DE761773C - Einrichtung zur Ermittlung des Abstandes eines Flugzeuges vom Erdboden nach der kapazitiven Methode - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Ermittlung des Abstandes eines Flugzeuges vom Erdboden nach der kapazitiven Methode Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ermittlung des Abstandes eines Flugzeuges vom Erdboden nach der kapazitiven Methode unter Verwendung einer Brückenschaltung. Gewöhnlich wird hierzu die gegenseitige Kapazität zweier am Flugzeug isoliert angebrachter Leiter von vorzugsweise stabförmiger Gestalt gemessen. Um ein gutes Meßergebnis zu erzielen, ist es erforderlich, die Kapazität der Leiter zueinander möglichst klein zu halten. Zu diesem Zweck müssen die Leiter im allgemeinen räumlich weit voneinander entfernt angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, mit einem einzigen Leiter auszukommen, indem man dessen Kapazität gegen Flugzeugmasse mlißt.
• Durch die Einsparung eines Leiters wer den hierbei nicht nur Gewichte des Leiters und des Zuleitungskabels, Strömungswiderstand und Einbauarbeit gespart, sondern darüber hinaus der Einbau eines kapazitiven Höhenmessers in kleinen Flugzeugen überhaupt erst ermöglicht, da es hier häufig zwei hinreichend; weit voneinander entfernte Einbauorte nicht gibt.
• Eine solche Einleiteranordnung wird aber wegen des geringen Abstandes zwischen Leiter und Flugzeug eine viel gröbere Grundkapazität C0 haben als die ersterwähnte Zweileiteranordnung. Dabei wird der Teil des Leiters, der nahe dem Flugzeug sitzt, am meisten zu dem Wert von C0 beitragen. Maßgebend für eine große Meßhöhe ist der #C Quotient , wobei #C die durch die Boden-C0 nähe bedingte Abweichung der Kapazität zwischen Leiter und Flugzeug gegenüber C0 ist.
• Es ist daher erforderlich, einerseits die Grundkapazität C0 zwischen Leiter und Flugzeug in großer Höhe. d.h. unter Vernachlässigung des Einflusses der Erde, zu verkleinern und andererseits die Relativgenauigkeit der Messung zu erhöhen. Dies kann bekanntlich dadurch geschehen, daß die zu schädlichen kapazitiven Kopplungen in der Meßschaltung wesentlich Anlaß gebenden Brückenteile von einem Schirm umgeben sind, der an den Verbindungspunkt der beiden aneinander anschließenden und die Vergleichszweige bildenden induktiven Brücnenwiderstände angeschlossen ist.
• Bei dieser Anordnung wirkt sich jedoch die Kapazität des Schirmes gegen Flugzeugmasse noch ungünstig aus. Diese Kapazität liegt nämlich parallel zum Eingang des im Nullzweig der Brücke befindlichen Meßgerätes bzw. eines davor angeordneten Meßverstärkers und ist somit geeignet, dessen Empfindlichkeit zu vermindern. Sie muß also möglichst klein bleiben. Andererseits soll der Schirm alle nicht an Nasse liegenden Teile der Brücke besonders auch die zum Abgleichen der Brücke erforderlichen Organe umschließen, wodurch wiederum besondere Maßnahmen zur Vermeidung von Handkapazitäten nötig werden, die ein Ansteigen der Kapazität zwischen Flugzeugmasse und Schirm bewirken würden.
• Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß außerhalb des Schirmes zwei zum Brückenabgleich nach Betrag und Phase dienende Potentiometer parallel zu einer einseitig an Flugzeugmasse gelegten getrennten Teilwicklung des der Nleßkapazität in der Brückenschaltung diametral gegenüberliegenden induktiven Vergleichszweiges geschaltet und ihre Abgriffe über den Vergleichskondensator bzw. einen Schutzwiderstand an das freie Ende des betreffenden induktiven Vergleichszweiges bzw. an den Schirmanschlußpunkt angelegt sind.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten schematischen Schaltanordnung näher beschrieben.
• Darin bedeutet 1 den Leiter, der hiet als Stab ausgebildet ist. Er ist durch die Bordwand 2, die die Flugzeugmasse verkörpert, hindurchgeführt und an ihr in der üblichen Weise isoliert befestigt. Leiter und Flugzeugmasse liegen in einem Zweig einer Brückenschaltung, die aus einer Spannungsquelle 3 über einen Differentialtransformator 4 gespeist wird. Die Sekundärwicklung 5 dieses Transformators bildet gleichzeitig die Widerstände der beiden Vergleichszweige der Meßbrücke, in deren vierten Zweig der Vergleichskondensator 6 angeordnet ist. In den Nullzweig der Brücke ist ein Verstärker 7 und ein Anzeigeinstrument 8 geschaltet.
• Zwischen dem Leiter 1 und den bisher genannten nicht mit der Flugzeugmasse verbundenen Teilen der Meßbrücke einerseits und Flugzeugmasse 2 andererseits, ist ein Schirm 11 angebracht und mit dem Punkt 12 am Differentialübertrager verbunden. Dadurch beeinflussen die Teilkapazitäten zwischen dem Schirm und dem Leiter 1 sowie der Flugzeugmasse 2 die Messung nicht. Dieser Schirm umschließt lückenlos auch noch den Leiter 1 an seinem Fußpunkt, besonders an der Durchfiihrung durch die Bordwand und ein Stück außerhalb derselben. Damit wird gerade an der besonders kritischen Stelle geringsten Abstandes zwischen dem Leiter und der Flugzeugmasse ein Übergang von Kraftlinien verhindert. Durch diese Maßnahme wird die Grundkapazität C0 wesentlich verringert und die durch unvermeidbare kleine Bewegungen der Belege gegeneinander verursachte Inkonstanz der Grundkapazität C0 verringert, d. h. die erzielbare Relativgenauigkeit der Messung wird erhöht. außerhalb des Schirmes 11 sind zwei zum Brückenabgleich nach Betrag und Phase dienende Potentiometer 9 und 10 parallel zu einer einseitig an Flugzeugmasse gelegten getrennten Teilwicklung 13 des der Meßkapazität diametral gegenüberliegenden induktiven Brückenzweiges geschaltet. Die Ab griffe der Potentiometer sind über den Vergleichskondensator 6 bzw. über einen Schutzwiderstand 14 an das freie Ende des betreffenden induktiven Vergleichszweiges bzw. an den Schirmanschlußpunkt angelegt. Dadurch wird bewirkt. daß der ÄVicklungsteil I3 auf sehr geringem Potential gegen Masse liegt. Infolgedessen üben Handkapazitäten beim Einstellen der Potentiometer 9 und 10 keinen merkbaren Einfluß mehr aus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Ermittlung des Abstandes eines Flugzeuges vom Erdboden aus der in einer Brückenschaltung gemessenen Kapazität eines isoliert angeordneten Leiters gegen Flugzeugmasse, bei der die zu schädlichen kapazitiven Kopplungen in der Meßschaltung wesentlich Anlaß gehenden Brückenteile von einem Schirm. umgeben sind, der an den Verbindungspunkt der beiden aneinander anschließenden und die Vergleichszwecke bildenden induktiven Brückenwiderstände angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Schirmes zwei zum Brückenabgleich nach Betrag und Phase dienende Potentiometer parallel zu einer einseitig an Flugzeugmasse gelegten getrennten Teilwicklung des der Meßkapazität in der Brückenschaltung diametral gegenüberliegenden induktiven Vergleichszweiges geschaltet und ihre Abgriffe über den Vergleichskondensator bzw. einen Schutzwiderstand an das freie Ende des betreffenden induktiven Vergleichszweiges bzw. an den Schirmanschlußpunkt angelegt sind.

   Zur Abgrenzu,ng dies Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 43I 152, 586 087; Z i nke, O., Hochfrequenztechnik, Leipzig I938, S. 204 bis 209.