DE2916546A1 - Kraftausgleichsanordnung fuer wandler - Google Patents

Kraftausgleichsanordnung fuer wandler

Info

Publication number
DE2916546A1
DE2916546A1 DE19792916546 DE2916546A DE2916546A1 DE 2916546 A1 DE2916546 A1 DE 2916546A1 DE 19792916546 DE19792916546 DE 19792916546 DE 2916546 A DE2916546 A DE 2916546A DE 2916546 A1 DE2916546 A1 DE 2916546A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
force
movable member
arrangement according
movable
attached
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792916546
Other languages
English (en)
Other versions
DE2916546C2 (de
Inventor
Richard A Hanson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sundstrand Corp
Original Assignee
Sundstrand Data Control Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sundstrand Data Control Inc filed Critical Sundstrand Data Control Inc
Publication of DE2916546A1 publication Critical patent/DE2916546A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2916546C2 publication Critical patent/DE2916546C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/08Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces
    • G01L1/086Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces using electrostatic or electromagnetic counterbalancing forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Description

Sundstrand Data Control, Ine, Redmond (Washington 98052) V.St.A.
Kraftausgleichsanordnung für Wandler
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftausgleichswandler, wie Beschleuniger,und insbesondere den Aufbau von Kraftausgleichsanordnungen, die innerhalb von Kraftmeßinstrumenten oder Krafterfassungsinstrumenten verwendbar sind.
Bei herkömmlichen Instrumenten, wie beispielsweise dem Beschleunigungsmesser gemäß der US-PS 3 702 073 enthält die Anordnung aus Prüfmasse und Kraftausgleicher einen Tragring zwischen einer oberen und einer unteren Magnetanordnung des Beschleunigungsmessers und ein seismisches Element, das eine Kraftrückstellspule und eine Spulen- bzw. Spulenhalteranordnung sowie Aufnehmerkondensatorplatten enthält, das mittels mindestens einem bieg-
572- (B01206)-Me-rs
9843/1029
— Q —
samen Gelenk am Tragring befestigt ist. Bei dem bekannten besonderen Instrument ist die den Tragring und die biegsamen Gelenke aufweisende Prüfmassen-Anordnung aus einem einheitlichen Stück Quarzglas gebildet.
Servogesteuerte Winkelbeschleunigungsmesser, servogesteuerte Druckwandler und Instrumente mit Suchspulen, Fühlmagnetfeldern, sind andere typische Beispiele von Instrumenten, die Kraftausgleichsanordnungen verwenden.
Einer der Gründe Kraftausgleichsanordnungen wie die Anordnung mit Prüfmasse und Kraftspule gemäß der US-PS 3 702 073 zu schaffen, ist es, die Wirkung der Spannung in biegsamen Elementen, die bei dieser bekannten Vorrichtung ein seismisches Element mit einem Tragring verbinden, von Spannungsquellen zu verringern, einschließlich Spannungen aufgrund einer Befestigung einer Kraftspule, und die eine Beanspruchung in den nachgiebigen Gelenken zur Folge haben kann. Die Beanspruchung der nachgiebigen Gelenke kann wesentliche Vorbelastungsfehler bei einem servogesteuerten Instrument zur Folge haben. Bei diesem servogesteuerten Beschleunigungsmesser enthält die Aufnehmereinrichtung Elemente auf der Kraftausgleichsanordnung des seismischen Elements, die zur Erzeugung eines die Lage der Anordnung innerhalb des Instrumentes anzeigenden Signals verwendet warden, die zur Erzeugung eines Stroms in der Kraftausgleichsspule verwendet werdenum das seismische Element in einer Beschleunigungslage Null innerhalb des Instrumentes zurückzubringen. Eine Beanspruchung innerhalb des seismischen Elements kann einen Lagesignalfehler erzeugen. Die Servosteuerung versucht den erzeugten Lagesignalfehler auf Null zu bringen durch das Bewegen des seismischen Elementes, wodurch eine Spannung oder eine Beanspruchung in
90984371029
den biegsamen Gelenken während dieses Vorgehens erzeugt wird. Die sich ergebende Spannung in den biegsamen Gelenken erzeugt ein Kraftmoment, das der Strom in der Kraftspule ausgleichen muß. Der in der Kraftspule so erzeugte Strom gibt eine unerwünschte Vorspannung bzw. Vorbelastung im Stromausgangssignal wieder.
Aus praktischen Gründen ist eine spannungsfreie Befestigung der Kraftspule an der Kraftausgleichsanordnung im allgemeinen nicht erreichbar, insbesondere wenn das Kraftmeßelement aus einem Werkstoff wie Quarz besteht. Quarz besitzt einen sehr niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten im Vergleich mit dem einer Kraftspule, die üblicherweise aus einem isolierten Kupferdraht aufgebaut ist. Auch die Klebstoffe, die zum Anbringen einer Spule oder eines Spulenkörpers am Kraftmeßelement verwendet sind, besitzen üblicherweise hohen Temperaturkoeffizienten im Vergleich zum üblicherweise für das Kraftmeßelement verwendeten Werkstoff für den Quarz ein Beispiel bildet. Eine Spule bzw. ein Spulenkörper zur Bildung einer Anordnung, auf der die (eigentliche) Spule aufgewickelt ist, wird häufig verwendet, beseitigt jedoch nicht die Wirkung der differentiellen Temperaturdehnung, selbst bei einer Anpassung der Temperaturkoeffizienten des Spulenträgers und der Befestigungsfläche, was auf jeden FallJganz allgemein unpraktikabel ist aufgrund anderer Betrachtungen bezüglich des Aufbaus oder der Herstellung. Folglich gibt es nahezu immer eine:, durch die Temperatur induzierte Spannung und Beanspruchung im Kraftmeßelement über einen bestimmten Temperaturbereich, wodurch sich unerwünschte Vorbelastungsfehler im Instrument ergeben können, wie das oben erläutert ist.
909843/1029
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei Kraftmeßwandlern anzugeben einschließlich einer Such- bzw. Prüf- oder Kraftrück-.Stellanordnung,die mittels mindestens einem Gelenk mit einem Kraftmeßelement verbunden ist, das einen Aufnehmer enthält, der seinerseits mit einem Tragglied mittels eines zweiten Gelenkes verbunden ist.
Die Erfindung gibt weiter eine Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei Kraftmeßinstrumenten an, bei der eine Such- bzw. Prüf- oder Kraftrückstellspule , bzw. -spulenanordnung mittels mindestens einem Gelenk mit einem Kraftmeßglied verbunden ist, wobei das Gelenk allgemein längs der Achse des Schwerpunkts des Aufnehmers angeordnet ist und wobei das Kraftmeßglied mittels eines zweiten Gelenkes mit einem Tragglied verbunden ist.
Die Erfindung gibt weiter eine Anordnung zur Verwendung bei einem Kraftmeßwandler an, bei dem die Kraftausgleichsanordnung eine Kraftrückstellspule ...; oder -spulenanordnung enthält, die mittels eines biegsamen Gelenkes innerhalb eines beweglichen Elementes getragen ist,sowie ein Kraftmeßglied mit einem Aufnehmer und wobei das bewegliche Element mittels eines zweiten biegsamen Gelenkes mit einem Tragglied verbunden ist, wobei das erste Gelenk an der gegenüberliegenden Seite des Kraftmeßgliedes mit maximalem Abstand von dem zweiten Gelenk angeordnet ist.
Die Erfindung gibt zur Verringerung von Vorbelastungsfehlern aufgrund der Befestigung eines Kraftrückstell-Spulenanordnungselementes eines Kraftausgleichswandlers an, da die Kraftspulenanordnung mittels mindestens eines
909843/1029
Gelenkes von einem beweglichen Kraftmeßglied weghängt, das einen Lageaufnehmer enthält, der seinerseits mittels einer gelenkigen Einrichtung mit einem Tragglied verbunden ist. Der Einfluß von Beanspruchungen kann weiter dadurch verringert werden, daß das erste gelenkige Element im wesentlichen längs der Achse des Schwerpunkts des Aufnehmers angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in Explosionsdarstellung einen Beschleunigungsmesser einschließlich einer herkömmlichen Prüfmassenanordnung,
Fig. 2 in Aufsicht eine erste Kraftausgleichsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 in Aufsicht eine zweite Kraftausgleichsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 in Aufsicht eine dritte Kraftausgleichsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5 in Aufsicht eine vierte Kraftausgleichsanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6 in Aufsicht eine fünfte Kraftausgleichsanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
909843/1029
Fig. 7 in Aufsicht eine sechste Kraftausgleichsanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8 in Aufsicht eine siebte Kraftausgleichsanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt als Beispiel einer Kraftausgleichsanordnung herkömmlicher Bauart einen Beschleunigungsmesser gemäß der US-PS 3 702 073. Dieser Beschleunigungsmesser enthält einen oberen Magnetaufbau 10 und einen unteren Magnetaufbau 12. In jedem von oberem und unterem Magnetaufbau 10, 12 sind Permanentmagnete, wie beispielsweise der Permanentmagnet 14 im unteren Magnetaufbau 12. Zusätzlieh enthält der untere Magnetaufbau 12 Leitungen tragende Stützen 16 bzw. 18. Weiter zeigt Fig. 1 eine herkömmliche Kraftausgleichsanordnung 20 mit Prüfmassenaufbau. Die Prüfmassenanordnung ist von einem Tragring 22 getragen, der zwischen dem oberen Magnetaufbau 10 und dem unteren Magnetaufbau 12 durch eine Reihe von Befestigungsunterlagen 24 getragen ist. In der Prüfmassenanordnung 20 ist ein bewegliches Element 26 enthalten, das bei Beschleunigungsmessern dieser Art üblicherweise als . -Platte ooer als Zunge bezeichnet wird und sich radial nach innen von dem Tragring 22 erstreckt. Beiderseits der Platte 26 ist ein elektrisch leitfähiger Werkstoff aufgetragen bzw. niedergeschlagen, was als kapazitive Aufnehmerplatten 28 wirkt. Die kapazitiven Aufnehmerplatten 28 an der oberen und der unteren Fläche der Platte wirken mit den Innenflächen von oberem und unterem Magnet-
909843/T029
aufbau 10 und 12 zusammen, um ein kapazitives Aufnehmersystem zu ergeben.
Beiderseits der Platte 26 ist ein Paar von Kraft- rückstellspulen 30 befestigt, die auf einem Paar von Spulenträgern 31 aufgewickelt sind, Wie bei servogesteuerten Instrumenten dieser Art üblich, wirken die
Kraftrücksteil- oder Drehmomentspulen 30 mit den Permanentmagneten 14 zusammen, um die Platte 26 innerhalb einer vorgegebenen Lage in bezug auf den Tragring 22 zurückzuhalten.
Das Plattenelement 26, das die Kraftspulen 30 enthält, ist mit dem Tragring 22 mittels eines Paars bieg-
(flexure)
samer Gelenke 32, 34 verbunden. Die biegsamen Gelenke 32, 34 ermöglichen,daß sich das seismisch bewegliche Element 26 und die Spulen 30 pendelartig gegenüber dem Tragring 22 drehen. Weiter sind auf dem Tragring 22 und den biegsamen Gelenken 32, 34 bei diesem bestimmten Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungsmessers Dünnfilm-Aufnehmer leitungen 36, 38 niedergeschlagen, die elektrische Verbindungen mit den Kondensatorplatten 28 und den Kraftspulen 30 erreichen.
Wie bereits ausgeführt, kann die Befestigung der
(mechanischen)
Kraftrückstellspulen 30 an der Platte 26'zu/Spannungen führen, wodurch Beanspruchungen auf die biegsamen Gelenke 32, 34 übertragen werden können. Jede sich dadurch ergebende Beanspruchung der biegsamen Gelenke 32, 34 erfordert einen ausreichenden Strom,der durch die Kraftspulen übertragen werden muß, als Folge der Servowirkung des Beschleunigungsmessers, um eine ausreichende bzw. bestimmte Vorbelastung in das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers einzuführen.
9 08843/1029
In den Fig. 2 bis 8 sind verschiedene Ausbildungen von Kraftausgleichsanordnungen dargestellt, um die Wirkungen von Beanspruchungen in der erläuterten Anordnung zu überwinden. Obwohl die Kraftausgleichsanordnungen gemäß den Fig. 2 bis 8 allgemein kreisförmig ausgebildet sind, können die anhand davon erläuterten Prinzipien zum Verringern der Wirkungen von Spannungen und Beanspruchungen auch in gleicher Weise auf nicht-kreisförmige Ausführungsformen angewendet werden. Diese Prinzipien sind sowohl auf Wandler allgemein als auch auf Beschleunigungsmesser anwendbar. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 22, 28, 30, 32 und 34 in den Fig. 2 bis 6 ähnliche Elemente, die anhand der Fig. 1 erläutert worden sind.
Das in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein getrenntes Tragglied 40 zum Tragen der Kraftspulen 30. Das Kraftspulen-Tragglied 40 ist mittels eines biegsamen Gelenkes 42 mit einem auf die Kraft ansprechenden beweglichen Glied 44 verbunden, das bei diesem Ausführungsbeispiel kapazitive Platten 28 enthält, die darauf als Aufnehmerelemente niedergeschlagen sind. Wie bei der Prüfmassenanordnung gemäß Fig. 1 ist das bewegliche Glied 44 mit dem Tragring 22 mittels eines Paars von biegsamen Gelenken 32 und 34 verbunden. Durch Anordnen der Spule 30 auf einem getrennten Glied 40, das mit dem Glied 44 durch das biegsame Gelenk 42 verbunden ist, können durch die Kraftspulen 30 hervorgerufene Beanspruchungen in der Prüfmassenanordnung von den biegsamen Gelenken 32, 34 getrennt werden, wodurch die Vorbelastungsfehler im Instrument verringerbar sind. Obwohl sich die Kraftspule 30 in begrenztem Ausmaß gegenüber dem Glied 44 und den Aufnehmerplatten 28 bewegen kann, bewirkt das biegsame Gelenk 42 eine übertragung der Wiederherstellkraft oder Rückstellkraft
909843/1029
- 16 von der Spule 30 zum Glied 44.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zur Verwendung mit dem Beschleunigungsmesser gemäß Fig. 1 geeignet ist, ist durch die Prüfmassenanordnung gemäß Fig. 3 wiedergegeben. Wie bei der Anordnung gemäß Fig. 2 sind die Kraftspulen 30 auf einem getrennten Tragglied 40 angeordnet. Die Tragspule 30 und das Tragglied 40 sind dann von dem Plattenelement 44 mittels eines biegsamen Gelenkes 46 getrennt. Dieses biegsame Element 46 ist ähnlich dem biegsamen Gelenk 42 gemäß Fig. 2 mit der Ausnahme, daß es an der gegenüberliegenden Seite des Plattenglieds 44 bezüglich den biegsamen Gelenken 32, 34 angeordnet ist. Dies dient zum weiteren Trennen von Spannungskräften von der Kraftspule 30 und ihrer Befestigungsanordnung 40 gegenüber den biegsamen Gelenken 32, 34. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 schneidet die Achse 47 des Schwerpunkts der Aufnehmerplatten 28 das biegsame Gelenk 46. Durch Anordnen des biegsamen Gelenkes 46 auf der Achse 47 erreichen über das biegsame Gelenk 46 eingekoppelte Beanspruchungen bzw. Belastungen eine geringere Bewegung des Aufnehmerschwerpunktes, wodurch Aufnehmer-Fehlersignale in deutlichem Maße verringert sind.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Anordnung sind die Kraftspule 30 und das Kraftspulen-Tragglied 40 mit dem beweglichen Kraftmeßglied 44 mittels zweier biegsamer Glieder 48, 50 verbunden. Es kann erwünscht sein, mehr als zwei biegsame Glieder oder Gelenke zum Tragen des beweglichen Glieds 44 zu verwenden, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Durch das Anordnen biegsamer Gelenke wie der biegsamen Gelenke 48, 50 gemäß Fig. 4 an verschiedenen Stel-
909843/1029
len, ist es möglich/ die Steife der Gelenke auf gewünschten Pegeln zu halten, wodurch das Einkoppeln von Belastungen aufs Äußerste verringert wird, während die Krafteinkopplung aufs äußerste erhöht wird.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, wobei die Kraftspulen 30 und deren Tragglied 40 mit dem beweglichen Glied 44 mittels eines Paars von Torsions- oder Drehgelenken 54 und 56 verbunden s ind.
Bei jedem der Ausführungsbeispiele der Prüfmassenanordnung gemäß den Fig. 2 bis 6 ist es vorteilhaft, den Tragring 22, das Aufnehmer-Tragglied 44 und das Kraftspulen-Tragglied 40 sowie die biegsamen Gelenke 42, 46, 48, 50 und die Torsionsglieder 54, 56 aus einem einheitlichen Werkstoffstück wie Quarzglas zu formen.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt und erreicht eine lineare Bewegung des beweglichen Kraftmeßglieds 44 anstatt einer sich drehenden oder pendelartigen Bewegung der beweglichen Glieder 44 bei den Kraftausgleichsanordnungen gemäß den Fig. 2 bis 5. Biegsame Gelenke 32, 34 wirken mit einem anderen Paar biegsamer Gelenke 60 und 62 zusammen, damit das bewegliche Glied 44 sich linear bewegen kann senkrecht zur Ebene des Glieds 44. Wie bei der Kraftausgleichsanordnung gemäß Fig. 5 ist das Tragglied 44 von einem Paar biegsamer Gelenke 64, 6 6 getragen.
9 0 98 43/102
Das Prinzip der Abtrennung des Kraftwiederherstelloder Kraftrückstellabschnittes einer Kraftausgleichsanordnung von dem Lagemeßabschnitt des Aufbaus kann auf eine große Vielfalt von Kraftausgleichswandler-Ausbildungen angewendet werden. Andere Beispiele von Kraftausgleichsanordnungen sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt.
Beispielsweise enthält eine als Balken oder Träger ausgebildete bewegliche Kraftmeßanordnung 70 ein Aufnehmerelement 72 an einem Ende und eine Kraftrückstellspulenanordnung 74 am anderen Ende. Die Kraftrücksteilspule bzw. -wiederherstellspule 74 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ihrerseits von dem Balken mittels eines biegsamen Gelenks 76 isoliert bzw. getrennt. Wie anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 bis 6 diskutiert, kann die Spule 74 mit dem beweglichen Glied oder dem Balken 70 mittels einer Anzahl unterschiedlicher Gelenkanordnungen verbunden sein. Bei der Kraftausgleichsanordnung gemäß Fig. 7 besitzt der Balken 70 eine Welle 78/um die er frei drehbar ist. Andere Anordnungen zum Befestigen der 78 und damit des Balkens 70 an einem Tragglied 80 sind ebenfalls in Fig. 7 dargestellt. Der linksseitige Abschnitt der Welle 78 ist wie dargestellt mit dem Tragglied 80 über ein biegsames Gelenk 82 verbunden, während am rechtsseitigen Abschnitt gemäß einer zweiten Möglichkeit der Balken 70 mit dem Tragglied 80 mittels einer Drehlageranordnung 84 verbunden ist. Die linksseitige Welle 78 ist wie dargestellt auch durch ein Torsionsglied 85 getragen, das in Strichlinien dargestellt ist. Auf diese Weise zeigt Fig. 7 die drei unterschiedlichen Gelenkanordnungen zum Tragen des beweglichen Glieds 70 sowie ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Aufnehme¥läche 72 auf der von der Kraftrückstellspule 72 entgegengesetzten Seite des beweglichen Glieds 70 ist.
903843/1029
Die Kraftausgleichsanordnung gemäß Fig. 8 ist allgemein ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 7 mit der Ausnahme, daß das bewegliche Glied bzw. der Balken 70 mit dem Tragglied 80 mittels eines Paars biegsamer · Gelenke 86, verbunden ist. Es zeigt sich, daß die Gelenkanordnung der biegsamen Gelenke 86, 87 auch durch eine Drehzapfenanordnung gebildet kann. Die Kraftspule 74 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Balken 70 mittels eines Paars von biegsamen Gelenken 88, 90 hängend befestigt, obwohl auch andere Schwenk- oder Gelenkanordnungen ebenfalls verwendbar sind.
Es zeigt sich, daß obwohl die Kraftausgleichsanordnung gemäß den Fig. 7 und 8 eine gelenkige Traganordnung für die Kraftspule 74 auf dem beweglichen Glied 70 bilden, die Tatsache, daß die Kraftspule 74 gemäß Fig. 7 auf der dem Aufnehmerelement 72 entgegengesetzten Ende des Balkens 70 und der Aufnehmer gemäß Fig. 8 am außerhalb liegenden Ende des Balkens 70 mit innerhalb liegender Kraftspule angeordnet sind auf jeden Fall eine bedeutende Verringerung der Wirkung
XS^
von Belastungen erreicht, die mit der Befestigung der Kraftspule 74 zusammenhängen, wodurch sich eine beträchtliche Verringerung von Vorbelastungsfehlern im Instrumentenausgangssignal ergibt.
Es ist weiter festzustellen, daß obwohl die Abnehmerelemente 78 als kapazitive Aufnehmerplatten dargestellt sind,das beschriebene Prinzip auch gleichermaßen auf andere Arten von Aufnehmern anwendbar ist, wie elektromagnetische oder optische Aufnehmersysteme.
909843/1029
Wie bei den verschiedenen Ausführungsbeispxelen der Erfindung gemäß den Fig. 2 bis 8 dargestellt kann eine Vielfalt unterschiedlicher Gelenkanordnungen zum Anbringen des beweglichen Glieds am Tragglied und zum Anbringen des Kraftrückstellelements am beweglichen Glied verwendet werden einschließlich biegsamer Gelenke, Torsionsglieder und Schwenk- bzw. Drehanordnungen .
9098Λ3/1029
-SA-Leerseite

Claims (24)

  1. Ansprüche
    (y
    Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei Kraftmeßinstrumenten,
    gekennzeichnet durch
    ein Tragglied (40),
    ein bewegliches Kraftmeßglied (44),
    eine zumindest ein Gelenkelement (42) aufweisende Einrichtung zum Befestigen des auf die Kraft ansprechenden beweglichen Glieds (44) am Tragglied (40),
    ein Kraftrückstellelement (30, 74) und
    eine Einrichtung zum Befestigen des Kraftrückstellelements (30, 74) am beweglichen Glied (44), wobei diese Einrichtung eine Bewegung des Kraftwiederherstell- bzw. r.ückstellelements (30, 74) gegenüber dem beweglichen Glied (44) ermöglicht.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch.!, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Tragglied (40) und das bewegliche Glied (44) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind.
    572- (B01206)-Me-rs
    9098 A3/102 9
    ORlGlMAL INSPECTED
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die das Kraftrückstellelement " (36, 74) befestigende Einrichtung an der bezüglich des Gelenkelements (42) entgegengesetzten Seite des beweglichen Glieds (44) befestigt ist.
  4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß das bewegliche Glied (44) zusammen mit zumindest einem Aufnehmerelement (28, 72) arbeitet, wobei die das Kraftrückstellelement (30, 74) befestigende Einrichtung zur Achse des Schwerpunkts des Aufnehmerelements (28, 72) ausgerichtet ist.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Befestigungseinrichtung des Kraft rückstelle lernen ts (30) zumindest ein biegsames Gelenk (42; 46/ 48, 50; 54, 56; 64, 66) enthält, das das Kraftrückstellelement ' (30) mit dem beweglichen Glied (44) verbindet.
  6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Befestigungseinrichtung des Kraftrückstellelements (30) Torsionsglieder (54, 56, 85) aufweist, die das Kraftrückstellelement ''· (30, 74) mit dem beweglichen Glied (44, 70) verbinden.
  7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß das bewegliche Glied als Balken (70) ausgebildet ist, wobei das Kraftrückstellelement '· (74) am einen Ende und das Aufnehmerelement (72) am anderen Ende befestigt sind.
    909843/1029
  8. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Befestigungseinrichtung des beweglichen Glieds (44) die Gelenke so angeordnet enthält, daß sich das bewegliche Glied (44) linear gegenüber dem Tragglied (40) bewegen kann.
  9. 9. Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei einem Kraftmeßinstrument,
    gekennzeichnet durch einen Tragring (40),
    ein zumindest eine kapazitive Aufnehmerplatte (28) aufweisendes bewegliches Kraftmeßglied (44),
    ein erstes biegsames Gelenk (32, 34) zum pendeiförmigen Befestigen des beweglichen Glieds (44) am Tragring (40) ,
    eine Kraftrückstellspule (30) und
    ein zweites biegsames Gelenk (42, 46, 48, 50, 54, 56, 64, 66) zum pendelartigen Befestigen der Kraftrückstellspule (30) am beweglichen Glied (44).
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste biegsame - Gelenk (32, 34) bezüglich des zweiten biegsamen- Gelenks (46, 48, 50) auf der entgegengesetzten Seite des beweglichen Glieds (44) befestigt ist.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das zweite biegsame Gelenk zur Schwerpunktachse der Aufnehmerplatte (28) ausgerichtet ist.
    9 09843/1029
    -A-
  12. 12. Prüfmassenanordnung zur Verwendung bei einem Beschleunigungsmesser mit einem oberen und einem unteren Magnetaufbau,
    gekennzeichnet durch
    einen Tragring (22) zwischen oberem und unterem Magnetaufbau (10, 12), der von diesen getragen ist,
    ein im wesentlichen ebenes bewegliches Kraftmeßglied (44), das zum Befestigen innerhalb des Tragrings (22) ausgebildet ist. einschließlich zumindest einer kapazitiven Aufnehmerplatte (28) , die am beweglichen Glied (44) befestigt ist, wobei das bewegliche Glied mit im allgemeinen mittiger öffnung ausgebildet ist,
    zumindest ein biegsames Gelenk, das mit dem Tragring (22) und dem beweglichen Glied (44) einstückig verbunden ist und das Zurückhalten des beweglichen Glieds (44) in im allgemeinen ebener Ausrichtung innerhalb des Tragrings (22) bewirkt,
    eine die Kraft wiederherstellende oder rückstellende Spule (30) sowie eine Traganordnung dazu, die so ausgebildet sind, daß sie in der Öffnung des beweglichen Glieds aufnehmbar sind und
    zumindest ein biegsames Gelenk, das einstückig mit der Spulentraganordnung und dem beweglichen Glied verbunden ist, um ein Rückhalten der Kraftspule innerhalb der öffnung zu erreichen und um eine Rückstellkraft von der Spule auf das bewegliche Glied zu übertragen.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Tragring, das bewegliche Glied,jedes biegsame Gelenk und die Kraftspulen-Trageinrichtung aus einem einheitlichen Stück aus Quarzglas ausgebildet sind.
    909843/1029
  14. 14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
    daß das den Tragring (22) mit dem beweglichen Glied (44) verbindende biegsame Gelenk mit dem Aufnehmer-Tragglied in einer Lage verbunden ist, die im wesentlichen derjenigen entgegengesetzt ist, an der das die Kraftspule anschließende biegsame Gelenk mit dem beweglichen Glied (44) verbunden ist,
  15. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
    daß das die Tragspulen-Trageinrichtung mit dem beweglichen Glied (40) verbindende biegsame Gelenk zur der Achse des Schwerpunkts der Aufnehmerplatten (28) ausgerichtet angeordnet ist.
  16. 16. Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei einem Kraftmeßinstrument,
    gekennzeichnet durch ein Tragglied (22),
    ein bewegliches auf die Kraft ansprechendes Glied (44),
    eine Einrichtung mit zumindest einem Gelenkelement, um ein Ende des auf die Kraft ansprechendem beweglichen Glieds mit dem Tragglied zu verbinden,
    ein Kraftwiederhersteil- bzw. rückstellelement, das am anderen Ende des beweglichen Glieds (70) angebracht ist,und
    ein am gelenkigen Ende des beweglichen Glieds angebrachtes Aufnehmerelement (72).
    9098 4 3/1029
  17. 17. Anordnung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das bewegliche Element ein Balken (70) ist.
  18. 18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Kraftrückstelleleraent . (74) an dem anderen Ende des beweglichen Glieds (70) mittels zumindest einem biegsamen Gelenk (76, 88, 90) befestigt ist.
  19. 19. Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei einem Kraftmeßinstrument,
    gekennzeichnet durch ein Tragglied,
    ein bewegliches auf die Kraft ansprechendes Glied (70),
    eine Einrichtung zur Befestigung des beweglichen Glieds (70) am Tragglied (80),derart, daß das bewegliche Glied (70) um eine Achse frei drehbar ist,
    ein Kraftwiederherstell- bzw. rückstellelement (74), das am beweglichen Glied (70) auf einer Seite der Achse befestigt ist,und
    ein Aufnehmerelement (72) , das am beweglichen Glied (70) an der anderen Seite der Achse befestigt ist.
  20. 20. Anordnung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das bewegliche Glied ein Balken (70) ist und daß die Befestigungseinrichtung eine Welle (78) aufweist, die an dem Balken längs der Achse befestigt ist.
    909843/1029
  21. 21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Befestigungseinrichtung eine Schwenk- bzw. Drehanordnung enthält.
  22. 22. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Befestigungseinrichtung ein biegsames Gelenk enthält, das jedi&^fer Welle (78) am Tragglied (80) befestigt.
  23. 23. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Befestigungseinrichtung ein Torsionsglied (85) enthält, das jedes Ende der Welle (78) am Tragglied (80) befestigt.
  24. 24. Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Kraftwiederhersteil- bzw. rückstellelement (74) am beweglichen Glied (70) mittels zumindest einem Gelenk (76, 88, 90) befestigt ist.
    909843/1029
DE2916546A 1978-04-24 1979-04-24 Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei Kraftmeßinstrumenten Expired DE2916546C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/899,607 US4182187A (en) 1978-04-24 1978-04-24 Force balancing assembly for transducers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2916546A1 true DE2916546A1 (de) 1979-10-25
DE2916546C2 DE2916546C2 (de) 1985-10-10

Family

ID=25411279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2916546A Expired DE2916546C2 (de) 1978-04-24 1979-04-24 Kraftausgleichsanordnung zur Verwendung bei Kraftmeßinstrumenten

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4182187A (de)
JP (1) JPS54149663A (de)
AU (1) AU526680B2 (de)
CA (1) CA1114639A (de)
CH (1) CH641561A5 (de)
DE (1) DE2916546C2 (de)
FR (1) FR2424529A1 (de)
GB (1) GB2020027B (de)
IL (1) IL57255A (de)
IT (1) IT1116041B (de)
NO (1) NO152066C (de)
SE (1) SE443049C (de)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400979A (en) * 1981-07-14 1983-08-30 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
US4399700A (en) * 1981-07-14 1983-08-23 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
US4394405A (en) * 1981-07-14 1983-07-19 Sundstrand Data Control, Inc. Method of making force transducer flexure
US4441366A (en) * 1981-07-14 1984-04-10 Sundstrand Data Control, Inc. Flexure with electrical conductor
GB2130372A (en) * 1982-11-17 1984-05-31 Stc Plc Accelerometer device
GB2130373B (en) * 1982-11-17 1986-12-31 Stc Plc Accelerometer device
GB2146697B (en) * 1983-09-17 1986-11-05 Stc Plc Flexible hinge device
US4699006A (en) * 1984-03-19 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Vibratory digital integrating accelerometer
US4726228A (en) * 1986-04-16 1988-02-23 Sundstrand Data Control, Inc. Accelerometer proof mass interface
US4697455A (en) * 1986-04-16 1987-10-06 Sundstrand Data Control, Inc. Accelerometer coil mounting system
US4872342A (en) * 1986-06-27 1989-10-10 Sundstrand Data Control, Inc. Translational accelerometer and accelerometer assembly method
EP0268351B1 (de) * 1986-08-25 1991-10-23 Richard A. Hanson Prüfmassenaufhängung für einen Beschleunigungsmesser
US5042301A (en) * 1986-08-25 1991-08-27 Hanson Richard A Pendulous assembly for use in an accelerometer
US4779463A (en) * 1987-01-13 1988-10-25 Systron Donner Corporation Servo accelerometer
US4987780A (en) * 1987-11-16 1991-01-29 Litton Systems, Inc. Integrated accelerometer assembly
US5024089A (en) * 1988-06-29 1991-06-18 Sundstrand Data Control, Inc. Stress compensated transducer
US4932258A (en) * 1988-06-29 1990-06-12 Sundstrand Data Control, Inc. Stress compensated transducer
FR2657692B1 (fr) * 1990-01-30 1994-09-09 Pliskine Robert Balance electronique a tare commandee.
DE69106326T2 (de) * 1990-06-11 1995-05-11 Allied Signal Inc Beschleunigungsmesser mit isolierenden biegegelenken.
US5111694A (en) * 1990-08-17 1992-05-12 Sundstrand Corporation Accelerometer with rebalance coil stress isolation
US5150759A (en) * 1990-10-29 1992-09-29 Borchard John S Capacitor-sensor
US5532665A (en) * 1994-01-21 1996-07-02 Alliedsignal, Inc. Low stress magnet interface
US5557044A (en) * 1994-01-21 1996-09-17 Alliedsignal, Inc. Low stress magnet interface
US5524488A (en) * 1994-01-24 1996-06-11 Alliedsignal Inc. Flux control groove
CN1090319C (zh) * 1994-06-20 2002-09-04 索尼公司 振动传感器
EP0693690B1 (de) * 1994-06-29 1999-04-28 New Sd, Inc. Beschleunigungsmesser sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US5488865A (en) * 1994-08-15 1996-02-06 Alliedsignal Inc. Wide-band servo accelerometer with flat leaf flexure suspension
US5978972A (en) * 1996-06-14 1999-11-09 Johns Hopkins University Helmet system including at least three accelerometers and mass memory and method for recording in real-time orthogonal acceleration data of a head
GB2341203A (en) * 1998-09-01 2000-03-08 Faro Tech Inc Flat web coupler for coordinate measurement systems
US7100447B2 (en) 2004-12-07 2006-09-05 Honeywell International Inc. Super Invar magnetic return path for high performance accelerometers
US8117917B2 (en) * 2008-03-27 2012-02-21 Honeywell International Inc. Vibrating beam accelerometer with improved performance in vibration environments
CN103688136B (zh) * 2011-08-01 2017-02-15 株式会社村田制作所 振动器以及振动陀螺仪
CN102528291B (zh) * 2011-12-30 2014-08-20 航天科工惯性技术有限公司 一种降低摆片激光切割损伤的方法
US9164117B2 (en) * 2012-10-19 2015-10-20 Honeywell International Inc. Stress reduction components for sensors
US9658244B2 (en) * 2014-07-08 2017-05-23 Honeywell International Inc. Reducing hysteresis effects in accelerometer
US10401378B2 (en) 2015-10-21 2019-09-03 Honeywell International Inc. Accelerometer
CN105759075B (zh) * 2016-02-25 2017-09-19 中国科学院地质与地球物理研究所 一种高精度挠性加速度计
US10859593B2 (en) * 2018-08-31 2020-12-08 Honeywell International Inc. Reducing thermal expansion induced errors in a magnetic circuit assembly
JP7408370B2 (ja) * 2019-12-13 2024-01-05 東京計器株式会社 加速度センサ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3176521A (en) * 1961-07-03 1965-04-06 Systron Donner Corp Sensing assembly for linear servo accelerometer
DE1673402B1 (de) * 1966-09-09 1970-12-03 Litton Industries Inc Beschleunigungsmesser
US3702073A (en) * 1969-02-28 1972-11-07 Sundstrand Data Control Accelerometer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697594A (en) * 1951-02-17 1954-12-21 Austin N Stanton Acceleration detecting device
US3209601A (en) * 1962-08-16 1965-10-05 Gen Precision Inc Quartz accelerometer
US3331253A (en) * 1963-08-05 1967-07-18 Systron Donner Corp Accelerometer and sensing assembly therefor
US3339419A (en) * 1964-07-02 1967-09-05 North American Aviation Inc Accelerometer
US3602490A (en) * 1969-09-24 1971-08-31 Mandrel Industries Seismometer spring
US3673873A (en) * 1969-10-23 1972-07-04 North American Rockwell Sensing instrument having a cantilevered proof mass
US4144765A (en) * 1977-09-21 1979-03-20 Honeywell Inc. Linear accelerometer with torsion hinge suspension

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3176521A (en) * 1961-07-03 1965-04-06 Systron Donner Corp Sensing assembly for linear servo accelerometer
DE1673402B1 (de) * 1966-09-09 1970-12-03 Litton Industries Inc Beschleunigungsmesser
US3702073A (en) * 1969-02-28 1972-11-07 Sundstrand Data Control Accelerometer

Also Published As

Publication number Publication date
NO791319L (no) 1979-10-25
JPS6126627B2 (de) 1986-06-21
FR2424529B1 (de) 1984-02-10
NO152066C (no) 1985-08-14
IL57255A (en) 1985-03-31
FR2424529A1 (fr) 1979-11-23
IT7948825A0 (it) 1979-04-23
SE443049B (sv) 1986-02-10
CH641561A5 (de) 1984-02-29
JPS54149663A (en) 1979-11-24
US4182187A (en) 1980-01-08
IT1116041B (it) 1986-02-10
NO152066B (no) 1985-04-15
SE7903386L (sv) 1979-10-25
GB2020027B (en) 1982-12-08
DE2916546C2 (de) 1985-10-10
AU526680B2 (en) 1983-01-27
GB2020027A (en) 1979-11-07
AU4620979A (en) 1979-11-01
CA1114639A (en) 1981-12-22
SE443049C (sv) 1986-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2916546A1 (de) Kraftausgleichsanordnung fuer wandler
DE3590262C2 (de)
DE3041743A1 (de) Vorrichtung zur verwendung in einem einen stator aufweisenden wandler
DE3142106C2 (de)
DE69213976T2 (de) Stimmgabelinertialsensor mit einem Ende und Verfahren
DE19603192C2 (de) Magnetkopf-Aufhängungsmechanismus
DE3234270C2 (de)
DE69003339T2 (de) Beschleunigungsmesser mit koplanaren symmetrischen kraftübertragern.
DE3213319A1 (de) Einrichtung zum messen von kraft- und momentkomponenten in mehreren richtungen
DE3523593C2 (de)
EP0377804B1 (de) Beschleunigungssensor mit einseitig eingespanntem Biegebalken
DE68908405T2 (de) Gegen beeinflussung durch mechanische spannungen kompensierter messaufnehmer.
DE1673402B1 (de) Beschleunigungsmesser
DE3735668A1 (de) Vorrichtung zur mehrkanaligen messung schwacher magnetfelder
DE68921594T2 (de) Steuerungsgerät für Objektivlinse.
DE112010003992T5 (de) Piezoelektrischer beschleunigungssensor
DE69107827T2 (de) Beschleunigungsmesser mit isolation zum thermischen spannungsausgleich der ausgleichspule.
DE69211038T2 (de) Pantographische Halterung für einen Transducer
DE2840698A1 (de) Beschleunigungsmesser
DE4119693A1 (de) Magnetplatteneinheit
DE2531069C3 (de) Elektrisch gesteuertes optisches Ablenksystem
DE3225215C2 (de)
DE3225236C2 (de)
DE3885568T2 (de) Flacher Pendelbeschleunigungsaufnehmer.
DE2840700A1 (de) Kraftkompensationseinrichtung fuer einen beschleunigungsmesser

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SUNDSTRAND CORP. (N.D.GES.D. STAATES DELAWARE), RO

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: BEETZ, R., DIPL.-ING. DR.-ING. TIMPE, W., DR.-ING. SIEGFRIED, J., DIPL.-ING. SCHMITT-FUMIAN, W., PROF. DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. MAYR, C., DIPL.-PHYS.DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 80538 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee