HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Allrichtungsazimut- und -kippwinkelmesser, der einen Kippwinkel
und einen Kippazimutwinkel einer Struktur oder eines sich
bewegenden Körpers erfassen kann.
Erläuterung des Standes der Technik:
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Obwohl ein Bedarf besteht, einen Allrichtungskippwinkel in einem
Industrieroboter, einem Schiff, einem Spezialfahrzeug, im
Bauingenieurwesen und in Baubetrieben oder dergleichen ständig
zu erfassen, kann in diesem Fall der erfaßte Wert oft nicht für
die automatische Steuerung und dergleichen verwendet werden,
außer daß ein maximaler Kippwinkel und dessen Azimutwinkel auf
Echtzeitbasis erfaßt werden.
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Als Kippwinkelmeßgerät war bisher ein Gerät bekannt, das einen
Kippwinkel um nur eine Achse anzeigt. Wenn jedoch beabsichtigt
ist, nach einem maximalen Kippwinkel und dessen Azimutwinkel
über die gesamte Richtung zu suchen, wird das Gerät an einem
Meßpunkt horizontal aufgestellt und dann per Handbetrieb
über 360 Grad um den Meßpunkt gedreht, danach wird es auf die
Richtung eingestellt, die einen maximalen Höhen- oder
Tiefenwinkel anzeigt, anschließend wird ein zu diesem Zeitpunkt
angezeigter Kippwinkel ausgegeben, und sowohl der eingestellte
Azimutwinkel als auch der abgelesene Kippwinkel werden zusammen
als gemessene Daten verwendet.
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Obwohl ein derartiges Vorgehen, das auf Handbetrieb basiert, für
ein breites Spektrum von Azimutwinkeln angepaßt werden kann,
erfordert es viel Meßzeit, und es ist schwierig, zu einem
gegebenen Zeitpunkt präzise Allrichtungskippdaten zu erhalten.
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Überdies ist es unmöglich, die Daten zur automatischen Steuerung
zu verwenden, die in den letzten Jahren besonders gefragt ist
und ein Vorgehen auf Echtzeitbasis erfordert, und daher ist die
Verwendung eines derartigen Gerätes äußerst eingeschränkt.
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Daher hat derselbe Erfinder wie der Erfinder der vorliegenden
Erfindung bereits ein Beispiel des Standes der Technik
vorgeschlagen, wobei zwei Kippwinkelmeßgeräte, die jeweils einen
Kippwinkel um nur eine Achse messen, vorbereitet und
rechtwinklig zueinander angeordnet sind und aus den gemessenen
Daten der beiden Meßgeräte ein maximaler Kippwinkel und ein
Azimutwinkel errechnet werden (Japanische Offenlegungsschrift
Nr. 62-280608 (1987)).
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Bei diesem Beispiel des Standes der Technik sind zwei
Kippwinkelsensoren zum Erfassen eines Kippwinkels um eine Achse,
die in eine gegebene Richtung weist, schwenkbar auf einer zu
messenden Struktur angeordnet, wobei ihre Achsen rechtwinklig
zueinander ausgerichtet sind, und die beweglichen Meßebenen der
Kippwinkelsensoren verlaufen immer in vertikaler Richtung.
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Dann werden aus den Kippwinkeln, die von den jeweiligen
Kippwinkelfühlern erfaßt werden, ein maximaler Kippwinkel und
ein Kippazimutwinkel berechnet.
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Aufgrund der Tatsache, daß der Kippwinkelfühler im Hinblick auf
eine Struktur frei schwenkbar angeordnet ist, wird allerdings
bei eventuellem Pendeln eine gewisse Zeitspanne benötigt, bis
sich der Meßfühler stabilisiert, und daher ist bei einer
Struktur, deren Stellung sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne
ändert, die Ansprechgeschwindigkeit des Meßfühlers von
Bedeutung.
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Auch ist es angesichts des Pendelausschlags des
Kippwinkelfühlers erforderlich, einen großen Schwenkraum
vorzusehen, und dies wird bei der Größenreduktion zum Hindernis.
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Des weiteren ist zum Erhalten eines maximalen Kippwinkels und
seines Azimutwinkels auf der Basis der von den beiden
Kippwinkelfühlern ausgegebenen Erfassungsignale eine
komplizierte Berechnung erforderlich, daher wird eine digitale
Berechnung mittels eines Computers unerläßlich notwendig, und es
ergaben sich hohe Kosten.
WESEN DER ERFINDUNG:
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben erwähnten
Umstände des Standes der Technik ausgearbeitet worden, und es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kleinbauenden
Stellungsfühler mit ausgezeichneter Ansprechgeschwindigkeit zu
schaffen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch
einen Stellungsfühler gemäß Anspruch 1.
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Dank der Tatsache, daß der Meßfühlerträger von der
Steuervorrichtung gesteuert wird, ist das Stabilisierungstempo
des von dem Meßfühlerträger abgestützten Kippwinkelfühlers hoch,
und die Ansprechgeschwindigkeit ist äußerst hoch.
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Zudem ist der Schwenkwinkel des Meßfühlerträgers klein, und
daher kann eine dementsprechende Größenreduktion des gesamten
Gerätes erreicht werden.
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Des weiteren ist es möglich, unter Verwendung einer
vorbestimmten Annäherungsberechnung einen genauen maximalen
Kippwinkel Θ und seinen Azimutwinkel ψ zu berechnen, so daß die
Ansprechgeschwindigkeit mittels einer einfachen Rechnerschaltung
weiter gesteigert wird und niedrige Kosten verwirklicht werden
können.
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Die oben erwähnten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die folgende
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in
Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verständlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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In den begleitenden Zeichnungen sind:
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Fig. 1 eine Teilschnitt-Perspektivansicht eines
Stellungsfühlers gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 und 3 jeweils schematische Darstellungen
unterschiedlicher Zustände eines
Steuermechanismus;
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Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm eines
Steuersystems;
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Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines
Arbeitsprinzips;
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Fig. 6 bis 8 Diagramme zur Darstellung der Ergebnisse von
Experimenten; und
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Fig. 9 eine Teilschnitt-Perspektivansicht eines
Stellungsfühlers gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben, wie sie in Fig. 1 bis 8
dargestellt ist.
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Fig. 1 ist eine allgemeine Teilschnitt-Perspektivansicht eines
Stellungsfühlers 1 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform.
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Innerhalb eines Gehäuses 2, das die Form eines rechteckigen
Kastens aufweist, sind zwei Erfassungseinrichtungen 3a und 3b
rechtwinklig zueinander angeordnet.
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Zwei Paare einander gegenuberliegender Stützplatten 5a, 5a
und 5b, 5b sind auf einer Bodenplatte 4 des Gehäuses 3 stehend
angeordnet, und die Erfassungseinrichtungen 3a und 3b sind
jeweils den entsprechenden Stützplatten-Paaren 5a, 5a und 5b, 5b
zugeordnet. Da diese Erfassungseinrichtungen 3a und 3b von
identischem Aufbau sind, wird im folgenden der Aufbau einer
Erfassungseinrichtung 3a erläutert.
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Zwischen den gegenüberliegenden Stützplatten 5a ist ein
Meßfühlerträger 6a angeordnet, der die Form eines rechteckigen
Kastens hat, und koaxiale Rotationsachsen 7a, die jeweils
seitlich aus der Vorder- und Rückseitenwand des
Meßfühlerträgers 6a herausragen, sind durch in den
Stützplatten 5a, 5a vorgesehene Lager 8, 8 drehbar gelagert.
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Die Rotationsachsen 7a verlaufen parallel zur Bodenplatte 4 und
sind rechtwinklig zu Rotationsachsen 7b der anderen
Erfassungseinrichtung 3b ausgerichtet.
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Da der Meßfühlerträger 6a drehbar aufgehängt ist, wobei sein
Schwerpunkt unterhalb der Achse der Rotationsachsen 7a liegt,
wirkt die Schwerkraft auf den Meßfühlerträger 6a derart, daß
seine linke und rechte Seitenfläche immer in die vertikale
Richtung zeigen können.
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Innerhalb des Meßfühlerträgers 6a ist eine Rotationsachse 9
rechtwinklig zu den oben erwähnten Rotationsachsen 7a zwischen
der linken und rechten Seitenwand über Lager 10 drehbar
befestigt, und eine Scheibe 11 ist ortsfest an der
Rotationsachse 9 angeformt.
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Diese Scheibe 11 ist eine optische Schlitzscheibe zur Verwendung
in einem Absoluttypkodierer, und ein Rotationswinkel der
Scheibe 11 kann mittels eines optischen Lesers 12, der sich von
der Deckenwand des Meßfühlerträgers 6a in radialer Richtung der
Scheibe 11 nach unten erstreckt, als Digitalwert erfaßt werden.
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An einer vorbestimmten Stelle auf dem Außenumfang der Scheibe 11
ist ein Gewicht 13 ortsfest angebracht, und da dieses Gewicht 13
dazu neigt, immer genau unter der Achse der Rotationsachse 9
angeordnet zu sein, ist der von dem optischen Leser 12
abgelesene Rotationswinkel der Scheibe 11 normalerweise gleich
einem Kippwinkel, der zwischen der Achse der Rotationsachsen 7a
und der Horizontalebene gebildet wird.
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Auf der anderen Seite ist am herausstehenden Abschnitt auf der
durch die Stützplatte 5a verlaufenden Rotationsachse 7a eine
Rotationssteuervorrichtung 14 vorgesehen.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht die
Rotationssteuervorrichtung 14 insbesondere aus einem
magnetischen Eisenstück 15, das sich von dem herausstehenden
Endabschnitt der Rotationsachse 7a radial nach außen erstreckt
und Elektromagneten 16 und 17, die aus kreisbogenförmigen
Eisenkernen mit Magnetspulenwicklung bestehen und als Einheit
mit der Stützplatte 5a angeordnet sind.
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Die beiden Magnetspulen der Elektromagneten 16 und 17 bilden
eine einzige durchgehende Spule, sie weisen die gleiche
Wicklungsdichte und daher die gleichen Magnetkräfte auf, wobei
die Magnetpole der Elektromagneten 16 und 17 auf der Seite
gegenüber dem magnetischen Eisenstück 15 dieselbe Polarität wie
die Magnetpole auf den entgegengesetzten Seiten des magnetischen
Eisenstücks 15 haben, und daher werden Abstoßungskräfte
aufeinander ausgeübt.
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Wenn der Stellungsfühler 1 in horizontalem Zustand ist, wie in
Fig. 2 dargestellt, hängt das magnetische Eisenstück 15 vertikal
von der Rotationsachse 7a herab und ist in gleichem Abstand zum
linken und rechten Elektromagneten 16 und 17 angeordnet.
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Wird nun angenommen, daß der Stellungsfühler 1 gekippt ist und
die einstückig mit dem Stellungsfühler 1 ausgebildeten
Elektromagneten 16 und 17 um einen Winkel von Φ Grad auf eine
Seite gekippt sind, wie in Fig. 3 dargestellt, dann wird das
magnetische Eisenstück 15 sich auf einen Zustand einstellen, in
dem eine durch die Schwerkraft verursachte vertikale
Abwärtskraft und eine hauptsächlich von einem Elektromagneten 16
ausgeübte Abstoßungskraft auf der angenäherten Seite einander
ausgleichen, und es wird um einen Winkel von Φ&sub1; Grad kippen, der
kleiner ist als der Winkel von Φ Grad.
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Demgemäß kippt auch der Meßfühlerträger 6a um den Winkel von
Φ&sub1; Grad, und die Scheibe 11, die eine Meßebene bildet, kippt
ebenso um den Winkel von Φ&sub1; Grad.
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Beim Stand der Technik war dieser um den Winkel von Φ Grad
gekippte Meßfühlerträger, der mit dem Stellungsfühler 1 als
Einheit ausgebildet ist oder, im oben beschriebenen Beispiel,
des bis dahin bekannten Gerätes, immer ohne jegliches Kippen
vertikal nach unten gerichtet.
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Im Fall des Stellungsfühlers der dargestellten Ausführungsform
kann der Kippwinkel von Φ&sub1; Grad des Meßfühlerträgers 6a durch
Verändern des durch die Elektromagneten 16 und 17 fließenden
Stromes entsprechend eingestellt werden.
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Demgemäß würde der optische Leser 12 einen Rotationswinkel der
um den Winkel von Φ&sub1; Grad gekippten Scheibe 11 ablesen.
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Selbst wenn die Scheibe 11 eine Neigung aufweisen sollte, würde
sie sich so drehen, daß das Gewicht 13 immer am untersten Ende
der Scheibe 11 angeordnet werden kann, und der optische Leser 12
erfaßt einen Kippwinkel α der Rotationsachsen 7a entlang der
gekippten Meßebene in dem um den Winkel der Φ&sub1; Grad gekippten
Zustand.
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Da die andere Erfassungseinrichtung 3b denselben Aufbau aufweist
wie die zuvor beschriebene Erfassungseinrichtung 3a, kann sie
ebenfalls in gleicher Weise einen Kippwinkel ß der rechtwinklig
zu den Rotationsachsen 7a entlang der gekippten Meßebene
ausgerichteten Rotationsachsen 7b erfassen.
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Auf der Grundlage der oben beschriebenen Kippwinkel α und ß, die
von den jeweiligen optischen Lesern 12a und 12b der beiden
Erfassungseinrichtungen 3a und 3b in der oben beschriebenen
Weise erfaßt werden, kann ein maximaler Kippwinkel Θ und ein
Kippazimutwinkel ψ in dem gegebenen Zustand des
Stellungsfühlers 1 gemäß folgender Annäherungsformeln berechnet
werden:
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Der Rechenvorgang ist in Fig. 4 in Blockform dargestellt, wobei
die erfaßten Kippwinkel α und ß, die von den oben erwähnten
optischen Lesern 12a und 12b ausgegeben werden, in eine
Rechenschaltung 20 eingegeben werden, die sich aus einfachen
Elementen zur digitalen Berechnung zusammensetzt; auf den oben
beschriebenen Formeln (1) und (2) beruhende Operationen werden
in der Rechenschaltung 20 ausgeführt, ein berechneter maximaler
Kippwinkel Θ wird an einen Kippwinkelanzeiger 21 ausgegeben und
dort angezeigt, und ein berechneter Kippazimutwinkel ψ wird an
einen Kippazimutwinkelanzeiger 22 ausgegeben und dort angezeigt.
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Es ist zu beachten, daß -obwohl in den Zeichnungen nicht
dargestellt- Ausgangsverdrahtungen von den optischen Lesern 12a
und 12b durch das Innere der Rotationsachsen 7a und 7b
herausgeführt sind, um die Rotation der Rotationsachsen 7a
und 7b nicht zu beeinflussen, es könnte jedoch so modifiziert
werden, daß sie über Laufringe herausgeführt werden.
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Außerdem sind die von den optischen Lesern 12a und 12b
ausgehenden Verdrahtungen über einen Verbinder aus dem Gehäuse 2
herausgeführt und an eine getrennt von dem Stellungsfühler 1
vorgesehene Betriebs-/Anzeige-Einheit angeschlossen, und in
dieser Betriebs-/Anzeige-Einheit sind die Rechenschaltung 20,
der Kippwinkelanzeiger 21 und der Kippazimutwinkelanzeiger 22
vorgesehen.
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Es erfolgt nun eine Beschreibung der Gründe, warum in dem oben
beschriebenen Aufbau der maximale Kippwinkel Θ und der
Kippazimutwinkel ψ gemäß der zuvor erwähnten Annäherungsformeln
(1) und (2) mit äußerst großer Genauigkeit berechnet werden
kann, und zwar nicht nur, wenn die Kippwinkel α und ß klein
sind, sondern sogar für den Fall, daß die Struktur sich in
großem Maße verschoben hat.
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In Fig. 5 ist die Verschiebung einer der Scheibe 11 einer
Erfassungseinrichtung 3b entsprechenden Meßebene schematisch
dargestellt.
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Hier ist der Winkel zwischen der Achse der Rotationsachsen 7b
und der Horizontalebene ß&sub1; (Grad), der Mittelpunkt der
Meßscheibe S durch O, eine parallel zu den Rotationsachsen 7b
verlaufende und denselben Mittelpunkt O schneidende Gerade X-X'
und eine den Mittelpunkt O schneidende Senkrechte Y-Y' auf die
Gerade X-X' dargestellt.
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Wenn der Meßfühlerträger 6b frei ist und keiner Steuerkraft
unterliegt, zeigt die Meßscheibe S immer in die vertikale
Richtung und wird daher in Fig. 5 ein Vollkreis S&sub1;, wie mit
einer Einpunkt-Strichlinie dargestellt, das Gewicht ist am
untersten Ende G&sub1; angeordnet, und die Anzeige des optischen
Lesers 12b ist (G&sub1;OY', d. h. der Kippwinkel ß&sub1; der Geraden X-X'.
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Wird dagegen angenommen, daß der Meßfühlerträger 6b am Gehäuse 2
befestigt ist und als Einheit damit kippt, dann zeigt die andere
Erfassungeinrichtung 3a einen anderen Kippwinkelwert als O Grad,
die Meßscheibe S kippt und wird in Fig. 5 eine Ellipse S&sub2;, wie
mit einer Zweipunkt-Strichlinie dargestellt.
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Demgemäß ist das Gewicht am untersten Ende G&sub2; der Ellipse
angeordnet, und die Ablesung durch den optischen Leser 12b zeigt
(G&sub2;OY'(= ß&sub2;) an.
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Da jedoch in der dargestellten Ausführungsform die Neigung des
Meßfühlerträgers 6b der Steuerung durch die Elektromagneten 16
und 17 unterworfen ist, würde die Meßscheibe S unter der oben
erwähnten Bedingung bis zu einem gewissen Grad kippen, aber
nicht soviel wie der Kippwinkel, wenn der Meßfühlerträger 6b am
Gehäuse 2 befestigt ist.
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Demgemäß ist in Fig. 5 die Meßscheibe S durch eine Ellipse in
der Mitte zwischen dem Vollkreis S&sub1; (Einpunkt-Strichline) und
der Ellipse S&sub2; (Zweipunkt-Strichlinie) dargestellt, und die
Ablesung durch den optischen Leser 12b würde einen zwischen ß&sub1;
und ß&sub2; liegenden Wert verkörpern.
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Die Versuchsergebnisse sind nun in Fig. 6 bis 8 als Diagramme
dargestellt.
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In diesen Experimenten wurde der Azimutwinkel ψ
von 0 bis 90 Grad variiert und der maximale Kippwinkel
bei 30 Grad oder 60 Grad festgelegt, und es wurden die
angezeigten Werte des Kippwinkelanzeigers 21 und des
Kippazimutwinkelanzeigers 22 abgelesen, die durch die
Berechnungen gemäß der oben beschriebenen Annäherungsformeln
erhalten wurden, und diese Daten sind in Fig. 6 bis 8 graphisch
dargestellt.
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Angezeigte Werte bei bezüglich des Gehäuses 2 völlig frei
pendelnden Meßfühlerträgern 6a und 6b sind mit o bezeichnet,
angezeigte Werte bei feststehenden Meßfühlerträgern 6a und 6b
sind mit x bezeichnet, und angezeigte Werte bei Steuerung gemäß
der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind mit Δ bezeichnet.
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Fig. 6 ist eine Darstellung als Kreisdiagramm, wobei für einen
gegebenen Azimutwinkel ψ' ein angezeigter Kippwinkel Θ' als
Radialabstand dargestellt ist.
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Insbesondere bei Überprüfung der Daten für Θ = 60º, bei denen
Fehler bemerkenswert aufgedeckt werden, zeigen die angezeigten
Kippwinkel Θ' bei freiem Meßfühlerträger (Kennzeichnung o)
geringere Werte als 60 Grad an, und insbesondere in der Umgebung
von ψ = 45º ist der Fehler groß.
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Andererseits liegen bei festem Meßfühlerträger (Kennzeichnung x)
die angezeigten Kippwinkel Θ' weit über 60 Grad.
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Wird hingegen die Steuerung für den Meßfühlerträger in dem
Stellungsfühler gemäß der dargestellten Ausführungsform
vorgenommen (Kennzeichnung Δ), ist der angezeigte Kippwinkel Θ'
nur geringfugig größer als Θ' = 60º, und selbst im Vergleich zu
dem freien Meßfühlerträger (Kennzeichnung o) sind die Fehler
äußerst geringfügig.
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Die oben erwähnte Tendenz trifft auch für Θ = 30º zu, und es
sind noch weniger Fehler vorhanden.
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Werden als nächstes die Daten des angezeigten Azimutwinkels ψ in
Fig. 7 und 8 durchgesehen, zeigt sich in beiden Fällen, daß die
Datenverteilung oberhalb und unterhalb der Geraden ψ = ψ' davon
abhängt, auf welcher Seite der Grenzlinie ψ = 45º sich die Daten
befinden.
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Bei festem Meßfühlerträger (Kennzeichnung x) und bei freiem
Meßfühlerträger (Kennzeichnung o) verteilen sich die Daten für
jeden Wert ψ auf entgegengesetzten Seiten der Geraden ψ' = ψ,
und bei gesteuertem Meßfühlerträger (Kennzeichnung Δ) verteilen
sich die Daten in der Mitte zwischen den Daten der beiden
erstgenannten Fälle, und ihre Fehler sind nahezu in derselben
Größenordnung wie beim freien Meßfühlerträger (Kennzeichnung o).
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Aus den oben beschriebenen Versuchsdaten ist ersichtlich, daß
sich bei dem Stellungsfühler gemäß der oben beschriebenen
Ausführungsform die Fehler im Hinblick auf einen Azimutwinkel
fast nicht von denjenigen bei freiem Meßfühlerträger
unterscheiden, im Hinblick auf einen Kippwinkel sind die Fehler
geringfügiger als beim freien Meßfühlerträger, und insgesamt
wird die Genauigkeit erhöht.
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Das oben erwähnte Ergebnis kann auch durch theoretische
Berechnungen bestätigt werden.
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Es ist zu beachten, daß das Gerät in der Praxis voreingestellt
ist, um die Fehler durch Einstellen des Wertes des durch die
Elektromagneten 16 und 17 fließenden Stromes möglichst gering zu
halten.
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Wie zuvor beschrieben ist es bei der dargestellten
Ausführungsform dank der Berechnungen auf der Grundlage von
Annäherungsformeln möglich, mittels eines einfachen
Schaltungsaufbaus einen genauen maximalen Kippwinkel und einen
genauen Kippazimutwinkel zu berechnen und anzugeben.
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Neben der Tatsache, daß die Berechnung einfach ist, ist das
Abtastgerät dadurch, daß das Pendeln des Meßfühlerträgers von
Elektromagneten gesteuert wird, auch erschütterungsarm, es
spricht schnell an, und eine Verarbeitung auf Echtzeitbasis wird
ermöglicht.
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Demgemäß ist ein Schwenkwinkel des Meßfühlerträgers klein, auch
eine elektrische Schaltung ist einfach, und so können Größen
- und Kostenreduktion verwirklicht werden.
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Zudem könnte zur schnellen Stabilisierung der Rotation der
Rotationsachse 7a zusätzlich ein magnetischer
Dämpfungsmechanismus vorgesehen sein.
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Es ist anzumerken, daß -obwohl in der Rechenschaltung in der
dargestellten Ausführungsform eine digitale Berechnung
durchgeführt wurde- auch eine analoge Berechnung möglich ist, da
die Formeln einfache Annäherungsformeln sind; dadurch kann das
Gerät auf ein Gerät mit noch besseren, schnellen
Ansprechmerkmalen aufgewertet werden, auch der Kippwinkelfühler
ist nicht auf einen Typ mit Digitalwertausgabe beschränkt,
sondern es ist auch ein Kippwinkelfühler des Typs mit
Analogwertausgabe erhältlich, und die Daten können direkt in
Analogwerten selbst berechnet werden.
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Als praktisches System zur Berechnung des Kippwinkels kann ein
Absolutkodierer verwendet werden, bestehend aus einem
pendelartigen Sensor, einem magnetischen Widerstandselement,
einem Neigungsmesser des Potentiometer-, Servo-, Libellen-,
Kapazitäts-, Quecksilbertyps, etc.
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Während bei der oben erwähnten Ausführungsform
Elektromagneten 16 und 17 als Bremsmittel verwendet wurden, ist
es auch möglich, Dauermagneten mit einer vorbestimmten
Magnetkraft oder Federspulen, Spiralfedern, Blattfedern,
Federdrähte oder dergleichen mit vorbestimmtem Drehmoment zu
verwenden.
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Während in der oben beschriebenen Ausführungsform zwei
Erfassungseinrichtungen 3a und 3b zweidimensional auf der
Bodenplatte innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet wurden, könnten
weiterhin zwei Erfassungseinrichtungen 30a und 30b in vertikal
übereinanderliegender Beziehung angeordnet sein, wie in Fig. 9
dargestellt, und durch Verwendung einer derartigen Anordnung
kann ein Raum innerhalb eines Gehäuses 31 wirksam genutzt und
eine Größenreduktion des Gerätes verwirklicht werden.
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Wie aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten,
vorstehenden Ausführungsformen hervorgeht, kann das Gerät gemäß
vorliegender Erfindung durch die Pendelsteuerung eines Sensors
mittels einer Steuervorrichtung frühzeitig stabilisiert werden,
die Ansprechgeschwindigkeit ist außerordentlich hoch, und daher
sind eine Anzeige mit ausgezeichneten, schnellen
Ansprechmerkmalen und die Verwendung der Daten zur Steuerung
eines weiteren Gerätes auf Echtzeitbasis möglich.
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Dank des kleinen Schwenkwinkels des Meßfühlerträgers, der von
der Steuerung zur Unterdrückung des Schwenkwinkels herrührt,
kann eine Größenreduktion des Gerätes verwirklicht werden.
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Da unter Verwendung einer vorbestimmten Annäherungsrechnung ein
genauer maximaler Kippwinkel und sein Azimutwinkel berechnet
werden, können überdies mit einem einfachen Schaltungsaufbau die
Ansprechmerkmale weiter verbessert werden, die Verbesserung kann
auch zur Verwirklichung einer kleinen Größe und eines leichten
Gewichtes beitragen, und es kann eine Kostenreduktion erzielt
werden.