DE4113587C2 - Beschleunigungsfühler - Google Patents
BeschleunigungsfühlerInfo
- Publication number
- DE4113587C2 DE4113587C2 DE4113587A DE4113587A DE4113587C2 DE 4113587 C2 DE4113587 C2 DE 4113587C2 DE 4113587 A DE4113587 A DE 4113587A DE 4113587 A DE4113587 A DE 4113587A DE 4113587 C2 DE4113587 C2 DE 4113587C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- membrane
- piezoelectric element
- positioning
- peripheral edge
- projection
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 75
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 36
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
- G01P15/0922—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up of the bending or flexing mode type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/222—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Beschleunigungsfühler und genauer einen
Beschleunigungsfühler für die Erfassung des Klopfens bei
einer Verbrennungskraftmaschine.
Ein herkömmlicher beispielsweise aus US-A-4,190,782 bekannter
Beschleunigungsfühler für die Erfassung
von Klopfen bei einer Verbrennungskraftmaschine umfaßt ein
Gehäuse, das adaptiert ist, um starr an einer Maschine
befestigt zu werden, und einen Beschleunigungswandler, der
in dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erfassung der
Beschleunigung des Gehäuses, die dem Klopfen der Maschine
entspricht. Das Gehäuse umfaßt einen Grundteil und eine
Abdeckung, die fest zusammen verbunden sind. Die
Wandleranordnung umfaßt eine Scheibenmembran und ein
piezoelektrisches Element, das konzentrisch am Mittelpunkt
der Membran angebracht ist, zur Erfassung deren
Durchbiegung zur Erzeugung eines der Beschleunigung des
Gehäuses entsprechenden Signals. Die Membran wird starr
durch das Gehäuse an ihrem äußeren kontinuierlichen
Umfangskantenbereich gehaltert. Typischerweise ist der
Umfangskantenbereich fest zwischen den Kanten des
Grundteils und der Abdeckung des Gehäuses eingeklemmt, die
mechanisch mittels Verstemmen miteinander verbunden sind.
Die Empfindlichkeit der Beschleunigungswandleranordnung,
die die Membran und das piezoelektrische Element umfaßt,
ist am besten bei der Resonanzfrequenz f₀, die durch den
Durchmesser und die Dicke der Membran und das
piezoelektrische Element festgelegt ist, woraufhin das
Ausgangssignal der Wandleranordnung bei seinem Maximum
ist. Die Resonanzfrequenz f₀ ist eine wichtige Größe
des Beschleunigungsfühlers und es ist erforderlich, daß
die Abweichung der Resonanzfrequenz f₀ von einem
Detektor zum anderen minimiert ist.
Ein anderer wichtiger Faktor der Veränderung der
Resonanzfrequenz f₀ der Beschleunigungswandleranordnung
ist die Genauigkeit der konzentrischen Positionierung des
piezoelektrischen Elements in Bezug auf die Membran. Falls
das piezoelektrische Element mit der Membran mit
fehlausgerichteten Mittelpunkten verbunden wird, weicht
die Resonanzfrequenz f₀ von einem Detektor zum anderen
ab.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen
Beschleunigungsfühler wird das scheibenförmige
piezoelektrische Element einfach auf die kreisförmige
Membran geklebt, so daß sie recht einfach an einer
exzentrischen Stelle angebracht werden, was die Abweichung
der Resonanzfrequenz f₀ groß und häufig macht.
Die DE 38 17 354 A1 offenbart einen Beschleunigungssensor mit
- - einem Gehäuse, das für eine Befestigung an einem Gegenstand ausgestaltet ist, dessen Beschleunigung zu erfassen ist, und
- - einer Wandleranordnung, die zur Erfassung der Beschleunigung in dem Gehäuse angeordnet ist und die
- - eine im wesentlichen scheibenförmige Membran die mit dem Gehäuse derart verbunden ist, daß die durch die auf das Gehäuse einwirkende Beschleunigung durchbiegbar ist, und
- - ein im wesentlichen scheibenförmiges Element aufweist, das an der Membran derart angebracht ist, daß es entsprechend der Durchbiegung der Membran durchbiegbar ist, und das ein der Durchbiegung entsprechendes Signal erzeugt.
Auch bei diesem Beschleunigungssensor ist die
Resonanzfrequenz als wichtige Größe des
Beschleunigungsfühlers aufgrund der Bauart Schwankungen
unterworfen, die die Einsetzbarkeit des
Beschleunigungsfühlers, insbesondere aber dessen
Meßgenauigkeit erheblich beeinflussen.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Beschleunigungsfühler zu schaffen, der
hinsichtlich seiner Resonanzfrequenz geringeren Schwankungen
unterliegt und dadurch eine erhöhte Meßgenauigkeit erreicht.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine
Positioniereinrichtung an der Membran und dem
piezoelektrischen Element vorgesehen ist, durch die das
piezoelektrische Element mittig auf der Membran ausrichtbar
ist.
Im Hinblick auf die obige Aufgabe umfaßt der
Beschleunigungsfühler ein Gehäuse, das dafür vorgesehen
ist, starr an einem Gegenstand, dessen Beschleunigung zu
erfassen ist, wie etwa einer Verbrennungskraftmaschine
angebracht zu werden, und eine Wandleranordnung, die in
dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erfassung der
Beschleunigung des Gehäuses. Die Wandleranordnung umfaßt
eine im wesentlichen scheibenförmige Membran mit einem im
wesentlichen kreisförmigen Zentralbereich, flexibel in
Reaktion auf die Beschleunigung des Gehäuses. Ein im
wesentlichen scheibenförmiges piezoelektrisches Element
ist an dem Zentralbereich der Membran befestigt, zur
Erfassung der Durchbiegung des Zentralbereichs der Membran
und Erzeugung eines die Beschleunigung an dem Gehäuse
repräsentierenden Signals. Der Beschleunigungsfühler
umfaßt ferner eine Positioniereinrichtung, die an der
Membran und dem piezoelektrischen Element angeordnet ist,
um zur Positionierung des piezoelektrischen Elements in
Bezug auf den Zentralbereich der Membran verwendet zu
werden.
Die Positioniereinrichtung kann einen Positioniervorsprung
umfassen, der an der Membran angeordnet und mit dem
piezoelektrischen Element in Eingriff bringbar ist. Der
Vorsprung kann im Mittelpunkt der Membran angeordnet und
mit einer zentralen Bohrung im piezoelektrischen Element
in Eingriff bringbar sein oder kann in einem Ring
angeordnet sein, um so mit einer äußeren Peripheriekante
des piezoelektrischen Elements in Eingriff bringbar zu
sein.
Alternativ kann die Positioniereinrichtung eine innere
Oberfläche zentraler Bohrungen in der Membran und dem
piezoelektrischen Element oder eine äußere Umfangskante
des Zentralbereichs der Membran und eine äußere Kante des
piezoelektrischen Elements umfassen.
Ferner umfaßt ein Verfahren zur Positionierung eines
piezoelektrischen Elements in Bezug auf eine Membran eines
Beschleunigungsfühlers die Schritte des Einsetzens eines
Positionierstiftes in die zentrale Bohrung der Membran, so
daß zumindest ein Ende des Stiftes aus der Membran
hervorragt, und Plazieren des piezoelektrischen Elements
auf der Membran, wobei das hervorstehende Ende des Stiftes
in die zentrale Bohrung des piezoelektrischen Elements
eingesetzt ist.
Alternativ können Positionierstifte um die äußere Kante
des Zentralbereichs der Membran angeordnet werden, so daß
zumindest ein Ende des Stifts aus der Membran hervorragt,
und das piezoelektrische Element wird auf der Membran
plaziert, wobei die äußere Kante des piezoelektrischen
Elements in Kontakt mit dem hervorstehenden Ende der
Positionierstifte gebracht wird.
Die vorliegende Erfindung geht aus der folgenden
detaillierten Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen genauer
hervor, in denen zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines
Beschleunigungsfühlers;
Fig. 2 eine ebene Ansicht, die die
Beschleunigungswandleranordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung, dargestellt in Fig. 1,
darstellt;
Fig. 3 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie
III-III in Fig. 2;
Fig. 4 eine ebene Ansicht, ähnlich zu Fig. 2, die
jedoch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Beschleunigungsfühlanordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie V-V
in Fig. 4;
Fig. 6 eine ebene Ansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Membran des
Beschleunigungswandlers gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 7 eine ebene Ansicht, ähnlich zu Fig. 2, die
jedoch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Beschleunigungswandleranordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie
VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 eine ebene Ansicht, ähnlich zu Fig. 2, die
jedoch ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Beschleunigungswandleranordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10 eine Schnittseitenansicht entlang der Linie X-X
in Fig. 9;
Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht des
Positioniervorsprunges;
Fig. 12 ein Diagramm, das die
Ausgangssignalcharakteristika in Bezug auf die
Frequenz der Wandleranordnung dargestellt in den
Fig. 9 bis 11, darstellt;
Fig. 13 eine ebene Ansicht der
Beschleunigungswandleranordnung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine Schnittseitenansicht entlang der Linie
XIV-XIV in Fig. 13;
Fig. 15 eine vergrößerte ebene Ansicht des Vorsprungs
der Membran, dargestellt in Fig. 13;
Fig. 16 eine Schnittseitenansicht des Vorsprungs,
dargestellt in Fig. 15;
Fig. 17 ein Diagramm, das die
Ausgangssignalcharakteristika in Bezug auf die
Frequenz der Wandleranordnung, dargestellt in
den Fig. 13 bis 16, darstellt;
Fig. 18 eine ebene Ansicht des Beschleunigungswandlers
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 eine Schnittseitenansicht entlang der Linie
XIX-XIX in Fig. 18.
Fig. 1 zeigt einen Beschleunigungsfühler, der ein Gehäuse 1
umfaßt, das ein metallisches Grundteil 2 mit einer
Schraube 3 und einem Flansch 4 und eine Plastikkappe 5 mit
einem Flansch 6 aufweist. Das Grundteil 2 ist dafür
angepaßt, um mittels der Schraube 3 an einem Gegenstand,
dessen Beschleunigung zu erfassen ist, etwa einer
Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) befestigt zu
werden. Der Beschleunigungsfühler umfaßt ferner eine
Beschleunigungswandleranordnung 7, die in dem Gehäuse 1
angeordnet ist, zur Erfassung der Beschleunigung der
Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) und damit
des Gehäuses 1. Die Wandleranordnung 7 ist auf einer
ringförmigen ebenen Oberfläche plaziert, die durch eine
Stufe 8 am Grundteil 2 innerhalb des Flansches 4
festgelegt ist. Die Kappe 5 ist fest an dem Grundteil 2
durch Verstemmen des Flansches 4 des Grundteils 2 über den
Flansch 6 der Kappe 5 befestigt, wobei der Kantenbereich
der Wandleranordnung 7 fest zwischen den Kappenflansch 6
über eine Federscheibe 6a und die Stufe 8 des Grundteils 2
zwischengelegt ist.
Die Wandleranordnung 7 umfaßt eine im wesentlichen
scheibenförmige metallische Membran 11 und ein im
wesentlichen scheibenförmiges piezoelektrisches Element
12, das an der Membran 11 angebracht ist, zur Erfassung
der Durchbiegung der Membran 11 und zur Erzeugung eines
elektrischen Signals, das die Beschleunigung des an der
Maschine (nicht dargestellt) angebrachten Gehäuses 1
darstellt. Das Signal vom piezoelektrischen Element 12
wird über eine Zuleitung 13, die an dem piezoelektrischen
Element 12 angeschlossen ist, und einen Ausgangsanschluß
14 weitergeleitet, der in die Plastikkappe 5
eingeschmolzen ist.
Wie am besten aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, umfaßt die
scheibenförmige Membran II der
Beschleunigungswandleranordnung 7 einen im wesentlichen
kreisförmigen Zentralbereich 15, der flexibel in Reaktion
auf die Beschleunigung des Gehäuses 1 ist und ein daran
befestigtes piezoelektrisches Element 12 aufweist. Die
Membran 11 umfaßt ferner einen ringförmigen äußeren
Bereich 16, der einstückig um den Zentralbereich 15 herum
angeordnet ist und der nicht an dem piezoelektrischen
Element 12 befestigt ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist
der äußere Bereich 15 der Membran 11 starr mit dem Gehäuse
1 durch Einklemmen zwischen dem Kappenflansch 4 über die
Federscheibe 6a und der Grundteilstufe 8 verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen die Membran 11
und das piezoelektrische Element 12 Positionieroberflächen
21 und 22, die beim konzentrischen Positionieren des
piezoelektrischen Elements 12 in Bezug auf den
Zentralbereich 15 der Membran 11 zu verwenden sind. Bei
dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird
die Positionieroberfläche 21 auf der Membran 11 durch eine
äußere Oberfläche eines Vorsprungs 23 gebildet, der im
Mittelpunkt der Membran 11 ausgebildet ist. Die
positionierende Oberfläche 22 am piezoelektrischen Element
12 wird durch eine innere Oberfläche einer kreisförmigen
Bohrung 24 festgelegt, die im Mittelpunkt des Elements 12
ausgebildet ist. Die Bohrung 24 ist so bemessen, daß sie
den Vorsprung 23 ohne wesentliches Spiel zwischen den
Positionieroberflächen 21 und 22 aufnimmt.
Während des Zusammenbaus der
Beschleunigungswandleranordnung 7 wird ein Klebemittel
(nicht dargestellt) auf entweder die Membran 11 oder das
piezoelektrische Element 12 aufgebracht und die Membran 11
und das Element 12 werden zusammengefügt, wobei der
Vorsprung 23 an der Membran 11 durch die Bohrung 24 des
piezoelektrischen Elements 12 geführt und aufgenommen
wird, wodurch das Element 12 präzise konzentrisch in Bezug
auf die Membran 11 positioniert wird.
Die Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Wandleranordnung 25 des Beschleunigungsfühlers gemäß
der vorliegenden Erfindung, bei der eine Membran 26 eine
zentrale Bohrung 27 mit einer inneren Oberfläche 28
aufweist, die eine Positionieroberfläche festlegt, und ein
piezoelektrisches Element 29 eine zentrale Bohrung 30 mit
einer inneren Oberfläche 21 aufweist, die eine weitere
Positionieroberfläche festlegt. Diese zentralen Bohrungen
27 und 29 haben gleiche Durchmesser. Während des
Zusammenbaus wird eine Lehre 32 mit einem Positionierstift
33, der einen etwas kleineren Durchmesser als die
Bohrungen 27 und 30 besitzt, verwendet. Die Membran 26
wird auf der Lehre 32 plaziert, so daß der
Positionierstift 33 in die zentrale Bohrung 27 der Membran
26 eingeführt ist und daß zumindest ein Ende des
Positionierstiftes 33 aus der Membran 26 herausragt. Dann
wird ebenfalls das piezoelektrische Element 29 auf der
Membran 26 plaziert, wobei das herausragende Ende des
Positionierstiftes 23 in die zentrale Bohrung 30 des
piezoelektrischen Elements 29 eingeführt wird. Da die
Membran 26 und das piezoelektrische Element 29 durch den
gemeinsamen Positionierstift 33, der sich durch die
zentralen Bohrungen 27 und 30 erstreckt, geführt werden,
sind sie präzise konzentrisch bezogen aufeinander
positioniert. Der Positionierstift 33 wird aus den
Bohrungen 21 und 30 entfernt, nachdem das Klebmittel
(nicht dargestellt) zwischen der Membran 26 und dem
Element 29 ausgehärtet ist.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Wandleranordnung 34 für den Einsatz in dem
Beschleunigungsfühler gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die dargestellte Wandleranordnung 34 umfaßt eine
zahnradförmige Membran 35, die einen im wesentlichen
kreisförmigen Zentralbereich 36, auf dem das
piezoelektrische Element 37 befestigt ist, und einen
äußeren Bereich in Form einer Vielzahl von radialen Armen
38 besitzt, die jeweils ein äußeres Ende aufweisen, das
starr mit dem Gehäuse 1 durch Einklemmen zwischen dem
Kappenflansch 4 über die Federscheibe 6a und der
Grundteilstufe 8 verbunden ist. Der Zentralbereich 36
besitzt einen Durchmesser im wesentlichen gleich dem
Durchmesser des piezoelektrischen Elements 37, wie in Fig.
7 und 8 dargestellt. Daher kann eine genaue konzentrische
Positionierung des piezoelektrischen Elements 37 auf dem
Zentralbereich 36 der Membran 35 während des Aufklebens
relativ einfach erzielt werden durch den Einsatz von
Positionierstiften 39 (Fig. 7 und 8), die an einer Lehre
angebracht sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die
Positionieroberflächen ein äußerer Umfang des
kreisförmigen Zentralbereichs 36 und der äußere Umfang des
piezoelektrischen Elements 37.
Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine weitere
Beschleunigungswandleranordnung 42, die in dem
Beschleunigungsfühler gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfaßt die Wandleranordnung 42 eine Membran 43 mit vier
Vorsprüngen 44, die radial innere Oberflächen 45
aufweisen, die entlang einer äußeren Umfangskante eines
kreisförmigen Zentralbereichs 46 der Membran 43 angeordnet
sind. Wenn ein piezoelektrisches Element 47 auf die
Membran 43 aufgeklebt wird, wird eine äußere Umfangskante
des piezoelektrischen Elements 47, die als
Positionieroberfläche dient, geführt und durch die inneren
Oberflächen 45 positioniert, die als
Positionieroberflächen an der Membran 43 dienen. Während
dieses Ausführungsbeispiel wirksam zur Positionierung des
piezoelektrischen Elements 47 in Bezug auf die Membran 43
ist, sind die Frequenzcharakteristika des Ausgangssignals
der Wandleranordnung 42 wie durch eine Kurve a mit einer
Störung a₁ in Fig. 12 dargestellt, die angibt, wie das
Ausgangssignal der Wandleranordnung 42 sich ändert, wenn
sich die Frequenz ändert.
Die Fig. 13 bis 16 zeigen ein weiteres
Ausführungsbeispiel, bei dem eine Membran 50 ähnlich der
Zahnradförmigen Membran 35, dargestellt in den Fig. 6 bis
8, vier Positioniervorsprünge 51 am äußeren Umfang des
Zentralbereichs 52 der Membran 50 oder um das
piezoelektrische Element 53 herum besitzt. Die
Positioniervorsprünge 51 besitzen die Form von Haken, die
sich von der äußeren Kante des Zentralbereichs 52 der
Membran 50 erstrecken und im wesentlichen senkrecht zu
der Seite gebogen sind, auf der das piezoelektrische
Element 53 angebracht ist. Der Wandler dieses
Ausführungsbeispiels zeigt eine Frequenzcharakteristik
eines Ausgangssignals, wie durch eine Kurve b in Fig. 17
dargestellt ist, die die Störungen b₁ und b₂ besitzt.
Die Fig. 18 und 19 zeigen einen weiteren
Beschleunigungswandler 55, dessen Positioniervorsprung
einen einzelnen ringförmigen Vorsprung 56 umfaßt, der
entlang einer äußeren Peripheriekante eines
piezoelektrischen Elements 57 angeordnet ist. Die
Ausgangssignalfrequenzkurve dieses Wandlers 55 besitzt
ebenfalls eine Störung.
Wie zuvor beschrieben wurde, umfaßt gemäß der vorliegenden
Erfindung der Beschleunigungsfühler eine
Positioniereinrichtung, die an der Membran und dem
piezoelektrischen Element angeordnet ist, um für die
Positionierung des piezoelektrischen Elements in Bezug auf
den Zentralbereich der Membran verwendet zu werden. Die
Positioniereinrichtung kann einen Positioniervorsprung
umfassen, der an der Membran angeordnet und mit dem
piezoelektrischen Element in Eingriff zu bringen ist. Der
Vorsprung kann am Mittelpunkt der Membran angeordnet und
mit einer zentralen Bohrung im piezoelektrischen Element
in Eingriff bringbar sein oder kann in einem Ring
angeordnet sein, um so mit einer äußeren Peripheriekante
des piezoelektrischen Elements in Eingriff gebracht zu
werden. Alternativ kann die Positioniereinrichtung innere
Oberflächen zentraler Bohrungen in der Membran und dem
piezoelektrischen Element oder eine äußere Umfangskante
des zentralen Bereiches der Membran und eine äußere Kante
des piezoelektrischen Elements umfassen. Dementsprechend
ist es bei dem Beschleunigungsfühler gemäß der
vorliegenden Erfindung einfach, die Membran und das
piezoelektrische Element genau auszurichten und der
Beschleunigungsfühler besitzt einen einfachen Aufbau.
Claims (11)
1. Beschleunigungsfühler mit
- - einem Gehäuse (1), das für eine Befestigung an einem Gegenstand ausgestaltet ist, dessen Beschleunigung zu erfassen ist, und
- - einer Wandleranordnung (7), die zur Erfassung der Beschleunigung in dem Gehäuse angeordnet ist und folgendes aufweist:
- - eine im wesentlichen scheibenförmige Membran (11; 26; 35; 43), die mit dem Gehäuse derart verbunden ist, daß sie durch die auf das Gehäuse einwirkende Beschleunigung durchbiegbar ist, und
- - ein im wesentlichen scheibenförmiges piezoelektrisches Element (12; 29; 37; 46), das an der Membran derart angebracht ist, daß es entsprechend der Durchbiegung der Membran durchbiegbar ist, und das ein der Durchbiegung entsprechendem Signal erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine Positioniereinrichtung (23, 24; 28, 31; 45, 47) an der Membran (11; 26; 35; 43) und dem piezoelektrischen Element (12; 29; 37; 46) vorgesehen ist, durch die das piezoelektrische Element mittig auf der Membran ausrichtbar.
2. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung einen
Vorsprung (23; 38; 51; 56) umfaßt, der an der Membran
(11; 26; 35; 43) angeordnet ist und mit dem
piezoelektrischen Element (12; 29; 37; 46) in Eingriff
bringbar ist.
3. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorsprung (23) im Mittelpunkt
der Membran (II) angeordnet ist und das piezoelektrische
Element (12) eine zentrale Bohrung (24) aufweist, die
mit dem Vorsprung in Eingriff bringbar ist.
4. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorsprung (38; 51; 56) mit einer
äußeren Umfangskante des piezoelektrischen Elements (37;
53; 57) in Eingriff bringbar ist.
5. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorsprung eine Vielzahl von
Vorsprüngen (38; 51) umfaßt, die im zusammengebauten
Zustand entlang einer äußeren Umfangskante des
piezoelektrischen Elements (37; 53) angeordnet sind.
6. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorsprung einen einzelnen
ringförmigen Vorsprung (56) umfaßt, der im
zusammengebauten Zustand entlang einer äußeren
Umfangskante des piezoelektrischen Elements (57)
angeordnet ist.
7. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung eine
innere Oberfläche (28) einer zentralen Bohrung (27), die
im Mittelpunkt der Membran (26) angeordnet ist, und eine
innere Oberfläche (21) einer zentralen Bohrung (30)
umfaßt, die im Mittelpunkt des piezoelektrischen
Elements (29) angeordnet ist.
8. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, 2, 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung
eine äußere Umfangskante des Zentralbereichs (36) der
Membran (35) und eine äußere Umfangskante (38) des
piezoelektrischen Elements (37) umfaßt.
9. Verfahren zur Positionierung eines piezoelektrischen
Elements in bezug auf eine Membran eines
Beschleunigungsfühlers nach Anspruch 7 mit den
Schritten:
Einführen eines Positionierstiftes (33) in die zentrale Bohrung (27) der Membran (26), so daß zumindest ein Ende des Stiftes aus der Membran herausragt; und
Plazieren des piezoelektrischen Elements (29) auf der Membran, wobei das herausragende Ende des Stiftes in die zentrale Bohrung (30) des piezoelektrischen Elements eingeführt wird.
Einführen eines Positionierstiftes (33) in die zentrale Bohrung (27) der Membran (26), so daß zumindest ein Ende des Stiftes aus der Membran herausragt; und
Plazieren des piezoelektrischen Elements (29) auf der Membran, wobei das herausragende Ende des Stiftes in die zentrale Bohrung (30) des piezoelektrischen Elements eingeführt wird.
10. Verfahren zur Positionierung eines piezoelektrischen
Elements in bezug auf eine Membran eines
Beschleunigungsfühlers nach Anspruch 8 mit den
Schritten:
Plazieren von Positionierstiften (39) um die Umfangskante des Zentralbereichs (36) der Membran herum, so daß zumindest ein Ende der Stifte aus der Membran herausragt; und
Plazieren des piezoelektrischen Elements (37) auf der Membran, wobei die äußere Umfangskante des piezoelektrischen Elements in Kontakt mit den herausragenden Enden der Positionierstifte gebracht wird.
Plazieren von Positionierstiften (39) um die Umfangskante des Zentralbereichs (36) der Membran herum, so daß zumindest ein Ende der Stifte aus der Membran herausragt; und
Plazieren des piezoelektrischen Elements (37) auf der Membran, wobei die äußere Umfangskante des piezoelektrischen Elements in Kontakt mit den herausragenden Enden der Positionierstifte gebracht wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2113644A JPH049721A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 振動検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4113587A1 DE4113587A1 (de) | 1991-10-31 |
DE4113587C2 true DE4113587C2 (de) | 1996-02-29 |
Family
ID=14617470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4113587A Expired - Lifetime DE4113587C2 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-25 | Beschleunigungsfühler |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5239869A (de) |
JP (1) | JPH049721A (de) |
KR (1) | KR930008302B1 (de) |
DE (1) | DE4113587C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612765A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-11-13 | Teves Gmbh Alfred | Kunststoffsensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5287332A (en) * | 1992-06-24 | 1994-02-15 | Unisys Corporation | Acoustic particle acceleration sensor and array of such sensors |
US6111338A (en) * | 1993-05-28 | 2000-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor and method for producing the same |
DE4428124B4 (de) * | 1994-08-09 | 2005-08-18 | Robert Bosch Gmbh | Beschleunigungssensor |
JP3281217B2 (ja) * | 1995-05-23 | 2002-05-13 | 富士電機株式会社 | 半導体式加速度センサと該センサのセンサ素子の特性評価方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4190782A (en) * | 1978-07-24 | 1980-02-26 | Telex Communications, Inc. | Piezoelectric ceramic resonant transducer with stable frequency |
US4193647A (en) * | 1978-09-11 | 1980-03-18 | Telex Communications, Inc. | Piezoelectric ceramic transducers with uniform resonant frequency |
JPS6156920A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-22 | Nippon Denso Co Ltd | 圧電素子を用いた振動及び音波の検出器 |
US4630465A (en) * | 1984-11-19 | 1986-12-23 | Eaton Corporation | Low viscous drag knock sensor |
JPS61134631A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 共振型ノツクセンサ− |
US4727279A (en) * | 1987-04-29 | 1988-02-23 | General Motors Corporation | Piezoelectric knock sensor |
JPH0715485B2 (ja) * | 1987-05-21 | 1995-02-22 | 日産自動車株式会社 | 圧電型力学量センサ |
US5053671A (en) * | 1987-11-16 | 1991-10-01 | Nissan Motor Company, Limited | Piezoelectric sensor for monitoring kinetic momentum |
JPH0274868A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Nissan Motor Co Ltd | 圧電型力学量センサ |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2113644A patent/JPH049721A/ja active Pending
-
1991
- 1991-04-12 KR KR1019910005884A patent/KR930008302B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-04-25 DE DE4113587A patent/DE4113587C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-26 US US07/692,343 patent/US5239869A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612765A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-11-13 | Teves Gmbh Alfred | Kunststoffsensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5239869A (en) | 1993-08-31 |
DE4113587A1 (de) | 1991-10-31 |
JPH049721A (ja) | 1992-01-14 |
KR930008302B1 (ko) | 1993-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005022340B4 (de) | Klopfsensor und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE112009003688B4 (de) | Linearpositionssensor mit Drehblockiervorrichtung | |
EP0182013B1 (de) | Einrichtung zur Befestigung eines ersten Bauteils | |
EP0935743B1 (de) | Drucksensoreinheit, insbesondere für die kraftfahrzeugtechnik | |
CH654409A5 (de) | Messwertaufnehmer zur messung mechanischer deformationen an hohlkoerpern. | |
EP0993596B1 (de) | Schwingungsaufnehmer mit druckhülse | |
DE19524152C1 (de) | Schwingungsaufnehmer | |
DE19829379C2 (de) | Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse | |
DE7831611U1 (de) | Koerperschallaufnehmer | |
DE112011102738T5 (de) | Elektrodenvorrichtung, Drucksensor und Druckmessgerät | |
DE4304914A1 (de) | ||
DE4113545C2 (de) | Beschleunigungsfühler | |
DE4113587C2 (de) | Beschleunigungsfühler | |
EP0769683A2 (de) | Anordnung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter | |
DE2947394A1 (de) | Einrichtung zur messwerterfassung an prueflingen | |
DE19960328A1 (de) | Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse | |
DE19620459B4 (de) | Halbleiter-Beschleunigungsmesser und Verfahren zur Bewertung der Eigenschaften eines Halbleiter-Beschleunigungsmessers | |
DE102007025200A1 (de) | Hülse zur Befestigung auf einer Welle | |
DE2316130A1 (de) | Geraet zum erfassen von bewegungen eines koerpers | |
DE3543528A1 (de) | Einrichtung zur erfassung des fuellstandes in einem behaelter | |
DE2458358A1 (de) | Oszillator-anordnung | |
DE69820981T2 (de) | Halbleiterdrucksensor | |
DE3013684C2 (de) | Klopfsensor | |
AT379898B (de) | Einrichtung zur aufnahme von koerperschallschwingungen | |
DE2928610A1 (de) | Induktiver impulsgeber, insbesondere drehgeschwindigkeitsgeber fuer kraftfahrzeuge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |