DE69102133T2 - Taktischer miniaturdrehgeschwindigkeitssensor. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf miniaturisierte, fluidgelagerte Winkelgeschwindigkeitssensoren mit zwei Freiheitsgraden, hauptsächlich für den Gebrauch bei taktischen Anwendungen, d.h. zum Führen einer Rakete od.dgl. über die Masse vom Abschusse bis zum Ziel.
• Winkelgeschwindigkeitssensoren für die beschriebenen Zwecke müssen klein, unverwüstlich und billig herstellbar sein. Beispielsweise erfordern die Spezifikationen für gewisse Zwecke für einen speziellen taktischen Winkelgeschwindigkeitssensor mit zwei Freiheitsgraden von dem Instrument, daß es eine Winkelgeschwindigkeitsinformation bezüglich zweier Achsen in einer Packung von einem Zoll Durchmesser und eineinviertel Zoll Länge liefert. Das Instrument muß für konstante Winkelgeschwindigkeiten bis zu 300 Grad pro Sekunde konstruiert sein. Die Lageraufhängung für den Sensorrotor muß dazu im Stande sein, 40 G linearer Beschleunigung ohne Abbau der Leistungsfähigkeit aus zuhalten. Um den zugedachten Zwecken am besten zu dienen, sollte der Sensor eine minimale Anzahl an Komponenten besitzen.
• Das am 17. Mai 1986 ausgegebene US-Patent 3,251,233 von Duncan et al. erscheint bezüglich der hierin geoffenbarten Erfindung als relevant. Das Patent offenbart einen Winkelgeschwindigkeitssensor mit zwei Freiheitsgraden, der einen kugelförmigen Rotor (31) und ein Gehäuse mit einem passenden kugelförmigen Hohlraum aufweist, innerhalb dessen der Rotor gelagert ist (Figur 2). Es sind Einrichtungen vorgesehen, um den kugelförmigen Rotor hydrodynamisch in dem passenden Gehäusehohlraum zu lagern, und es sind Einrichtungen am gelagerten kugelförmigen Rotor angeordnet, um den Rotor zu drehen. Ferner sind Einrichtungen am gelagerten kugelförmigen Rotor angeordnet, um die Position desselben auf Grund der vom Sensor abgefühlten Winkelgeschwindigkeiten um zwei zueinander senkrechte Ausgangsachsen zu bestimmen, und um entsprechende Ausgangssignale zu liefern, um ein "zweiachsiges Ausgangssignal" vorzusehen. Während das Patent nicht explizit ein Gyroskop mit geschlossenem Regelkreis offenbart, ist ersichtlich, daß derartige Gyroskope in der Technik wohlbekannt sind. Die vorliegende Erfindung wird so gesehen, daß sie sich von der in dem Patent geoffenbarten Erfindung aus Gründen unterscheidet, die hier anschließend deutlich werden.
• Die vorliegende Erfindung erfüllt die zuvor erwähnten Anforderungen, indem sie einen taktischen Miniaturdrehgeschwindigkeitssensor mit einer kugelförmigen hydrodynamischen Fluidlager-Rotorkomponente bringt, einer Motor- bzw. Drehmomenterzeugerkomponente mit Permanentmagnet sowie eine optische Aufnahmekomponente. Die Anordnung ist derart, daß jede Komponente als Untereinheit vorab zusammengebaut, getestet und für den endgültigen Zusammenbau gelagert werden kann, was als vorteilhaft erkennbar ist.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
• Diese Erfindung befaßt sich mit dem Gedanken an einen miniaturisierten, einfachen und wirtschaftlichen Winkelgeschwindigkeitssensor mit zwei Freiheitsgraden, der dazu im Stande ist, harte Umgebungsbedingungen auszuhalten. Der Sensor liefert bezüglich zweier Achsen analoge Ausgangssignale, die der abgefühlten Winkelgeschwindigkeit entsprechen.
• Eine kugelförmige hydrodynamische Fluidlager-Rotorkomponente weist zwei Teile auf, d.h. ein Rotorlager und einen zylindrischen Permanentmagnet mit zwei Polen und einer reflektierenden Fläche. Der Magnet wird sowohl für den Motorbetrieb als Drehmoment- und Spindrehungserzeuger als auch zur Bereitstellung einer reflektierenden Fläche für eine optische Aufnahme verwendet.
• Ein Rotor mit einem einzigen Permanentmagneten und einem eisenlosen Stator, der die Windungen für den Sensordrehungsmotor und Drehmomenterzeuger enthält, sind die Hauptmerkmale einer den Motor bzw. Drehmomenterzeuger bildenden (magnetischen) Komponente.
• Eine optische Aufnahmekomponente umfaßt eine Lichtquelle in Form einer Leuchtdiode (LED), einen optischen Strahlenteiler, ein Objektiv, die reflektierende Fläche am Rotormagneten und einen optischen Quadrantendetektor.
• Das hydrodynamische Lager, der Drehungsmotor und Drehmomenterzeuger und die optische Aufnahmeeinrichtung sind als drei separate Komponenten ausgebildet, um eine einfache Konstruktion und eine minimale Anzahl an Teilen zu schaffen, die zu einem leicht zusammenbaubaren, billigen Instrument führen und die im übrigen die von der Erfindung beabsichtigten Anforderungen erfüllen.
• Demgemäß bezieht sich diese Erfindung auf einen Winkelgeschwindigkeitssensor mit zwei Freiheitsgraden mit einem kugelförmigen Rotor und einem Gehäuse, welches einen dazu passenden kugelförmigen Hohlraum aufweist, in dem der Rotor gelagert ist. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um den kugelförmigen Rotor in dem dazu passenden kugelförmigen Hohlraume hydrodynamisch zu lagern, und es sind innerhalb des so gelagerten kugelförmigen Rotors Einrichtungen zum Drehen des Rotors angeordnet. Am so gelagerten, sich drehenden kugelförmigen Rotor sind Einrichtungen angeordnet, um seine Position auf Grund der vom Sensor aufgenommenen Winkelgeschwindigkeiten um zwei zueinander senkrechte Ausgangsachsen abzufühlen und somit entsprechende Ausgangssignale zu liefern, und es sind Einrichtungen am so gelagerten, sich drehenden kugelförmigen Rotor angeordnet, um den Rotor derart zu positionieren, daß diese Ausgangssignale Null betragen. An der Positionssensoreinrichtung und der Positioniereinrichtung für den Rotor sind Einrichtungen zur Energielieferung an die Positioniereinrichtung für den Rotor in Anpassung an die abgefühlten Drehgeschwindigkeiten zum Aufrechterhalten der Ausgangssignale von Null angeordnet. Ein zweipoliger zylindrischer Magnet ist am kugelförmigen Rotor durch dessen Mitte hindurch befestigt, und die am so gelagerten, sich drehenden kugelförmigen Rotor angeordnete Einrichtung, um seine Position auf Grund der vom Sensor aufgenommenen Winkelgeschwindigkeiten um die beiden zueinander senkrechten Ausgangsachsen abzufühlen und somit entsprechende Signale zu liefern, weist einen zweipoligen zylindrischen Permanentmagneten mit einer Licht reflektierenden Fläche daran auf. Es sind optische Einrichtungen vorgesehen, um Licht gegen die lichtreflektierende Fläche zu richten und das davon reflektierte Licht abzufühlen. Die Menge an abgefühltem Licht ist der Lage des kugelförmigen Rotors angepaßt, und die optischen Einrichtungen sprechen auf das abgefühlte Licht zur Lieferung von Ausgangssignalen an.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht, die die verschiedenen erf indungsgemäßen Komponenten allgemein zeigt.
• Figur 2 ist eine schematische, isometrische Darstellung, welche die Drehmotor- und Drehmomenterzeugerkomponente zeigt.
• Figur 3 ist eine schematische, isometrische Darstellung, welche die optische Aufnahmekomponente zeigt.
• Figur 4 ist eine elektrische Blockschemazeichnung, welche die elektrischen Merkmale der Drehmotor- und Drehmomenterzeugerkomponente zeigt.
• Figur 5 ist eine schematische Darstellung, welche den hydrodynamisch gelagerten Rotor veranschaulicht.
• Figur 6 ist eine schematische Darstellung, welche die hydrodynamische Lagerkomponente und die Fluidströmungscharakteristika derselben zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Zunächst bezugnehmend auf Figur 1, ist der erfindungsgemäße taktische Miniaturdrehgeschwindigkeitssensor innerhalb der Elemente 2, 4 und 5 gelagert. Die Elemente 2, 4 und 5 bilden ein geeignetes evakuiertes und hermetisch abgedichtetes Behältnis bzw. Gehäuse für den Sensor.
• Der Sensor weist drei Grundkomponenten auf: eine hydrodynamische Lagerkomponente 6; eine Drehmotor- und Drehmomenterzeugerkomponente 8 und eine Signalerzeugungs- bzw. Aufnahmekomponente 10.
• Die hydrodynamische Lagerkomponente 6 ist entsprechend der Theorie der hydrodynamischen Schmierung für Fluidlager ausgebildet und weist zu diesem Zwecke einen kugelförmigen Rotor 12 mit einem, allgemein durch die Ziffer 13 bezeichneten, spiralförmigen Nutenmuster an der Außenseite auf, wie besonders aus Figur 5 ersichtlich ist. Unter Bezugnahme auf Figur 5 kann das Nutenmuster 13 eine Mehrzahl von V-förmigen Nuten 14 umfassen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in jeder beliebigen Breite dreiundzwanzig solcher Nuten (nur eine ist dargestellt) innerhalb von 0,003 Zoll gleichmäßig voneinander beabstandet. Die Nutenbreiten sind konisch zulaufend, und die Nuten besitzen in jeder gegebenen Breite innerhalb von 0,003 Zoll dieselbe Längsweite. Die Nuten sind 0,000180 bis 0,000220 Zoll tief und sind innerhalb von 0,000020 Zoll von derselben Tiefe.
• Beim Drehen erzeugt der Rotor 12 eine unter Druck stehende Gasschicht, die den Rotor innerhalb seines Gehäuses 15 schwebend hält, wie besonders in den Figuren 1 und 6 gezeigt ist. Das Gehäuse 15 weist einen kugelförmigen Hohlraum 16 auf. Somit wird der Rotor 12 bei der beschriebenen Anordnung innerhalb des Hohlraumes 16 auf einem Fluidkissen gelagert, welches Fluid ein geeignetes Gas sein mag, so daß der Rotor für eine Drehung um die Aufnahmeachsen X und Y sowie eine Rotordrehachse Z (Figur 6) frei ist, was zu der gewünschten Anordnung mit zwei Freiheitsgraden führt.
• Weiterhin auf die Figur 6 bezugnehmend, werden die hydrodynamischen Eigenschaften des kugelförmigen, in einem dazu passenden kugelförmigen Hohlraume 16 im Gehäuse 15 gelagerten Rotor 12 veranschaulicht. So strömt Gas durch eine Öffnung 20 senkrecht zur Rotordrehachse Z und durch sowie rund um den Rotor, wie durch die Pfeile angedeutet ist, um die erforderliche Rotorlagerung zu schaffen.
• Die Drehmotor- und Drehmomenterzeugerkomponente 8 weist einen einzigen Permanentmagneten 22 (Figuren 1, 2, 3 und 6) sowie einen eisenlosen Stator 23 auf, welcher Wicklungen 24 für den Drehmotor und Wicklungen 26 für den Drehmomenterzeuger (Figur 1) trägt.
• Besonders auf Figur 2 bezugnehmend, ist der Magnet 22 ein zweipoliger, zylindrischer Permanentmagnet, der am Rotor 12 durch dessen Mitte (Figur 1) montiert ist. Der Magnet 22, der eine reflektierende Fläche 21 besitzt, ist von Wicklungen 26 für die Drehmomenterzeugung umgeben, die ihrerseits von Motorwicklungen 24 umgeben sind, welche in Wirklichkeit vier gesonderte Wicklungsanordnungen sind. Eine geeignete magnetische Abschirmung 28 umgibt die Motorwicklungen 24.
• Ein Paar von Hall-Elementen 30 und 32 sind in die Statorwicklungen 24 des Motors eingebettet. Die Hall-Elemente 30 und 32 liefern sich auf die Position der Pole des Magneten 22 beziehende Ausgangssignale für einen kontinuierlichen Zweiphasenbetrieb mit geschlossenem Regelkreis, wie später hier ersichtlich wird. Wie ferner unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben wird, wird eine Kommutatoranordnung durch eine verarbeitetes Rückführsignal aus den Hall-Elementen betrieben und legt ein Treibersignal an, um die richtige Polarität des Rotors und die Synchronisation zu gewährleisten. Dieses Signal wird in geeigneter Weise verstärkt und liefert die benötigte Energie, um den Rotor zu beschleunigen und auf einer besonderen befohlenen Geschwindigkeit zu halten.
• Die Wicklungen 26 des Drehmomenterzeugers halten den Rotor 12 im Zusammenwirken mit dem Magneten 22 im Hohlraum 16 des Gehäuses 15 richtig positioniert. Dies wird durch die Anordnung des Drehmomenterzeugers mit dem Magneten 22 und den Wicklungen 26 erreicht, die die entsprechende, erforderliche Kraft anlegen, um die Ausgangssignale aus der Aufnahmekomponente 10 auf Null auszugleichen. Die Ausgangsignale liefern eine fortlaufende Information über die Lage des Magneten 22, während die Hall-Elemente 30 und 32 den Stromwendewinkel relativ zum Rotorgehäuse liefern.
• Die Ausgangssignale werden zusammen mit den Stromwendesignalen durch einen herkömmlichen geschlossenen Regelkreis 48 (Figur 4) verarbeitet, um ein Stromausgangssignal an die zuvor erwähnte Anordnung des Drehmomenterzeugers zu liefern. Die Größe und die Phase dieses Stromausgangssignales wird an die Anordnung des Drehmomenterzeugers angelegt, um zur gewünschten Zeit ein axiales Feld der gewünschten Stärke zu erzeugen, so daß ein gewünschtes Nettodrehmoment geliefert wird, um die Rotorposition des Rotormagneten 22 zu korrigieren. Der Strom wird durch einen herkömmlichen (im übrigen nicht gezeigten) Auflösekreis zerlegt, um die angelegte Geschwindigkeitsinformation für die X- bzw. die Y-Achse zu bestimmen.
• Unter besonderer Bezugnahme auf Figur 3, wird die Aufnahmekomponente 10 dazu benützt, die relative Präzession des Rotors 12 als Ergebnis der an den Sensor angelegten Geschwindigkeiten um seine Eingangsachsen abzufühlen. So weist die Aufnahmekomponente 10 eine Lichtquelle 34 in Form einer Leuchtdiode (LED) auf, einen optischen Strahlenteiler 36, ein Objektiv 38, die reflektierende Fläche 25 des Rotormagneten 22 und einen optischen Quadrantendetektor 40.
• Der optische Quadrantendetektor 40 ist ein vierzelliger Quadrantendetektor mit Photodioden und reagiert auf Lichtenergie zum Erzeugen eines proportionalen Stromausgangssignales. Der Strom aus jedem Quadranten wird durch eine herkömmliche (übrigens nicht gezeigte) Aufnahmeelektronik summiert und die Differenz verstärkt. Bei einem Aufnahmesignal von Null beleuchtet das von der reflektierenden Fläche 25 des Magneten 22 reflektierte Licht alle vier Quadranten des Detektors 40 gleichmäßig. Dies geschieht, wenn der Rotor 12 im Hohlraum 16 des Gehäuses 15 zentriert ist.
• Bei einer von Null abweichenden Stellung, d.h. wenn der Sensorrotor präzediert hat, beleuchtet der reflektierte Strahl die vier Quadranten in differenzierter Weise. Somit erhalten einige Quadranten mehr Licht, wogegen gegenüberliegende Quadranten weniger Licht erhalten. Dies führt zu einem elektrischen Differenzausgangssignal, das durch eine herkömmliche (übrigens nicht gezeigte) Verarbeitungselektronik in lineare Ausgangssignale umgewandelt wird, die der präzedierten Winkellage des Rotors proportional sind. Diese Ausgangsignale werden vom zuvor erwähnten geschlossenen Regelkreis derart benützt, wie es später hier beschrieben wird. Der Aufbau des optischen Quadranten 40 auf einem gemeinsamen Substrat, wie es tatsächlich der Fall ist, liefert eine Geschwindigkeitsinformation bezüglich zweier Achsen und neigt dazu, hinsichtlich der Auswirkungen einer Temperaturempfindlichkeit sich selbst zu kompensieren.
• Der Strahlenteiler 36 richtet den reflektierten Lichtstrahl so, daß die Lichtquelle 34 und der Quadrantendetektor 40 nicht kollinear liegen müssen. Bei Fehlen eines Strahlenteilers 36 wäre ein mittiges Loch durch den Quadrantendetektor 40 erforderlich, und es müßte eine andere Mechanik vorgesehen werden.
• Der Strahlenteiler 36 ist derart ausgebildet, daß er bei jedem Durchgange fünfzig Prozent des Strahles an der diagonalen Zwischenfläche reflektiert. Die verbleibenden fünfzig Prozent werden ohne Reflexion durchgelassen. Das Objektiv 38 wird dazu benützt, den reflektierten Lichtstrahl richtig zu fokussieren.
• Nun unter Bezugnahme auf Figur 4 wird das die zuvor erwähnte Information liefernde Ausgangssignal des Hall-Elementes 30 an einen Kommutator 42 angelegt, wogegen das in ebensolcher Weise die zuvor erwähnte Information liefernde Ausgangssignal des Hall-Elementes 32 an einen Kommutator 44 angelegt wird. Das Ausgangssignal vom Hall-Element 32 wird an einen phasenstarren Kreis 46 angelegt.
• Die Ausgangssignale aus dem phasenstarren Kreis 46 und der Aufnahmekomponente 10 werden an den geschlossenen Regelkreis 48 angelegt, der Regelausgangssignale an die Kommutatoren 42 und 44 liefert. Das Ausgangssignal aus dem Kommutator 42 wird an eine Treiberanordnung 49 angelegt, die die Phase A des zweiphasigen Sensormotors mit den Wicklungen 24 und dem Magneten 22 treibt. Das Ausgangssignal aus dem Kommutator 44 wird an eine Treiberanordnung 50 angelegt, die die Phase B des zweiphasigen Motors treibt.
• Wie in Figur 4 veranschaulicht ist, wirken die Hall-Elemente 30 und 32 somit im Sinne der Lieferung einer Information über die Magnetpolposition für einen kontinuierlichen zweiphasigen Betrieb des Sensormotors im geschlossenen Regelkreis. Die Kommutatoren 42 und 44 werden durch ein verarbeitetes Rückführsignal aus den Hall-Elementen getrieben, um ein Antriebssignal zur Lieferung der richtigen Polarität und Synchronisation des Motorrotors zu schalten. Das Antriebssignal wird über die Treiberanordnungen 49 und 50 verstärkt, wie es eben der Fall sein mag, um die für den Antrieb jeweils erforderliche Energie zu liefern, d.h. den Motorrotor zu beschleunigen und auf einer befohlenen Geschwindigkeit zu halten.
• Aus der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung wird also ersichtlich sein, daß ein miniaturisierter, fluidgelagerter Sensor mit zwei Freiheitsgraden, hauptsächlich für taktische Anwendungen, geschaffen wurde. Der Sensor weist einen kugelförmigen, hydrodynamisch fluidgelagerten Rotor, einen Motor/Drehmomenterzeuger mit Permanentmagnet sowie eine optische Aufnahmekomponente auf, wodurch eine Geschwindigkeitsinformation bezüglich zweier Achsen in einem kleinen Paket geliefert wird, wie es der beabsichtigte Zweck der Erfindung ist. Der zuvor beschriebene kugelförmige, hydrodynamisch fluidgelagerte Rotor schafft eine Aufhängung, welche bei einer Drehgeschwindigkeit von 24 000 U/min. die vorher erwähnten 40 G linearer Beschleunigung aushält. Das eben erwähnte Paket führt zu einer minimalen Anzahl von Teilen, was dazu führt, die Auswirkungen statischen und dynamischen Gleichgewichtes zu vermindern, wie es wünschenswert ist. Die beschriebene kugelförmige Rotoranordnung schafft die erforderliche Unverwüstlichkeit, um schwere Stoßintensitäten ohne Verschlechterung der Leistung zu überleben, wie nun verständlich sein wird.

Claims (7)

1. Winkelgeschwindigkeitssensor mit zwei Freiheitsgraden, mit:

einem kugelförmigen Rotor (12) und einem Gehäuse (15) mit einem passenden kugelförmigen Hohlraum (16), innerhalb dessen der Rotor (12) gelagert ist, einer Einrichtung (14, 20) zum hydrodynamischen Lagern des kugelförmigen Rotors (12) in dem passenden kugelförmigen Gehäusehohlraum (16), eine am gelagerten kugelförmigen Rotor (12) angeordnete Einrichtung (22, 24) zum Drehen des Rotors (12), eine am gelagerten kugelförmigen Rotor (12) angeordnete Einrichtung (25, 10, 40) zum Abfühlen der Position desselben auf Grund der vom Sensor abgefühlten Winkelgeschwindigkeiten um zwei zueinander senkrechte Ausgangsachsen (X, Y) und zum Liefern entsprechender Ausgangssignale, eine am gelagerten, sich drehenden kugelförmigen Rotor (12) angeordnete Einrichtung (22, 26) zum derartigen Positionieren des Rotors (12), daß diese Ausgangssignale bei Null liegen, und eine an der Positionssensoreinrichtung (25, 10, 40) und der Positioniereinrichtung (22, 26) für den Rotor angeordnete Einrichtung (48) zur Energielieferung an die Positioniereinrichtung (22, 26) für den Rotor in Anpassung an die abgefühlten Drehgeschwindigkeiten zum Aufrechterhalten der Ausgangssignale von Null, welcher Winkelgeschwindigkeitssensor ferner aufweist:

einen am kugelförmigen Rotor (12) durch dessen Mitte hindurch befestigten zweipoligen zylindrischen Permanentmagnet (22), wobei die am gelagerten, sich drehenden kugelförmigen Rotor (12) angeordnete Einrichtung (25, 10, 40) zum Abfühlen seiner Position auf Grund der vom Sensor aufgenommenen Winkelgeschwindigkeiten um die beiden zueinander senkrechten Ausgangsachsen (X, Y) und zum Liefern entsprechender Signale den am kugelförmigen Rotor (12) befestigten, zweipoligen zylindrischen Permanentmagneten (22) mit einer Licht reflektierenden Fläche (25) daran aufweist, eine optische Einrichtung (34, 36, 38, 40) zum Richten von Licht gegen die lichtreflektierende Fläche (25) und zum Abfühlen des davon reflektierten Lichtes, wobei die Menge an abgefühltem Licht der Lage des kugelförmigen Rotors (12) angepaßt ist, und die optischen Einrichtung (34, 36, 38, 40) auf das abgefühlte Licht zur Lieferung der Ausgangssignale anspricht.

2. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum hydrodynamischen Lagern des kugelförmigen Rotors (12) in dem passenden kugelformigen Hohlraum (16) folgendes aufweist:

der Rotor (12) besitzt eine Spinachse (Z);

der Gehäusehohlraum (16) enthält ein Fluid;

der Rotor (12) besitzt eine durchgehende Öffnung (20), die im wesentlichen senkrecht zur Spinachse (Z) liegt, so daß das Fluid im Hohlraume (16) durch die Öffnung in und rund um den Rotor (12) strömt, um ein Fluidkissen für den Rotor zu schaffen; und

der Rotor (12) besitzt an seiner Oberfläche ein spiralförmiges Nutenmuster (13), wodurch die Drehung des Rotors eine unter Druck stehende Fluidschicht zum Lagern des Rotors innerhalb des Hohlraumes (16) erzeugt, wobei der Rotor dabei frei für eine Drehung um die beiden zueinander senkrechten Achsen (X, Y) und um die Spinachse (Z) ist.

3. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die am gelagerten kugelförmigen Rotor (12) angeordnete Einrichtung zum Drehen des Rotors folgendes aufweist:

einen Motor (8) mit einem Rotorelement (22), das von dem am kugelförmigen Rotor (12) befestigten zweipoligen, zylindrischen Permanentmagneten gebildet ist, und mit einem Statorelement (23), welches Statorelement eine Mehrzahl von Wicklungssegmenten (24) trägt, welche das Rotorelement derart umgeben, daß sie mit diesem in einem Verhältnis magnetischen Zusammenwirkens stehen.

4. Sensor nach Anspruch 3, bei dem die am gelagerten, sich drehenden kugelförmigen Rotor (12) angeordnete Einrichtung zum derartigen Positionieren des Rotors, daß die Ausgangssignale bei Null liegen, folgendes aufweist:

einen Drehmomenterzeuger (8) mit einem Drehmomenterzeugungselement, das von dem am kugelförmigen Rotor befestigten zweipoligen, zylindrischen Permanentmagneten (22) gebildet ist, und eine vom Statorelement (23) getragene Drehmomenterzeugungswicklung (26), die von einer Mehrzahl von Wicklungssegmenten (24) umgeben ist;

wobei die Drehmomenterzeugungswicklung (26) das Drehmomenterzeugungselement (22) derart umgibt, daß sie mit diesem in einem Verhältnis magnetischen Zusammenwirkens steht; und

die an der Positionssensoreinrichtung und der Positioniereinrichtung für den Rotor angeordnete und die Positioniereinrichtung für den Rotor beeinflussende Drehmomenterzeugerwicklung (26) zum Positionieren des Rotors (12) in Anpassung mit den abgefühlten Winkelgeschwindigkeiten, um die Ausgangssignale bei Null zu halten.

5. Sensor nach Anspruch 3, welcher folgendes aufweist:

eine magnetische Abschirmung (28), welche das Statorelement umgibt.

6. Sensor nach Anspruch 4, welcher folgendes aufweist:

eine von zumindest zwei aus der Mehrzahl von Wicklungssegmenten (24) getragene Einrichtung (30, 32) zum Liefern von der Lage der beiden Pole des zylindrischen Permanentmagneten (22) entsprechenden Signalen; und

eine mit dieser ein Lagesignal liefernden Einrichtung verbundene Einrichtung (Figur 4), die auf deren Signale zum Treiben des Motors anspricht.

7. Sensor nach Anspruch 6, welcher folgendes aufweist:

eine mit dieser der Lage des kugelförmigen Rotors auf Grund der vom Sensor abgefühlten Winkelgeschwindigkeiten um zwei zueinander senkrechte Achsen entsprechenden Ausgangssignale liefernden Einrichtung sowie mit der Signale entsprechend der Lage der beiden Pole des zylindrischen Permanentmagneten liefernden Einrichtung sowie mit dem Drehmomenterzeuger verbundene Einrichtung (48),

welche Einrichtung (48) auf all diese Signale anspricht, um dem Drehmomenterzeuger Energie in Anpassung an die abgefühlten Winkelgeschwindigkeiten zu liefern, wodurch der Drehmomenterzeuger den kugelförmigen Rotor derart positioniert, daß die Ausgangssignale auf Null sind und auf Null gehalten werden.