DE4324780C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinander - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinanderInfo
- Publication number
- DE4324780C2 DE4324780C2 DE19934324780 DE4324780A DE4324780C2 DE 4324780 C2 DE4324780 C2 DE 4324780C2 DE 19934324780 DE19934324780 DE 19934324780 DE 4324780 A DE4324780 A DE 4324780A DE 4324780 C2 DE4324780 C2 DE 4324780C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reference plane
- acceleration
- measuring
- measuring axes
- measurement
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
- B63B39/14—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude for indicating inclination or duration of roll
-
- 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
- G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zuein
ander, insbesondere eines periodisch, im wesentlichen sinusförmig
beschleunigten Körpers, wie z. B. eines schwimmenden Schiffes.
Derartige Vorrichtungen finden insbesondere auf Seeschiffen Anwen
dung, auf denen Ausricht- und Bettungsmessungen durchgeführt werden
sollen. Häufig müssen auf Kampfschiffen Flächen an den Aufbauten
(Antennen) parallel zu einer Referenzfläche ausgerichtet werden, zu
der kein Sichtkontakt besteht. Werden diese Messungen durchgeführt,
während das Schiff gedockt ist, und somit keinerlei Bewegungen
ausführt, so können an beiden Ebenen die Winkel zur Horizontalen,
z. B. mit Pendelanordnungen oder Wasserwaagen, bestimmt werden, aus
denen dann die Stellgrößen ermittelt werden, um die Ebenen parallel
auszurichten. Für Arbeiten an Schiffsneubauten vor dem Stapellauf
stellt dieses Verfahren eine befriedigende Lösung dar. Werden
hingegen nach dem Stapellauf und außerhalb derjenigen Zeiten, in
denen das Schiff ohnehin gedockt ist, Maßnahmen notwendig, Ebenen
des Schiffes zueinander auszurichten, so stellt das Docken des
Schiffes einen unverhältnismäßig hohen zeitlichen und finanziellen
Aufwand dar. Im schwimmenden Zustand führt das Schiff, selbst im
Hafen, Bewegungen aus, die Ausrichtarbeiten hoher Genauigkeit
erschweren.
Es ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugs
ebenen eines Seeschiffes vorgeschlagen worden, die an jeder Bezugs
ebene zwei Pendel enthält, die die Neigung der jeweiligen Ebene zur
Waagerechten in Längs- und Querrichtung des Schiffes bestimmen. Aus
diesen Meßwerten werden jeweils Mittelwerte gebildet, aus denen die
Neigung jeder Bezugsebene zur Horizontalen in Längs- und Querrich
tung des Schiffes errechnet wird. Da bei diesem Verfahren keine
Möglichkeit besteht, die Meßungenauigkeit zu kompensieren, die sich
aus den Verformungen des Schiffsrumpfes unter dem Einfluß der Wellen
ergibt, erhält man bei diesem Verfahren eine Genauigkeit von le
diglich etwa 0,5°, die für Ausricht- und Bettungsmessungen oftmals
unzureichend ist.
Es ist weiterhin ein optisch-mechanisches Verfahren zur Bestimmung
der Neigung zweier Bezugsebenen eines Seeschiffes vorgeschlagen
worden, bei dem an jeder Bezugsebene jeweils zwei Wasserwaagen
vorgesehen sind, deren Libellen in Quer- und Längsrichtung des
Schiffes ausgerichtet sind. Bei diesem Verfahren wird jede Wasser
waage zunächst so eingestellt, daß die Gasblase bei der Bewegung des
Schiffes eine Nullmarkierung überstreicht, die bei einem ruhenden
Körper eine horizontale Ausrichtung der Wasserwaage in Meßrichtung
anzeigt. In einem zweiten Schritt wird an jeder Bezugsebene je
eine Person postiert. Über ein geeignetes Kommunikationsmittel wie
zum Beispiel einem Handfunkgerät signalisiert eine erste Person den
Zeitpunkt des Nulldurchgangs einer Wasserwaage, woraufhin eine
zweite Person an der jeweils anderen Bezugsebene die betreffende
Wasserwaage so justiert, daß nach mehrfacher Wiederholung dieses
zweiten Schrittes die beiden Wasserwaagen zum gleichen Zeitpunkt die
Nullinie überstreichen. In einem dritten Schritt können die Winkel
an beiden Wasserwaagen angelesen und verglichen werden - die Diffe
renz der gemessenen Winkel entspricht der Neigung der Ebenen in der
Ebene der Wasserwaagen zueinander.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist auch hier die hohe Meßungenau
igkeit, die zusätzlich noch durch das geringe Ausmaß der Automatisa
tion verstärkt wird. Die Praxis zeigt, daß dieses Verfahren nur bei
sehr kleinen Eigenschiffsbewegungen durchzuführen ist.
Die US 5 191 713 beschreibt eine Vorrichtung und ein Ver
fahren, um auf elektronischem Wege die Verkippung einer Platt
form gegenüber einer Referenzplattform zu ermitteln. Hierzu wer
den die Referenzplattform und die zu vermessenden Plattformen
mit Neigungsmessern versehen, die jeweils auf einem Drehtische
sitzen. Die Messung beginnt, indem sämtliche Neigungsmesser den
selben Seitenwinkel ausgerichtet werden. Die gemessenen Winkel
fehler werden abgespeichert. Eine solche Messung wird für jeden
10°-Drehwinkel durchgeführt. Nachdem auf diese Weise auf einem
Vollkreis die Messung vollzogen wurde, werden die Messpunkte in
einer Regressionsrechnung einer Sinuskurve angenähert. Damit
kann aus der Sinuskurve für jeden Azimutwinkel einer Plattform
der jeweilige Kippungswinkel ermittelt werden.
Die US-PS 4,531,299 zeigt eine ähnliche Anordnung, die je
Plattform einen eigenen Sensor verwendet. Aus den Signalen eines
Sensors wird die Differenz zu einem Messsignal eines Referenz
sensors auf elektronische Weise mit Hilfe eines Differenzver
stärkers erzeugt. Das erhaltene Differenzsignal wird verstärkt
und grafisch dargestellt.
In allen Fällen ist die Ermittlung der Verkippung sehr
zeitaufwendig und kann vor allen Dingen kurzfristige Verkippun
gen nicht berücksichtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die
Bestimmung der relativen Neigung der beiden Bezugsebenen auch bei
Bewegungen des Körpers einfach, zuverlässig und mit sehr großer
Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:
- a) Messung der Beschleunigungen entlang jeweils mindestens zwei verschiedener, parallel zur Bezugsebene verlaufender Meßachsen an jeder Bezugsebene, wobei jede der beiden Meßachsen der einen Bezugsebene mit jeweils einer Meßachse der anderen Bezugsebene komplanar ist;
- b) Auswahl derjenigen Beschleunigungsmeßwerte, die eine Wende stelle der zugehörigen Beschleunigungsfunktion, die durch die Beschleunigung entlang der jeweiligen Meßachse als Funktion der Zeit gegeben ist, darstellen;
- c) Auswahl von Meßwertpaaren aus den im Verfahrensschritt b) ausgewählten Beschleunigungsmeßwerten, die entlang komplanarer Meßachsen an verschiedenen Bezugsebenen gleichzeitig oder innerhalb eines sehr kleinen, vorgegebenen Zeitinteralls gemes sen wurden;
- d) Berechnung der Winkel zwischen je zwei komplanaren Meßachsen an unterschiedlichen Bezugsebenen bei konstanten Beschleunigungs meßwerten aus der Differenz der zugehörigen Beschleunigungs meßwerte und bei nicht konstanten Beschleunigungsmeßwerten aus der Differenz der Beschleunigungen zugehöriger, im Verfahrens schritt c) ausgewählter Meßwertpaare.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß auch dann
die Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinander zuverlässig
bestimmt werden kann, wenn der Körper Bewegungen ausführt. Ins
besondere bei Ausricht- und Bettungsmessungen auf Seeschiffen ist
kein Docken des Schiffes erforderlich. Die Messungen können auf
schwimmenden Seeschiffen bei relativ hohen Stampf- und Schlingerbe
wegungen mit geringem Zeit- und Personalaufwand durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt auch unter diesen Einsatz
bedingungen zu Genauigkeiten, die mit keinem bisher bekannten
Verfahren erreicht werden.
Diese sehr hohe Meßgenauigkeit wird insbesondere dadurch erzielt,
daß nur diejenigen Beschleunigungsmeßwerte ausgewertet werden, die
eine Wendestelle der zugehörigen Beschleunigungsfunktion, die durch
die Beschleunigung entlang der jeweiligen Meßachse als Funktion der
Zeit gegeben ist, darstellen. Bei schwimmenden Seeschiffen, deren
Stampf- und Schlingerfrequenz üblicherweise im Spektrum von 1/6 bis
1/20 Hz liegen, sind dies die Beschleunigungswerte, die zu dem
Zeitpunkt der maximalen Beschleunigungsänderung gemessen wurden. Zu
diesem Zeitpunkt entspricht die gemessene Beschleunigung dem Produkt
aus Erdbeschleunigung und Sinus desjenigen Winkels, den die jeweilige
Meßachse mit der Horizontalen einschließt. Die Einflüsse der
Bewegungen des Schiffes sind also bereits an dieser Stelle weitest
gehend eliminiert.
Zur Erzielung der sehr hohen Meßgenaugigkeit wird jedoch in dem
Verfahrensschritt c) auch denjenigen Meßungenauigkeiten begegnet,
die durch die Verwindung des Schiffes unter dem Einfluß des See
ganges auftreten. Bei starken Verwindungen des Schiffes weisen die
Beschleunigungsfunktionen komplanarer Meßachsen an verschiedenen
Bezugsebenen Wendestellen auf, die einen vorgegebenen Zeitversatz
überschreiten, und für die weitere Auswertung nicht berücksichtigt
werden.
Besonders bevorzugt schließt sich an den Verfahrensschritt d) ein
Verfahrensschritt an, in dem die Neigung der Bezugsebenen des
Körpers in einer beliebigen, vorgegebenen Richtung aus den Winkeln
zwischen jeweils zwei komplanaren Meßachsen an verschiedenen Bezugs
ebenen und den Winkeln berechnet wird, die die Meßachsen derselben
Bezugsebene untereinander einschließen. Durch diesen Verfahrens
schritt wird ermöglicht, auch in den Fällen Bezugsebenen eines
Körpers zueinander auszurichten, in denen die Meßachsen nicht exakt
orthogonal zu den Achsen liegen, an denen die jeweilige Bezugsebene
justiert wird.
Vorteilhafterweise schließen die Meßachsen an jeder Bezugsebene
einen rechten Winkel ein. Hierdurch wird die Berechnung der einge
schlossenen Winkel erleichtert und der Meßfehler minimiert.
Besonders bevorzugt verlaufen die Meßachsen bei Fahrzeugen, ins
besondere bei schwimmenden Seeschiffen, parallel und quer zu den
Fahrtrichtungen des Fahrzeuges. Bei dieser Anordnung der Meßachsen
liegen bei einem schwimmenden Seeschiff die Meßachsen jeweils in
Richtung der Stampf- bzw. Schlingerbewegung, wodurch zusätzliche
Interferenzen dieser beiden weitestgehend unabhängig voneinander
auftretenden Beschleunigungen vermieden werden.
Bei Fahrzeugen und insbesondere bei schwimmenden Seeschiffen wird
vorteilhafterweise zwischen den Verfahrensschritten a) und b) ein
Verfahrensschritt durchgeführt, bei dem die durch Vibrationen
hervorgerufenen Beschleunigungen des Fahrzeugs herausgefiltert
werden, da sie für die folgenden Berechnungen störend sind.
Besonders bevorzugt wird zwischen den Verfahrensschritten c) und d)
ein Verfahrensschritt durchgeführt, bei dem aus den Messwertpaaren,
die entlang derselben zwei Messachsen in einem vorgegebenen Zeit
intervall gemessen wurden, ein statistischer Mittelwert gebildet
wird. Dieser Verfahrensschritt führt zu noch genaueren Berechnungs
ergebnissen.
Besonders bevorzugt wird zwischen den Verfahrensschritten c) und d)
ein Verfahrensschritt durchgeführt, bei dem die Zuverlässigkeit des
Messergebnisses aus dem statistischen Vergleich der gültigen und
ungültigen Messergebnisse ermittelt wird, wobei ein Messwert dann ein
ungültiger Messwert ist, wenn zu ihm kein Messwert existiert, mit dem
zusammen er ein gemäß dem Verfahrensschritt c) ausgewähltes Mess
wertpaar bildet. Hierdurch werden einerseits Aussagen über die Genau
igkeit der Messungen und andererseits über die Verwindung des Kör
pers möglich.
Vorteilhafterweise wird zwischen den Verfahrensschritten b) und c)
ein Verfahrensschritt durchgeführt, bei dem ein aus der Neigung der
Bezugsebene quer zur Messachse resultierender, sensorspezifischer
Messfehler kompensiert wird. Auch dieser Schritt erhöht die Messgenau
igkeit insbesondere bei starken Bewegungen des Körpers.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Erzielung von Mess
ergebnissen sehr hoher Genauigkeit lässt sich erfindungsgemäß dadurch
erzielen, dass jeweils zwei Beschleunigungsaufnehmer an jeder
Bezugsebene zur Messung der Beschleunigung der jeweiligen Bezugs
ebene entlang zwei verschiedener, parallel zur Bezugsebene ver
laufender Meßachsen angeordnet werden, wobei jede der beiden Meß
achsen der einen Bezugsebene mit jeweils einer Meßachse der anderen
Bezugsebene komplanar ist, und eine Auswerteeinheit die aus den
Meßwerten der Beschleunigungsaufnehmer gemäß des erfindungsgemäßen
Verfahrens die Neigung der Bezugsebenen zueinander ermittelt.
Die Vorteile dieser Vorrichtung liegen insbesondere darin, das
erfindungsgemäße Verfahren mit geringem Zeitaufwand und hoher
Meßgenauigkeit von einer Person durchzuführen. Beschleunigungsauf
nehmer der erforderlichen Genauigkeit sind am Markt erhältlich.
Insbesondere geeignet ist der Beschleunigungsaufnehmer LSB Linear
der Firma Schaevitz, New Jersey. Das Aufstellen der Vorrichtung und
die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf diese
Weise besonders einfach.
Besonders bevorzugt enthält die Auswerteeinheit jeweils ein Aus
wertegerät an jeder Bezugsebene zur Auswertung der Meßwerte der
jeweiligen Beschleunigungsaufnehmer, die über Datenaustauschvor
richtungen miteinander verbunden sind. Vorteilhafterweise ist an
jeder Bezugsebene ein Anzeigegerät angeordnet, an dem das Meßergeb
nis der Beschleunigungsaufnehmer und/oder das Berechnungsergebnis
der Auswerteeinheit anzeigbar ist. Bei Ausricht- und Bettungsmessun
gen auf Seeschiffen können die angezeigten Meßergebnisse bzw.
Berechnungsergebnisse unmittelbar zur Ausrichtung der Ebenen ver
wendet werden, wobei die neue Ausrichtung der Bezugsebenen anschlie
ßend unmittelbar durch eine neue Meßreihe kontrolliert werden kann.
Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der
Unteransprüche gekennzeichnet. Im folgenden wird ein Ausführungsbei
spiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das die erfindungsgemäßen Verfahrens
schritte der Auswerteeinheit darstellt.
Fig. 1 zeigt zwei Bezugsebenen 1 und 2 eines Körpers, die parallel
ausgerichtet werden sollen.
Auf jeder der beiden Bezugsebenen 1 und 2 sind jeweils zwei Be
schleunigungsaufnehmer 10 angeordnet, deren Messachsen 12 bzw. 13
parallel zur jeweiligen Messebene verlaufen und einen rechten Winkel ein
schließen. Die beiden Messachsen 12 sowie die beiden Messachsen 13
sind komplanar. Zur Gewährleistung einer parallelen Anordnung der
Messachsen zur Bezugsebene können Justiermittel 14 vorgesehen sein.
An jeder der beiden Bezugsebenen 1 und 2 ist jeweils ein Auswerte
gerät 20 angeordnet. Jeder Beschleunigungsmesser 10 ist über jeweils
ein Kabel 24 mit dem Auswertegerät 20 der betreffenden Bezugsebene
verbunden. Über die Kabel 24 werden die Messwerte der Beschleuni
gungsaufnehmer 10 zum Auswertegerät 20 übermittelt. Die Auswer
tegeräte 20 ermitteln aus den Messwerten der Beschleunigungsaufnehmer
10 gemäß einem in Fig. 2 dargestellten Verfahren die Neigung der
Bezugsebenen zueinander. Die Messergebnisse, das Ergebnis der Aus
wertung sowie die Messungenauigkeit werden an dem Anzeigegerät 22
angezeigt. Die Messergebnisse sowie ggf. die Berechnungsergebnisse
der Auswertegeräte an den jeweiligen Bezugsebenen werden über ein
Kabel 26 ausgetauscht. Über eine Schnittstelle 32 ist ein Rechner 30
mit dem Auswertegerät 20 an der Bezugsebene 1 verbunden.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die einzelnen Verfahrens
schritte des Auswertegerätes 20 in ihrer zeitlichen Folge schema
tisch dargestellt sind. In der oberen bzw. unteren Hälfte der Fig.
2 sind zueinander analoge Verfahrensschritte I bis VI der Auswerte
geräte 20 an der Bezugsebene 1 bzw. 2 dargestellt. In der rechten
bzw. linken Hälfte der Fig. 2 ist in jeweils separaten Ablauf
schemen die Auswertung der beiden Beschleunigungsaufnehmer 10 an
jeder der Bezugsebenen 1 und 2 dargestellt. In einem ersten Arbeits
schritt I werden die Meßwerte an allen vier Beschleunigungsauf
nehmern erfaßt. In dem Verfahrensschritt II werden die durch Vibra
tionen hervorgerufenen Beschleunigungen des Fahrzeuges herausgefil
tert. Bei schwimmenden Seeschiffen ist die sich somit ergebende
Beschleunigungsfunktion, die durch die Beschleunigung entlang der
jeweiligen Meßachse als Funktion der Zeit gegeben ist, im wesentli
chen sinusförmig. Es werden in den Verfahrensschritten III und IV
diejenigen Beschleunigungsmeßwerte der Beschleunigungsfunktion
ausgewählt, an denen die Beschleunigungsfunktion eine Wendestelle
aufweist, d. h. es wird derjenige Beschleunigungswert zum Zeitpunkt
T0 ausgewählt, zu dem die Beschleunigungsänderung maximal ist. Die
Beschleunigung a0 wird in einem Verfahrensschritt V einer sensor
spezifischen Querneigungskorrektur unterzogen, die dadurch notwendig
wird, daß die jeweilige Meßachse auch in Querrichtung geneigt ist.
Die Querneigungskorrektur kann entweder den Datenblättern der
marktgängigen Beschleunigungsaufnehmer entnommen werden oder aber
auch in Echtzeit aus der Beziehung:
für jeden
Beschleunigungsaufnehmer errechnet werden, wobei α der Winkel
zwischen Meßachse und Horizontalen, β der Winkel zwischen der
Bezugsebene zur Horizontalen quer zur Meßachse und gegen die
Erdbeschleunigung sind. Die Winkel α und β können dabei direkt aus
den Meßwerten der Beschleunigungsaufnehmer errechnet werden.
In einem Verfahrensschritt VI wird die Differenz derjenigen Be
schleunigungsmeßwerte gebildet, die entlang komplanarer Meßachsen an
verschiedenen Bezugsebenen gleichzeitig oder innerhalb eines sehr
kleinen, vorgegebenen Zeitintervalls gemessen wurden. Verstreicht
eine vorgegebene Zeit nachdem an einem Beschleunigungsaufnehmer eine
Wendestelle festgestellt worden ist, ohne daß an dem Beschleuni
gungsaufnehmer der anderen Bezugsebene, die komplanar zu der jeweiligen
Meßachse liegt, eine entsprechende Wendestelle auftritt, so
wird dieser Meßwert für die weiteren Berechnungen nicht mehr ver
wendet, zu statistischen Zwecken jedoch als ungültiges Meßergebnis
registriert. Lediglich diejenigen Meßwertpaare, die entlang kom
planarer Meßachsen an verschiedenen Bezugsebenen gleichzeitig oder
innerhalb eines sehr kleinen, vorgegebenen Zeitintervalls gemessen
wurden, werden für eine Differenzbildung der Beschleunigungsmeßwerte
verwendet. Aus den auf diese Weise ermittelten Beschleunigungs
differenzen wird gemäß der Beziehung:
wobei Δα
der Winkel zwischen den betreffenden, komplanaren Meßachsen unter
schiedlicher Bezugsebenen, Δa die Beschleunigungsdifferenz und g die
Erdbeschleunigung ist, der Winkel zwischen den Meßachsen ermittelt,
der die gesuchte Stellgröße bestimmt. Bei zwei Meßachsen pro Bezugs
ebene erhält man auf diese Weise zwei Stellgrößen, die statistisch
ausgewertet und schließlich an den Bezugsebenen 1 und 2 dargestellt
werden.
Claims (22)
1. Verfahren zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugs
ebenen eines Körpers zueinander, insbesondere eines peri
odisch, im wesentlichen sinusförmig beschleunigten Körpers,
wie zum Beispiel eines schwimmenden Seeschiffes, gekenn
zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- a) Messung der Beschleunigungen entlang jeweils minde stens zwei verschiedener, parallel zur Bezugsebene verlaufender Messachsen (12; 13) an jeder Bezugsebene (1 und 2), wobei jede der beiden Messachsen (12; 13) der einen Bezugsebene (1) mit jeweils einer Messachse der anderen Bezugsebene (2) komplanar ist;
- b) Auswahl derjenigen Beschleunigungsmesswerte, die eine Wendestelle der zugehörigen Beschleunigungsfunktion, die durch die Beschleunigung entlang der jeweiligen Messachse als Funktion der Zeit gegeben ist, darstel len;
- c) Auswahl von Messwertpaaren aus den im Verfahrens schritt b) ausgewählten Beschleunigungsmesswerten, die entlang komplanarer Messachsen an verschiedenen Be zugsebenen gleichzeitig oder innerhalb eines sehr kleinen, vorgegebenen Zeitintervalls gemessen wurden;
- d) Berechnung der Winkel zwischen je zwei komplanaren Messachsen an unterschiedlichen Bezugsebenen bei kon stanten Beschleunigungsmesswerten aus der Differenz der zugehörigen Beschleunigungsmesswerte und bei nicht konstanten Beschleunigungsmesswerten aus der Differenz der Beschleunigungen zugehöriger, im Verfahrensschritt c) ausgewählter Messwertpaare.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Verfahrensschritt
d) ein Verfahrensschritt anschließt, in dem die Neigung der
Bezugsebenen des Körpers in einer beliebigen, vorgegebenen
Richtung aus den Winkeln zwischen jeweils zwei komplanaren
Messachsen an verschiedenen Bezugsebenen und den Winkeln
berechnet wird, die die Messachsen der selben Bezugsebene
untereinander einschließen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Messachsen an
jeder Bezugsebene (1 und 2) einen rechten Winkel einschlie
ßen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Körper ein Fahr
zeug, insbesondere ein schwimmendes Seeschiff ist, dadurch
gekennzeichnet, dass jeweils zwei Messachsen parallel und
quer zu den Fahrtrichtungen des Fahrzeuges verlaufen.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
der Körper ein Fahrzeug, insbesondere ein schwimmendes See
schiff ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ver
fahrensschritten a) und b) ein Verfahrensschritt durchge
führt wird, bei dem die durch Vibrationen hervorgerufenen
Beschleunigungen des Fahrzeugs herausgefiltert werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verfahrensschrit
ten c) und d) ein Verfahrensschritt durchgeführt wird, bei
dem aus den Messwertpaaren, die entlang derselben zwei
Messachsen in einem vorgegebenen Zeitintervall gemessen
wurden, ein statistischer Mittelwert gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verfahrensschrit
ten c) und d) ein Verfahrensschritt durchgeführt wird, bei
dem die Zuverlässigkeit des Messergebnisses aus dem sta
tistischen Vergleich der gültigen und ungültigen Messergeb
nisse ermittelt wird, wobei ein Messwert dann ein ungülti
ger Messwert ist, wenn zu ihm kein Messwert existiert, mit
dem zusammen er ein gemäß dem Verfahrensschritt c) ausge
wähltes Messwertpaar bildet.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verfahrensschrit
ten b) und c) ein Verfahrensschritt durchgeführt wird, bei
dem ein aus der Neigung der Bezugsebene quer zur Messachse
resultierender, sensorspezifischer Messfehler kompensiert
wird.
9. Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugs
ebenen eines Körpers zueinander, insbesondere eines peri
odisch, im Wesentlichen sinusförmig beschleunigten Körpers,
wie zum Beispiel eines schwimmenden Seeschiffes, gekenn
zeichnet durch jeweils zwei Beschleunigungsaufnehmer (10)
an jeder Bezugsebene (1, 2) zur Messung der Beschleunigung
der jeweiligen Bezugsebene entlang zwei verschiedener, par
allel zur Bezugsebene verlaufender Messachsen, wobei jede
der beiden Messachsen der einen Bezugsebene (1) mit jeweils
einer Messachse der anderen Bezugsebene (2) komplanar ist,
und durch mindestens ein Auswertegerät (20), das aus den
Messwerten der Beschleunigungsaufnehmer gemäß den Verfah
rensschritten b), c) und d) nach Anspruch 1 allein oder in
Verbindung mit den Verfahrensschritten nach einem der An
sprüche 2 bis 8 die Neigung der Bezugsebenen (1, 2) zuein
ander ermittelt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass beide Messachsen an jeder Bezugsebene (1, 2) einen
rechten Winkel einschließen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Körper ein
Fahrzeug, insbesondere ein schwimmendes Seeschiff ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messachsen parallel und
quer zu den Fahrtrichtungen verlaufen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass alle Beschleunigungsaufnehmer
(10) baugleich sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei
der Körper ein schwimmendes Seeschiff ist, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Beschleunigungsaufnehmer (11) in Abhän
gigkeit von Seegang und Schiffstyp gedämpft sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Auswertegerät (20)
an jeder Bezugsebene (1, 2) zur Auswertung der Messwerte
der jeweiligen Beschleunigungsaufnehmer (10) vorgesehen
ist, die über Datenaustauschvorrichtungen (26) miteinander
verbunden sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
dass die Datenaustauschvorrichtungen (26) Lichtwellenleiter
oder Kupferkabel enthalten.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Auswertegerät (20) zur
Ermittlung der Neigung der Bezugsebenen (1, 2) aus den
Messwerten der Beschleunigungsaufnehmer (10) vorgesehen
ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der Messwerte
der Beschleunigungsaufnehmer (10) zum Auswertegerät (20)
Lichtwellenleiter oder Kupferkabel (24) vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Bezugsebene (1, 2)
ein Anzeigegerät (22) angeordnet ist, an dem das Messergeb
nis der Beschleunigungsaufnehmer (10) und/oder das Berech
nungsergebnis des mindestens einen Auswertegeräts (20) an
zeigbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Auswerte
geräte (20) die Messungenauigkeit statistisch ermittelt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes Auswertegerät (20) eine
Schnittstelle (32) zu einem Rechner (30) aufweist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnittstelle (32) eine serielle Schnittstelle
ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Rechner (30) die Messwerte speichert
und/oder auswertet und/oder graphisch darstellt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934324780 DE4324780C2 (de) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinander |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934324780 DE4324780C2 (de) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinander |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4324780A1 DE4324780A1 (de) | 1995-01-26 |
DE4324780C2 true DE4324780C2 (de) | 2002-05-16 |
Family
ID=6493555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934324780 Expired - Fee Related DE4324780C2 (de) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinander |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4324780C2 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19617326A1 (de) * | 1996-04-30 | 1997-11-06 | Sel Alcatel Ag | Verfahren und Einrichtung zur Erfassung der Beschleunigung eines mehrgliedrigen Schienenfahrzeuges |
DE10029001C2 (de) * | 2000-06-17 | 2003-03-27 | Rainer Seidel | Automatische Warnvorrichtung vor einer kritischen Schiffsneigung z.B. bei Wellenbildung oder Krängung |
DE10355052B4 (de) * | 2003-07-19 | 2006-11-02 | Dallach, Gert, Dr. Ing. | Stabilitätsbestimmung von Schiffen |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4531299A (en) * | 1984-03-21 | 1985-07-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Analog inclination data system |
US5191713A (en) * | 1987-12-16 | 1993-03-09 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Electronic tilt measuring system |
-
1993
- 1993-07-23 DE DE19934324780 patent/DE4324780C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4531299A (en) * | 1984-03-21 | 1985-07-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Analog inclination data system |
US5191713A (en) * | 1987-12-16 | 1993-03-09 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Electronic tilt measuring system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4324780A1 (de) | 1995-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60012781T2 (de) | Verfahren zur erfassung des dynamischen verhaltens eines fahrzeugs auf einem prüfstand | |
DE2628701C2 (de) | ||
EP0557591B1 (de) | Einrichtung zur Bestimmung der relativen Orientierung eines Körpers | |
WO2001007862A1 (de) | Vorrichtung zum bestimmen der rad- und/oder achsgeometrie von kraftfahrzeugen | |
DE2254013A1 (de) | Anordnung zur pruefung eines in einem luftfahrzeug installierten traegheitsgeraets | |
DE102008035480A1 (de) | Verfahren zur Vermessung von Körperoberflächen | |
DE4324780C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Neigung zweier Bezugsebenen eines Körpers zueinander | |
DE10030628A1 (de) | Flüssigkeitsstand-Meßsystem | |
DE2326046B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Reifen, insbesondere von Kraftfahrzeugreifen | |
EP0168508A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Momenten bei aerodynamischen Messungen an Fahrzeugen auf Windkanalwaagen | |
DE102017222706A1 (de) | Programmierhandgerät und damit versehenes Robotersystem | |
DE2425606A1 (de) | Traegheits-navigations-system | |
DE2619727A1 (de) | Fluidum-stroemungsmesser | |
EP1396701B1 (de) | Verfahren zur Bestimmung lateralen und angularen Versatzes zweier hintereinander angeordneter Wellen | |
DE2532042C3 (de) | Anordnung zum Messen der Wendegeschwindigkeit eines Schiffes mittels eines Wendezeigers | |
DE3044990A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum messen der teile von gleichlaufgelenken | |
DE2901293C2 (de) | Dopplerlog | |
DE10056956B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen einer exzentrischen Position eines Beschleunigungssensors | |
EP0557592B1 (de) | Einrichtung zum Kalibrieren einer Messeinrichtung | |
DE724238C (de) | Vorrichtung zum selbsttaetigen Anzeigen der metazentrischen Hoehe von Schiffen | |
EP2950046A1 (de) | Verfahren zum ermitteln einer geschlossenen bahnkurve mittels eines lasers und eines laserlichtsensors und vorrichtung zum ermitteln einer geschlossenen bahnkurve | |
DE10119586B4 (de) | Flugdaten-Messvorrichtung | |
DE3929538A1 (de) | Waegeverfahren insbesondere fuer die fahrtwaegung an fahrzeugen | |
DE4104328C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufnehmen einer Darstellung der tatsächlichen Oberfläche eines asphärischen Spiegels | |
DE10260789A1 (de) | Anordnung und Verfahren zum Bestimmen zweier Bewegungsgrössen eines Fahrzeugs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HOLLANDSE SIGNAALAPPARATEN B.V., HENGELO, NL |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: RUEGER UND KOLLEGEN, 73728 ESSLINGEN |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: THALES NEDERLAND B.V., HENGELO, NL |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |