einen Operationsverstärker (338, 3^6),

einen Transistor (3¹JO, 3^8), dessen Basis mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (338, 3^6) verbunden iet,

709882/0685

einen ersten Widerstand (33^, 3^2) zwischen einer Spannungsquelle und einem ersten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (338, 3^6) und dem Transistor (3^0, 3^8), und

einen zweiten Widerstand (336, 3^²O zwischen einer Spannungsquelle und einem zweiten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (338, 3^6) und des Transistors im Umsetzer.

100. Schaltungsanordnung nach Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet,

daß das Verhältnis zwischen dem Rückkopplungsstrom und dem Rückstellstrom gleich dem Verhältnis zwischen dem Widerstandswert des ersten und des zweiten Widerstandes ist.

101. Schaltungsanordnung nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) ein Bandpaßfilter aufweist.

102. Schaltungsanordnung nach Anspruch 70, gekennzeichnet durch

ein zusätzliches Servo-Kompensierglied (250), das betriebsmäßig mit der Ausgangsstufe (212) verbunden ist, um den Verstärkungsfaktor des Servo-Systems zu steuern.

103. Schaltungsanordnung nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) Mittel zum Erhöhen des Verstärkungsfaktors des Servo-Systems für eine erste Gruppe von Differenzsignalen mit niedrigen Frequenzen aufweist.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Servo-Kompensierglied (250) Mittel zum Verringern des Verstärkungsfaktors des Servo-Systems für eine zweite Gruppe von Differenzsignalen mit Frequenzen höher als die erste Gruppe aufweist.

105. Schaltungsanordnung nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) ein Bandpaßfilter hat, das den Verstärkungsfaktor des Servo-Systems mit der Frequenz des Differenzsignales ändert.

106. Elektronische Schaltung zum Messen der Differenz der Kapazitätswerte zwischen zwei Kondensatoren,

gekennzeichnet durch ein Ansteuerglied (204), das eine zeitveränderliche Spannung an jeden Kondensator (C-, C) legt, und

ein Fühlerglied (230), das betriebsmäßig mit dem Ansteuerglied (204) zum Messen der auf den zeitveränderlichen Spannungen beruhenden Kondensatorströme verbunden ist und ein Differenzsignal erzeugt, das die Differenz zwischen den Kondensatoren (C₁, C„) angibt.

107. Schaltungsanordnung nach Anspruch 106, gekennzeichnet durch

einen Oszillator (216), der betriebsmäßig mit dem Ansteuerglied (204) verbunden ist, so daß dieses die zeitveränderliche Spannung erzeugt.

108. Schaltungsanordnung nach Anspruch 107, dadurch gekennzeichnet,

daß der Oszillator (216) ein Sägezahnsignal erzeugt.

109. Schaltungsanordnung nach Anspruch IO8, dadurch gekennzeichnet,

daß das Sägezahnsignal eine Frequenz in der Größen-

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Ordnung von 10 kHz bis 1 MHz hat.

110. Schaltungsanordnung nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet,

daß die zeitveränderliche Spannung im allgemeinen einen Sägezahn-Verlauf hat, um einen Teil zu erzeugen, indem die Spannung im wesentlichen zeitlinear ansteigt.

111. Schaltunganordnung nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet,

daß das Sägezahnsignal eine Frequenz in der Größenordnung von 10 kHz bis 1 MHz hat.

112. Schaltungsanordnung nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ansteuerglied (204) einen ersten Transistor (262) zwischen dem Fühlerglied (230) und dem ersten Kondensator (C ) und einen zweiten Transistor (264) zwischen dem Fühlerglied (230) und dem zweiten Kondensator (C_) hat, um wahlweise Strom und Spannung vom Fühlerglied (230) zu den Kondensatoren (C , C„) zu übertragen.

113. Schaltungsanordnung nach Anspruch 112, dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (230) einen betriebsmäßig mit dem ersten Kondensator (C.) verbundenen dritten Transistor (258) und einen betriebsmäßig mit dem zweiten Kondensator (C₂) verbundenen vierten Transistor (260) hat,

wobei der dritte und der vierte Transistor (258, 260) wahlweise die Kondensatoren (C , C) entladen.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 113, gekennzeichnet durch

einen Oszillator (254, 268, 270), der betriebsmäßig mit dem ersten und dem zweiten Transistor (262, 264) verbunden ist, so daß diese die zeitveränderliche Spannung an die

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Kondensatoren (C , C„) abgeben, wobei ein Teil dieser Spannung an den Kondensatoren (C , C) im wesentlichen zeitlinear anwächst.

115. Schaltungsanordnung nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet,

daß der Oszillator (254, 268, 270) betriebsmäßig mit dem dritten und dem vierten Transistor (258, 260) verbunden ist, so daß diese entladen werden, wenn die zeitveränderliche Spannung abnimmt.

116. Schaltungsanordnung nach Anspruch 115, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ansteuerglied (204) zusätzlich eine aktive Last (256) aufweist, die auf den dritten und vierten Transistor (258, 260) einwirkt.

117. Schaltungsanordnung nach Anspruch II6, dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (230) einen mit dem Ansteuerglied (204) verbundenen Stromverstärker zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Kondensatorstromes zu den Kondensatoren (C , C) abhängig von der zeitveränderlichen Spannung aufweist.

118. Schaltungsanordnung nach Anspruch 117, dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (230) ein Differenz-Meßglied aufweist, das betriebsmäßig mit dem Stromverstärker verbunden ist, um die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensatorstrom zu messen und einen Differenzstrom zu erzeugen, der das Differenzsignal darstellt.

119. Schaltungsanordnung nach Anspruch II8, dadurch gekennzeichnet,

daß das Differenz-Meßglied eine aktive Last und

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einen Transistor einschließlich eines Knotenpunktes aufweist, um einen negativen Wert des ersten Kondensatorstromes zu einem positiven Wert des zweiten Kondensatorstromes am Knotenpunkt zu addieren, wobei das Ausgangssignal des Knotenpunktes der Differenzstrom ist.

120. Schaltungsanordnung nach Anspruch 119, dadurch gekennzeichnet,

daß das Fühlerglied (2JO) eine Versorgungsspannungsquelle und einen Widerstand zwischen der Versorungsspannungsquelle und dem Stromverstärker aufweist, um den Verstärkungsfaktor des Differenzstromes zu ändern.

121. Elektronische Schaltung für Beschleunigungsmesser, gekennzeichnet durch

eine beschleunigungsempfindliche Einrichtung einschließlich eines kraftempfindlichen Gliedes zum Erzeugen eines Ausgangssignales entsprechend der Auslenkung des kraftempfindlichen Gliedes bei Beschleunigung,

eine Einrichtung, die auf das Ausgangssignal anspricht, um ein Rückstellsignal zu erzeugen,

eine Einrichtung, die auf das Rückstellsignal anspricht, um die Auslenkung des kraftempfindlichen Gliedes zu steuern, und

ein Servo-Kompensierglied (250), das betriebsmäßig mit der Einrichtung zum Erzeugen des Rückstellsignales verbunden ist, um den Verstärkungsfaktor des Rückstellsignales abhängig von der Frequenz des Ausgangssignales zu steuern.

122. Schaltungsanordnung nach Anspruch 121, dadurch gekennzeichnet,

daß das Servo-Kompensierglied (250) ein Bandpaßfilter hat.

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