DE69829364T2 - Kraftausgleichsbeschleunigungmesser - Google Patents

Kraftausgleichsbeschleunigungmesser Download PDF

Info

Publication number
DE69829364T2
DE69829364T2 DE69829364T DE69829364T DE69829364T2 DE 69829364 T2 DE69829364 T2 DE 69829364T2 DE 69829364 T DE69829364 T DE 69829364T DE 69829364 T DE69829364 T DE 69829364T DE 69829364 T2 DE69829364 T2 DE 69829364T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnet
wall
flow
ring
measuring mass
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
Application number
DE69829364T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69829364D1 (de
Inventor
A. Steven FOOTE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of DE69829364D1 publication Critical patent/DE69829364D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69829364T2 publication Critical patent/DE69829364T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13Measuring 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 measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
    • G01P15/132Measuring 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 measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electromagnetic counterbalancing means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser und Ausgleichsverfahren.
  • Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser, die einen oder mehrere Magnetaufbauten umfassen, um eine so genannte Nullposition als Reaktion auf eine Beschleunigung oder Krafteingabe hervorzubringen, sind bekannt. Beispielhafte Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser sind in den folgenden Dokumenten offenbart:
    U.S.-Patent Nr. 4 182 187; 4 250 757; 4 394 405; 4 399 700; 4 400 979; 4 441 366; 4 555 944; 4 555 945; 4 592 234; 4 620 442; 4 697 455; 4 726 228; 4 932 258; 4 944 184; 5 024 089; 5 085 079; 5 090 243; 5 097 172; 5 111 694; 5 182 949; 5 203 210; 5 212 984; 5 220 831; 5 488 865; 5 557 044; 5 587 530 und 5 600 067.
  • Ein beispielhafter Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser des früheren Stands der Technik ist in 1 allgemein in 10 gezeigt. Der Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser 10 umfasst einen oder mehrere Magnetaufbauten 12 und eine Messmasseneinheit 14. Die Magnetaufbauten umfassen im Allgemeinen einen Dauermagnet 16 zum Entwickeln einer Magnetströmung und einen Erregungsring oder Strömungskonzentrator 18, der den Magnet 16 aufnimmt und die Magnetströmung wie unten dargelegt lenkt. Der Erregungsring wird typisch aus einem Werkstoff ausgebildet, der eine relativ hohe Durchlässigkeit hat, wie zum Beispiel Invar, um es zu erlauben, einen magnetischen Rückströmungspfad für die Magnetströmung zu bilden. In dem dargestellten Beispiel hat der Erregungsring allgemein zylindrische Form und umfasst eine Basis 20, eine äußere Wand 22, die mit der Basis verbunden ist, und eine obere Fläche 24. Die obere Fläche 24 ist zwischen einer äußeren Kante 26 und einer inneren Kante 28 definiert. Die innere Kante definiert eine Öffnung 29 in einer inneren Region innerhalb des Erregungsrings und in welcher der Magnet 16 aufgenommen wird. Eine Vielzahl elektrischer Leiter 30 sind bereit gestellt und reichen von außerhalb in den Strömungskonzentrator durch in ihm ausgebildete Öffnungen (nicht spezifisch dargestellt). Meistens sind die Öffnungen in der Basis des Strömungskonzentrators vorgesehen und werden mit Epoxid gefüllt, um die Leiter zu befestigen. Die elektrischen Leiter sind betriebsfähig mit Schaltungen verbunden, was es dem Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser erlaubt, wie unten beschrieben zu funktionieren. Die beispielhaften äußeren Schaltungen umfassen eine Positionserfassungsschaltung zum Messen elektrischer Hinweise einer durch Beschleunigung hervorgerufenen Änderung in dem Messmassenaufbau 14, wie unten klar wird. Beispielhafte Positionserfassungsschaltungen sind im U.S.-Patent Nr. 4 634 965 offenbart. Solche äußere Schaltungen erlauben es auch, elektrischen Strom zu dem Messmassenaufbau zu liefern, wie unten klar wird. Elektrische Leiter 30 erstrecken sich auch durch ein Paar Öffnungen 32, 34 in der oberen Fläche 24 und sind betriebsfähig mit der Messmasse über einen unten beschriebenen elektrischen Anschluss verbunden.
  • Wenn man nun den Messmassenaufbau 14 betrachtet, umfasst dieser eine Messmasse 36, die ein Paar Abstandshülsen hat, von welchen eine in 38 gezeigt ist. Eine weitere Abstandshülse ist auf der anderen Seite der Messmasse 36 angeschlossen und nicht spezifisch gezeigt. Jede Abstandshülse stützt einen elektrisch leitenden Aufbau in Form von Drehmomentspulen 40, die elektrisch mit der Außenseite über elektrische Leiter 30 verbunden sind. Der Prüfmassenaufbau 14 umfasst ferner einen Montagering 42 und ein Paar Biegeelemente 44, 46, die eine physikalische und elektrische Zusammenschaltung zwischen der Messmasse 36, dem Montagering 42 und den elektrischen Leitern 30 bereitstellen. Die Biegeelemente 44, 46 definieren ein Scharnier, das eine Scharnierachse hat, um welche die Prüfmasse 36 als Reaktion auf eine Beschleunigungskraft drehen kann. Genau diese Drehung oder Bewegung ist es, die erfasst wird, und auf die die äußeren Schaltungen reagieren, und die das Berechnen einer Beschleunigung erlauben.
  • Die Einzelheiten des Betriebs des oben beschriebenen Kraftausgleichsbeschleunigungsmessers werden ausführlich in vielen der oben durch Bezugnahme eingegliederten Patente beschrieben. Zusätzlich wird der Leser auf ein Lehrbuch mit dem Titel „Modern Inertial Technology, Navigation, Guidance and Control" von Anthony Lawrence, veröffentlicht vom Springer-Verlag, verwiesen.
  • Unten werden jedoch einige betriebliche Merkmale beschrieben, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung nützlich sind.
  • Der oben beschriebene Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser hat drei Hauptbeschleunigungsmesserachsen, die von Bedeutung sind. Die Scharnierachse A, die oben erwähnt wurde, definiert eine Achse, um welche die Messmasse als Reaktion auf eine Beschleunigung drehen kann. Eine Eingangsachse B definiert eine Richtung, entlang welcher die Beschleunigung gemessen werden soll. Eine Pendelachse C wird ebenfalls von der Messmasse definiert. Das Scharnier (Biegeelemente 44, 46) stützt die Messmasse 36 und hat möglichst eine niedrige Drehsteifigkeit um die Scharnierachse A, so dass es die Messmasse oder das Pendel bei ihrer Reaktion auf die Beschleunigung, die sie fühlen sollen, nicht behindert. Es ist ferner wünschenswert, dass das Scharnier eine hohe Steifigkeit um die Eingangsachse B und Pendelachse C hat, so dass es dem Knicken, Verdrehen oder Biegen als Reaktion auf Beschleunigungen entweder entlang der Scharnierachse A oder der Pendelachse C widersteht. Ferner ist es wünschenswert, dass das Scharnier in der Ebene liegt, die den Schwerpunkt der Messmasse enthält, so dass Beschleunigungen entlang der Pendelachse keine so genannten Kreuzkopplungsfehler hervorrufen. Ein Kreuzkopplungsfehler bezieht sich auf eine Empfindlichkeit des Kraftausgleichsbeschleunigungsmessers auf eine Beschleunigung entlang einer Achse, die nicht die Eingangsachse ist. Derartige Fehler können zum Beispiel ausgelöst werden, wenn das Scharnier verdreht wird oder in seiner Ebene schlecht gefluchtet ist.
  • Beim Betrieb wird eine Beschleunigungskraft entlang der Eingangsachse B erfahren, die bewirkt, dass die Messmasse 36 um die Scharnierachse A und zu einem der Mangetaufbauten 12 dreht. Obere Flächen 24 der Magnetaufbauten 12 bilden gemeinsam mit metallisierten Teilen der Messmasse 36 einen so genannten kapazitiven Abgriff. Wenn die Messmasse zwischen den zwei Magnetaufbauten zentriert ist, sind die zwei Kapazitäten gleich. Wenn eine Beschleunigung die Messmasse wie oben angegeben bewegt, ändert sich die Entfernung zwischen der Messmasse und den jeweiligen Magnetaufbauten, was wiederum bewirkt, dass eine der Kapazitäten steigt, während die andere Kapazität sinkt. Die Kondensatoren sind in die Schaltung eingebaut, die ein Ausgangssignal liefert, das auf die Bewegung der Messmasse hinweist. Das Ausgangssignal wird in einem Servosystem verwendet, das einen elektrischen Strom erzeugt, der über elektrische Leiter 30 in die Drehmomentspulen läuft. Der Strom in den Drehmomentspulen tritt mit dem Magnetfeld oder der Magnetströmung der Magnetaufbauten in Wechselwirkung und erzeugt eine Wiederherstellungskraft, die die Messmasse wieder auf ihre zentrierte oder Nullstellung zwischen den Magnetaufbauten bringt. Die Stärke des Stroms, der erforderlich ist, um die Messmasse wieder auf ihre Nullstellung zu bringen, ergibt einen Hinweis oder ein Maß der Beschleunigung, die die Messmasse erfahren hat.
  • Es ist aus einer bestimmten Anzahl von Gründen sehr wünschenswert, die Wiederherstellungskraft in der effektiven Mitte der Masse der Messmasse bereitzustellen. Es vermeidet das Schaffen einer Drehkraft auf dem Scharnier um eine andere Achse als die Scharnierachse, was über eine bestimmte Zeit oder unter hohen Beschleu nigungskräften ein Verformen des Scharniers verursachen kann. Ferner verringert das Zusammenlegen der Wiederherstellungskraft mit dem effektiven Schwerpunkt der Messmasse Kreuzkopplungsfehler und Linearitätsabweichung. Ferner wird der Messmasse durch Nichtzusammenlegen der Wiederherstellungskraft im effektiven Schwerpunkt der Messmasse ein zweiter Freiheitsgrad verliehen, der nicht entsprechend gesteuert werden kann, was sich wiederum auf den großen Beschleunigungsbereich des Beschleunigungsmessers auswirkt.
  • Beiträge zum effektiven Schwerpunkt der Messmasse werden nicht nur durch die Messmasse 36 selbst gemacht, sondern auch durch die Zone, die von den Biegeelementen 44, 46 weggeschnitten ist. Das Ergebnis des Beitrags der Biegeelemente besteht darin, dass der effektive Schwerpunkt von der Mitte des Messmassenaufbaus 14 entlang der Pendelachse und von den Biegeelementen weg verschoben oder bewegt wird. Während entweder die Wiederherstellungskraft oder der Schwerpunkt der Messmasse bewegt werden kann, um deren Zusammenfallen zu bewirken, ist es im Allgemeinen leichter, die Wiederherstellungskraft zu bewegen.
  • Was das Verlegen der Wiederherstellungskraft betrifft, bestand in der Vergangenheit eine Methode darin, eine Kerbe 48 (1) in dem Erregungsring oder dem Strömungskonzentrator vorzusehen. Die vorgesehene Kerbe wird zwischen Öffnungen 32, 34 angeordnet, durch welche die elektrischen Leiter 30 reichen. Die Kerbe 48 dient zum Umlenken der Magnetströmung, die von dem Magnet 16 erzeugt wird, so dass die Wiederherstellungskraft positiv entlang der Pendelachse bewegt wird, um mit dem Schwerpunkt der Messmasse zusammenzufallen. Dieser Ansatz ergibt jedoch eine bestimmte Anzahl von Problemen. Zuerst erzeugt die Kerbe 48 ein Paar verdünnter Regionen 50 in dem Erregungsring 18. Da die Magnetströmung die Spalte vermeidet, die von der Kerbe 48 definiert wird, wird sie umgelenkt und zu den verdünnten Regionen 50 konzentriert. Eine hohe Konzentration des Magnetflusses in Regionen 50 kann magnetische Sättigungseffekte bewirken, die wiederum die Maßstabsfaktor-Wärmehysterese verschlechtern und langfristig Driftfehler erzeugen. Es versteht sich von selbst, dass, wenn die Wiederherstellungskraft und der Schwerpunkt der Messmasse nicht zusammenfallen, sich alle oben besprochenen Probleme auf den Beschleunigungsmesser auswirken.
  • Ferner ist das Herstellen des in 1 dargestellten Beschleunigungsmessers notwendigerweise kompliziert, denn der Zugang zu den elektrischen Leitern wird durch die Öffnungen 32, 34 und verdünnten Regionen 50 behindert. Genauer genommen verlässt der Erregungsringaufbau die Öffnungen (nicht spezifisch gezeigt, jedoch in der Basis 20 angeordnet), durch welche sich die elektrischen Leiter in eine blinde Bauzone erstrecken. Die elektrischen Leiter können nach der Herstellung die Quelle der Erzeugung von Pannen sein, die eine Nachbesserung oder ein Neuvergießen mit Epoxidwerkstoff erfordern. Da der Zugang zu den Leitern durch die existierende Erregungsringstruktur behindert wird, ist derartige Nachbesserung notwendigerweise behindert und kompliziert.
  • Die Erfindung ergab sich aus Anliegen in Zusammenhang mit der Bereitstellung von Kraftausgleichsbeschleunigungsmesserbauten und Verfahren mit verbesserter Maßstabsfaktorleistung, mit besserer Erzeugbarkeit und geringeren Kosten.
  • Gemäß US-A-3 331 253 wird ein Magnetaufbau für Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser bereitgestellt, der Folgendes umfasst:
    einen Erregungsring, der eine Basis und einen Ringteil hat, der eine untere Fläche hat, die mit der Basis verbunden ist, eine radiale innere und eine äußere im Allgemeinen zylindrische Wand und eine obere Fläche;
    einen zylindrischen Magnet, der mit der Basis gekoppelt ist und sich innerhalb des Ringteils befindet;
    wobei die innere Wand des Erregungsrings Folgendes hat:
    eine erste Umfangsregion, die mit dem Magnet einen ersten Strömungsspalt neben dem Magnet bildet und eine erste radiale Breite hat;
    zwei zweite Umfangsregionen, die mit der ersten Region an deren Enden benachbart sind, wobei die zweiten Regionen mit dem Magnet zweite Strömungsspalten bilden, die eine zweite radiale Breite größer als die erste radiale Breite haben und von zwei Schlitzen in dem Ringteil gebildet werden; und
    eine dritte Umfangsregion, die die radiale innere Fläche einer Zunge bildet, die in dem Erregungsring zwischen den zweiten Umkreisregionen definiert ist und mit dem Magnet einen dritten Strömungsspalt bildet, der eine dritte radiale Breite hat, die kleiner ist als die zweite radiale Breite.
  • Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch elektrische Leiter des Aufbaus, die von der Basis zu der Oberseite des Erregungsrings durch mindestens einen der Schlitze, die in dem Erregungsring definiert sind, reichen.
  • Der Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser kann eine Messmasse, einen Montagering, mindestens ein Biegeelement, das zwischen der Messmasse und dem Montagering verbunden ist, und einen betriebsfähigen Magnetaufbau neben der Messmasse umfassen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die folgenden anliegenden Zeich nungen beschrieben.
  • 1 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht eines bekannten Kraftausgleichsbeschleunigungsmessers.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Magnetaufbaus, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebaut ist.
  • 3 ist eine Draufsicht des Magnetaufbaus der 2.
  • In 2 und 3 wurden gleiche Bezugszeichen der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechend verwendet, wobei Unterschiede mit dem Suffix „a" oder mit unterschiedlichen Bezugszeichen angegeben sind. Dementsprechend ist ein Magnetaufbau gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein in 12a dargestellt und umfasst einen Dauermagnet 16 und einen Erregungsring oder Strömungskonzentrator 18a. Der Erregungsring 18a umfasst eine Basis 20, eine äußere Wand 22, die mit der Basis verbunden ist und eine obere Fläche 24a. Die obere Fläche ist zwischen einer äußeren Kante 26 und einer inneren Kante 28a, die von der äußeren Kante beabstandet ist, definiert. Die äußere Kante ist vorzugsweise kreisförmig, und die innere Kante definiert eine Öffnung 29a in einer inneren Region des Erregungsrings. Die Öffnung 29a umfasst sichtlich eine erste und zweite Hälfte, die zu beiden Seiten einer gestrichpunkteten Linie angeordnet sind. Bei einer bevorzugten Ausführung bilden die erste und die zweite Hälfte jeweils Ober- und Unterhälften 52, 54, die man in 3 am besten sieht, und die Oberhälfte 52 umfasst ein Paar beabstandeter Schlitze 56, 58, die durch die innere Kante 28a definiert werden. Vorzugsweise werden die Schlitze 56, 58 durch einen oberen Flächenanteil oder eine Zunge 60 zwischen den Schlitzen getrennt, und die sich von der äußeren Kante 26 weg und sowohl zum Magnet 16 als auch zu einem inneren Kantenabschnitt 62 erstreckt, der über die Öffnung 29a, und vom Abschnitt 60 weg angeordnet ist. In dem dargestellten Beispiel ist der innere Kantenabschnitt 62 im Allgemeinen mit einem benachbarten Abschnitt der äußeren Kante konzentrisch.
  • Der Magnet 16 ist innerhalb der inneren Region des Erregungsrings 18a neben den Schlitzen 56, 58 angeordnet. Wie man wahrscheinlich am besten in 2 sieht, ist zwischen dem Magnet und den beiden Gruppen elektrischer Leiter 30 keine Erregungsringstruktur angeordnet. Besorgnisse in Zusammenhang mit der magnetischen Sättigung aufgrund der gemäß dem früheren Stand der Technik verdünnten Regionen 50 werden eliminiert, und ein Strömungspfad wird bereitgestellt, der die magnetische Strömung von den Zonen weglenkt, die zwischen den elektrischen Leitern 30 und dem Magnet 16 angeordnet sind.
  • Im Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung ist jeder Schlitz 56, 58 durch eine Vielzahl von Wänden definiert; beispielhafte Wände für Schlitz 56 sind in 3 in 56a, 56b und 56c gezeigt, und für Schlitz 58 in 58a, 58b und 58c. Bei einer Ausführung hat mindestens eine der schlitzbildenden Wände für einen einzelnen Schlitz einen Abschnitt, der eine Winkelbeziehung mit einem nächsten benachbarten schlitzbildenden Wandabschnitt definiert. In dem dargestellten Beispiel definiert eine solche Winkelbeziehung einen Winkel zu dem nächsten benachbarten schlitzbildenden Wandabschnitt, der größer ist als etwa 45 Grad und näher an 90 Grad. Die Bezugnahme auf die Wände 56a, 56b zeigt zum Beispiel, dass die einzelnen Wände einen Winkel definieren, der größer ist als 45 Grad und leicht kleiner als etwa 90 Grad. Bei einer anderen Ausführung definiert jede der schlitzbildenden Wände für einen einzelnen Schlitz eine solche Winkelbeziehung mit einer nächstbenachbarten schlitzbildenden Wand. Bei einer bevorzugten Ausführung haben die Schlitze Formen, die im Wesentlichen die gleichen sind. Die Schlitze können auch als Maße in Bezug auf den Erregungsring 18a habend betrachtet werden, die im Wesentlichen gleich sind. In einem Aspekt sind die Schlitze 56, 58 im Allgemeinen um eine Symmetrielinie E symmetrisch, die sichtlich den Erregungsring halbiert. Die jeweiligen Schlitze erstrecken sich von dem Magnet 16 in verschiedene Richtungen weg. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Magnet 16 im Allgemeinen zylindrisch und die Schlitze erstrecken sich radial von ihm weg.
  • Der Strömungskonzentrator 18a umfasst eine innere Wand 64 innerhalb der äußeren Wand 22, die sowohl den Magnet 16 als auch mindestens einen der elektrischen Leiter 30 umgibt. Bei einer Ausführung reichen elektrische Leiter 30 in die innere Region des Strömungskonzentrators durch Öffnungen 66, 68 (3), die vorzugsweise in der Basis des Strömungskonzentrators ausgebildet sind. Die Öffnungen können jedoch auch anderswo ausgebildet sein. In dem dargestellten Beispiel reichen die elektrischen Leiter durch zwei verschiedene Öffnungen, die in der Basis des Strömungskonzentrators an verschiedenen Stellen angeordnet sind. Die innere Wand 64 umgibt vorzugsweise alle elektrischen Leiter an ihren verschiedenen Stellen.
  • Die dargestellte innere Wand 64 ist auf ihrem umschreibenden Verlauf um den Magnet 16 und die abgebildeten elektrischen Leiter 30 klarer in 3 dargestellt und definiert eine Vielzahl von Spaltregionen zum Magnet 16. Beispielhafte erste, zweite und dritte Spaltregionen sind in 70, 72 und 74 dargestellt. Die zweite Spaltregion 72 wird von einem Abschnitt der inneren Wand 64 definiert, der neben einer Gruppe elektrischer Leiter 30 und vom Magnet 16 weg angeordnet ist. Die dargestellte und bevorzugte zweite Spaltregion 72 ist größer als die erste Spaltregion 70. In dem dargestell ten Beispiel entspricht die Spaltregion 72 dem Schlitz 56. Schlitz 58 definiert eine ähnliche zweite Spaltregion, so dass die innere Wand bei einer bevorzugten Ausführung ein Paar zweiter Spaltregionen definiert, die durch die dritte Spaltregion 74 getrennt sind.
  • Der oben beschriebene Erregungsring oder Strömungskonzentrator 18a stellt einen Strömungspfad für die vom Magnet 16 entwickelte Magnetströmung bereit. Der Strömungspfad ist in einer Ausführung durch einen ersten Strömungsspalt neben dem Magnet 16 gekennzeichnet, der ein erstes Breitenmaß hat. Der erste Strömungsspalt entspricht der ersten Spaltregion 70. Der Strömungspfad ist ferner bei einer bevorzugten Ausführungsform durch ein Paar beabstandeter zweiter Strömungsspalten gekennzeichnet, die zweite Breitenmaße haben, die jeweils größer sind als das erste Breitenmaß. Die zweiten Strömungsspalten entsprechen einer oder mehreren der oben genannten zweiten Spaltregionen 72. Vorzugsweise liegen die zweiten Strömungsspalten neben der ersten Strömungsspalte und sind voneinander durch eine dritte Strömungsspalte (die der dritten Spaltregion 74 entspricht) getrennt, die ein drittes Breitenmaß hat, das kleiner ist als die jeweiligen zweiten Breitenmaße. Die dargestellten elektrischen Leiter reichen durch mindestens einen und vorzugsweise durch beide der zweiten Strömungsspalten.
  • Der Strömungskonzentrator erlaubt es, die magnetische Wiederherstellungskraft zum Ausgleichen der Messmasse in einer Art umzulenken, die Besorgnisse in Zusammenhang mit magnetischen Strömungssättigungseffekten, die oben in Zusammenhang mit dem früheren Stand der Strömungskonzentratoren besprochen wurden, verringert, wenn nicht eliminiert. Das führt zu verbesserter Maßstabfaktorleistung und langfristiger Stabilität. Ferner wird besserer Zugang zu den elektrischen Leitern, die die Messmasse mit der Umgebung verbinden, bereitgestellt. Daher sind Herstellungsvorgänge wie zum Beispiel Bin dung, Vergießen und Reinigen keine blinden Vorgänge mehr. Das verringert Materialpannen und verbessert die Nachbesserungsmöglichkeiten. Daher wird die Erzeugbarkeit verbessert und die Kosten werden reduziert.

Claims (6)

  1. Magnetaufbau für Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser mit einem Erregungsring (18a), der eine Basis (20) und einen Ringteil hat, der eine untere Fläche hat, die mit der Basis verbunden ist, eine radiale innere (64) und eine äußere im Allgemeinen zylindrische Wand (22) und eine obere Fläche; einen zylindrischen Magnet (16), der mit der Basis gekoppelt ist und sich innerhalb des Ringteils befindet; wobei die innere Wand (64) des Erregungsrings Folgendes hat: eine erste Umfangsregion, die mit dem Magnet einen ersten Strömungsspalt (70) neben dem Magnet bildet und eine erste radiale Breite hat, zwei zweite Umfangsregionen, die mit der ersten Region an deren Enden benachbart sind, wobei die zweiten Regionen mit dem Magnet (16) zweite Strömungsspalten (72) bilden, die eine zweite radiale Breite größer als die erste radiale Breite haben und von zwei Schlitzen (56, 58) in dem Ringteil gebildet werden; eine dritte Umfangsregion, die die radiale innere Fläche einer Zunge (60) bildet, die in dem Erregungsring zwischen den zweiten Umkreisregionen (72) definiert ist und mit dem Magnet einen dritten Strömungsspalt (74) bildet, der eine dritte radiale Breite hat, die kleiner ist als die zweite radiale Breite, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Leiter (30) des Aufbaus von der Basis (20) zu der Oberseite des Erregungsrings (18a) durch mindestens einen der Schlitze (56, 58) reichen, die in dem Erregungsring definiert sind.
  2. Aufbau des Anspruchs 1, bei dem die äußere Wand (22) im Allgemeinen kreisförmig ist.
  3. Aufbau des Anspruchs 1, bei dem die zwei Schlitze (56, 58) Formen und Maße haben, die im Wesentlichen die gleichen sind.
  4. Aufbau nach Anspruch 1, bei dem die äußere Wand (22) im Allgemeinen kreisförmig und die innere Wand (64) im Allgemeinen zur äußeren Wand (22) konzentrisch ist.
  5. Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: eine Messmasse (14), die zur Bewegung um eine Scharnierachse (A) konfiguriert ist; einen Strömungspfad für die Magnetströmung, die vom Magnet entwickelt wird, wobei der Strömungspfad den ersten Strömungsspalt (70) neben dem Magnet (16) und die zweiten Strömungsspalte (72) benachbart zum ersten Strömungsspalt umfasst.
  6. Kraftausgleichsbeschleunigungsmesser nach Anspruch 5, bei dem die elektrischen Leiter (30) betriebsfähig an die Messmasse (14) angeschlossen sind.
DE69829364T 1997-04-10 1998-04-09 Kraftausgleichsbeschleunigungmesser Expired - Lifetime DE69829364T2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US4424197P 1997-04-10 1997-04-10
US44241P 1997-04-10
US904059 1997-07-31
US08/904,059 US5952575A (en) 1997-04-10 1997-07-31 Force rebalance accelerometers and rebalancing methods
PCT/US1998/007368 WO1998045715A1 (en) 1997-04-10 1998-04-09 Force rebalance accelerometers and rebalancing methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69829364D1 DE69829364D1 (de) 2005-04-21
DE69829364T2 true DE69829364T2 (de) 2006-05-04

Family

ID=26721315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69829364T Expired - Lifetime DE69829364T2 (de) 1997-04-10 1998-04-09 Kraftausgleichsbeschleunigungmesser

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5952575A (de)
EP (1) EP0974062B1 (de)
DE (1) DE69829364T2 (de)
WO (1) WO1998045715A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130071040A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 삼성전기주식회사 관성센서
US10036765B2 (en) * 2015-07-10 2018-07-31 Honeywell International Inc. Reducing hysteresis effects in an accelerometer
US10161956B2 (en) * 2016-04-25 2018-12-25 Honeywell International Inc. Reducing bias in an accelerometer via a pole piece
US10859593B2 (en) * 2018-08-31 2020-12-08 Honeywell International Inc. Reducing thermal expansion induced errors in a magnetic circuit assembly

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3331253A (en) * 1963-08-05 1967-07-18 Systron Donner Corp Accelerometer and sensing assembly therefor
US3702073A (en) * 1969-02-28 1972-11-07 Sundstrand Data Control Accelerometer
US4726228A (en) * 1986-04-16 1988-02-23 Sundstrand Data Control, Inc. Accelerometer proof mass interface

Also Published As

Publication number Publication date
EP0974062A1 (de) 2000-01-26
EP0974062B1 (de) 2005-03-16
DE69829364D1 (de) 2005-04-21
US5952575A (en) 1999-09-14
WO1998045715A1 (en) 1998-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10122928B4 (de) Kapazitiver elektrostatischer Beschleunigungssensor, Verwendung des kapazitivenelektrostatischen Beschleunigungssensors in einem Winkelbeschleunigungssensor und in einem elektrostatischen Auslöser
DE3625411C2 (de)
EP2394177B1 (de) Beschleunigungssensor und verfahren zum betreiben eines beschleunigungssensors
DE3590262C2 (de)
DE102017219901B3 (de) Mikromechanischer z-Inertialsensor
DE102008040855A1 (de) Dreiachsiger Beschleunigungssensor
EP2102666A1 (de) Beschleunigungssensor mit kammelektroden
DE3041743A1 (de) Vorrichtung zur verwendung in einem einen stator aufweisenden wandler
DE112009003522T5 (de) Beschleunigungssensor
DE1673402B1 (de) Beschleunigungsmesser
EP1243930A1 (de) Mikromechanischer kapazitiver Beschleunigungssensor
DE19520004C2 (de) Beschleunigungssensor
EP2106551A2 (de) Mehrachsiger mikromechanischer beschleunigungssensor
DE69829364T2 (de) Kraftausgleichsbeschleunigungmesser
EP3491355B1 (de) Kraftmesseinrichtung zur mehrachsigen erfassung einwirkender kräfte und momente
DE3225215C2 (de)
DE2840698A1 (de) Beschleunigungsmesser
DE60221103T2 (de) Aus Halbleitermaterial hergestellter integrierter Kreisel mit wenigstens einer empfindlichen Achse in der Sensorebene
WO1998011443A1 (de) Sensor zur kapazitiven aufnahme einer beschleunigung
WO2017085003A1 (de) Mikromechanische struktur für einen beschleunigungssensor
WO1999014613A1 (de) Sensorelement
DE19942573B4 (de) Beschleunigungssensor
DE4431232A1 (de) Integrierbares Feder-Masse-System
DE3830416A1 (de) Beschleunigungsmessgeraet
DE4226430C2 (de) Kapazitiver Beschleunigungssensor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition