JPS6034069B2 - 変換器用保証質量組立体 - Google Patents

変換器用保証質量組立体

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JPS6034069B2
JPS6034069B2 JP55154758A JP15475880A JPS6034069B2 JP S6034069 B2 JPS6034069 B2 JP S6034069B2 JP 55154758 A JP55154758 A JP 55154758A JP 15475880 A JP15475880 A JP 15475880A JP S6034069 B2 JPS6034069 B2 JP S6034069B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加速度計等のような変換器に関するものであ
り、更に詳細には、位置検出手段を有している感知要素
をこの計器の内部に支持するための構造物に関するもの
である。
また、本発明は、本出願人の出願に係る特磯昭54−5
4841号「変換器用可動要素」(昭和54王5月7日
出願)(特開昭54一150156号)の発明の改良に
関するものである。
その1例が米国特許第3,702,073号に開示され
ている加速度計振動組立体によって代表される従来技術
の構造物においては、この場合には、振動組立体である
変換器組立体は、加速度計の上方及び下方の固定子組立
体の間に支持された支持リング外部部材に連結されたた
わみ要素の上に支承されている。
この特殊な例における振動要素は、力回復コイルと、弓
形のピックオフ容量板とを含んでおり、また、1個又は
それ以上のたわみ要素によって環状の外部支持リングに
連結されている。この計器においては、支持リング及び
たわみ要素を含んでいる振動組立体は、溶融石英の一体
の片から形成されている。米国特許第3,702,07
3号に示されているような計器組立体及びそれらの協同
される支持構造物を設計する際における目的の一つは、
可動要素又は質量を外部支持構造物に連結する可とう要
素の上における応力の効果を最少にすることにある。
振動質量を支持している可とう要素の中における支持構
造物中の応力から生ずるひずみは、重大なバイアス誤差
を生じさせることがあり得る。サ−ボ式加速度計振動組
立体を開示している米国特許第3,702,073号の
例においては、ピックオフ要素が計器の内部における組
立体の位置を指示する信号を生成するために使用されて
おり、また、この要素それら自体は、振動質量を計器内
部のあるあらかじめ決められた位置に回復させるように
、振動組立体に取付けられた回復コイル内に電流を生成
するのに使用されている。サーボされた位置におけるた
わみ要素の中の応力は、出力信号の中に望まれないバイ
アスを生じさせることがあり得る。なぜならば、計器は
、たわみ要素の中に発生されるどのような力にも打ち勝
とうと企てるからである。開放ループ計器の場合には、
たわみ要素の中の応力は、ピックオフの運動を自由に生
じさせ、また、出力の中にバイアス誤差を生じさせる。
たわみ要素に伝達されることのできる応力の一つの源は
、支持部材を組立体の固定子要素に固着する方法から生
ずる。環状の支持リングに接合する固定子要素の表面は
、完全に平らに作られることは実際上できないので、同
様に完全には平らではない支持リングの固定要素への固
着は、大低の場合に、外部支持部材とたわみ要素との両
方の中に応力を生じさせる。変換器組立体の中のたわみ
要素に伝達される応力を減少させるための一つの手段が
、米国特許第3,702,073号に開示されている。
環状の外部支持部材は、固定要素の間に、スベーサ要素
又はパッドが固定子部材の表面と、支持リングとの間に
介装された場所においてクランプされる。この手段にお
いては、3対のパッドが支持部材の回りに約1200の
間隔を置かれている。しかしながら、この手段において
すらも、望ましくない応力が環状支持リングの中に発生
され、これらが振動質量を支持しているたわみ要素に伝
達される。取付け応力の効果を減少させるための第二の
手段が、米国特許第3,339,41少号に示されてい
る。
この特許は、支持部材が片持ちとされ、片持ちばりを取
付けられた可動部材を、円形可動部材の本質的に半分及
び片持ちばりの支持緑の各側の上の円形ピックオフ装置
によって支持している設計を開示している。この手段は
、可動要素及び円形ピックオフ装置の本質的に等しい面
積を、支持部材の取付け線の各側の上にすることによっ
て、ひずみ回転に対する敏感性を減少させる。しかしな
がら、円形のピックオフ面積を使用することは、通常、
実際的でも無く、あるいは、望ましくなくさえもある。
ピックオフ面積を、ピックオフの角度利得を最大にする
ために、振子形変換器の中の旋回軸から最大の半径に集
中することが、実際に一層効果的である。それ故、非円
形のピックオフ面積を含む可動部材をたわみ可能に支持
する外方環状支持部材(以下『支持部材』又は『支持I
Jング』とも呼ぶ)と、固定子と支持部材との間に、支
持要素の緑がピックオフ面積の中心軌跡とほぼ整列する
ように介装された少なくとも1個の支持要素とを含んで
いる少なくとも1個の固定子構造物(以下、『固定子部
材』又は『固定子』とも呼ぶ)を有している変換器の中
において使用するための組立体を得ることが、本発明の
一つの目的である。
電気的導線が支持部材及び可動部村の上に沈殿されてピ
ックオフ面積を支持部材に電気的に接続する場合には、
支持領域の緑は、ピックオフと電気的導線との組合わせ
の領域の中心軌跡と、ほぼ整列される。固定子部材の間
に固着された環状の支持部村と、支持部材からたわみ可
能に懸垂された非円形のピックオフ面積と、固定子と支
持部村との間に可動部材にたわみ可能に連結されている
支持部材の部材を固定子に関して動くことを許すように
固着された多数のスベーサ要素とを含んでおり、また、
支持部材がその上でたわみ又は回転するスべ−サの緩か
支持部材の中における応力を最少にさせるためにピック
オフ面積の中心軌跡と整列されている第一及び第二の固
定子部材を有している加速度計の内部に使用するための
保証質量組立体を得ることが、本発明の追加の目的であ
る。
固定子部材と、ピックオフ装置を含み且つ一部分が固定
子に固着されている円形支持部材に連結されたたわみ要
素によって支持されているピックオフ装置を含んでいる
可動部材とを有しており、支持部材を固定子に固着する
ことから生ずる支持部材の中における応力を最少にさせ
るために、固定子に固着された部分から最小距離に置か
れ且つ支持部材が放射方向にたわむことを許すたわみ可
能な部分を支持部材が追加して含んでいる変換器の内部
に使用するための支持構造物を得ることが、本発明の他
の目的である。
電気的導線が加速計の支持部材、たわみ可能な部分及び
可動部材に取付けられてピックオフ面積を支持部材に電
気的に接続する場合には、スべ−サの緑はピックオフと
電気的導線との組合わされた面積の中心軌跡とほぼ整列
される。以下に説明されるように、本発明においては、
支持部材の大部分が、変換器の固定子から、回転の片持
ちばり軸における合成取付けひずみが、ピックオフ装置
の中心軌跡を含んでいる軸の回りに生ずるように変換器
の固定子から片持ちされている。
均質な材料の物体の中心軌跡とは、この物体の重心と定
義される。中心軌跡を計算するに当たって、ピックオフ
装置を支持構造物の上の端子に接続する電気的導線の領
域を含むことが望ましいことが分かった。また、計器に
おける取付け応力感度は、可動部材を支持部材に連結す
るたわみ要素の、取付け応力が誘起される片持ちばり箇
所から分離を最大にすることによって減少される。この
手段は、対称的なピックオフ面積輪郭を使用しなければ
ならないことのないという追加の利点、又は、ピックオ
フ面積を可動要素の上に中心決めされなければならない
ことのないという追加の利点を有している。大低のピッ
クオフは、単にピックオフ面積の回転角度に鋭敏でない
だけではなく、同様に、ピックオフ中心軌跡の直線運動
にも鋭敏でないことに注意しなければならない。米国特
許第3,339,41y号の場合におけるように、ピッ
クオフ面積が本質的に円形である場合には、等しい面積
線の回りの回転が、このような角運動に対して著しく減
少されたピックオフ出力感度を生じさせる。しかしなが
ら、精密変換器の領域においては、すべてのこのような
変換誤差の源の完全な除去が、続いている目標である。
このようにして、ピックオフ中心軌跡を含んでいる軸の
回りの支持部材の回転が、ピックオフ面積が円形でもな
ければ、必ずしも、対称的でもない場合に、角運動感度
の最大の減少を生じさせる。角連動感度が、回転軸が通
過する中心軌跡を計算するのに、電気的導線の領域を含
むことによって、ピックオフ面積を支持部村に接続する
ために支持部材、たわみ可能な部材及び可動部材の上に
電気的導線を沈殿された変換器においては、一層減少さ
れることができる。容量的ピツクオフを利用する変換器
において角連動感度を更に減少させるためには、変換器
固定子からのピックオフ及び電気的導線の領域の公称距
離の何らかの変更が、この領域が増加する固定子からの
公称距離の関数として減少するように、中心軌跡の計算
において考慮に入れられなければならない。これは、容
量が、2個の板の間の距離の関数として直接的に減少す
るという事実によるものである。若しも、ピックオフ面
積の中心軌跡を正確に支持部材の回転軸の上に置くこと
が可能であったならば、直線運動に対してだけ感度を有
している変換器ピックオフは、この軸の回りの支持部材
の角度回転によって、ゼロ誤差を譲超される。
例えば、回転に誘起される誤差の1′10まで、又は、
それ以上の理論的な減少が、米国特許第3,702,0
73号に開示されている形式の1インチ直径の円形加速
度変換器において可能である。この改良は、支持部村の
回転軸を、米国特許第3,339,41y号に述べられ
ているように、円形ピツクオフ面積の中心に置くことと
は相違して、弓形のピックオフ面積の中心軌跡の上に置
くことから生ずる。実際の誤差の減少は、無論、実際問
題として、計器の製作において用いられた製作公差によ
る。以下、本発明をその実施例に基づいて説明する。
第1図には、可動部材がピックオフ装置に関して、前述
の米国特許第3,702,073号に詳細に開示されて
いる形式の加速度変換器の形で、分解図によって示され
ている。
この実施例においては、説明の目的のために、加速度計
が上方磁石構造物すなわち上方固定子構造物10と、下
方磁石構造物すなわち下方固定子構造物12とを含んで
いる。その上、下方固定子構造物12は、16及び18
によって示されるように、電気的導線のための支持柱を
含んでいる。また、第1図には、従来技術の、一般的に
2川こよって示された、保証質量組立体の形の可動要素
組立体も示されている。この保証質量組立体20の中に
含まれて外方環状支持部材22があるが、この支持部材
22は、上方固定子構造物10及び下方固定子構造物1
2の対向する平面状表面19と21との間に、支持部材
22の上のスべ−サ要素又は取付けパッド24の対によ
って支持されている。取付けパッド24の各対の内の下
方パッドは、図には描かれていない。第1図に示される
ように、取付けパッド24の各対の従来技術における位
置は、支持リング22の回りに、相互に約1200の間
隔が生ずるようなものとなっている。また、保証質量組
立体20の中に含まれて、外方支持リング22から放射
方向内方に延びている可動フラッパ又は可動リード26
がある。このフラッパ26の各側の上に沈殿されて弓形
状の電導材料製のピックオフ要素又はピックオフ板28
があるが、これは、容量的ピツクオフ面積又はピックオ
フ板として役立つものである。フラッパ26の上面及び
下面の上の容量的ピックオフ板28は、上方及び下方の
固定子構造物10及び12の対向する表面19及び21
と協同作用をして、容量的ピックオフ装置を構成してい
る。フラッパ26の各側上に取付けられて力回復コイル
30がある。
当業技術者には周知であるように、力回復コイル又はト
ルクコィル30‘ま、永久磁石14と協同作用を行ない
、フラッパ26を支持リング22に関してある予定され
た位置の内部に保持する。力回復コイル30を含むフラ
ッパ要素26は、支持リング22に1対のたわみ要素3
2及び34によって連結されている。
たわみ要素32及び34は、フラツパ25及びコイル3
0を含んでいる振動要素が、支持リング22に関して回
転状の振子の様式で動くことを許す。フラッパ26は、
加速度計の感度軸に沿う力に応答して動く。また、支持
リング22及びたわみ要素32及び34の上に置かれて
薄いフィルムのビックオフ導線36及び38があるが、
これらは、容量性板28及び力回復コイル3川こ、電気
的接続を与える。前に検討されたように、支持リング2
2の固定子10及び12への固着は、支持リング22の
中に過剰の応力を生じさせることがあり、その結果、ひ
ずみがたわみ要素32及び34に伝達されることがある
たわみ要素32及び34の中に生じたたわみは、サーボ
加速度計の中の力コイルを経て、電流が伝導されること
を必要とすることがあり得る。このようにして、加速度
計の信号出力の中に、重要なバイアス誤差が導入される
。第2図には本発明の推奨実施例が示されているが、第
2図においては、第1図に一般的に20によって示され
た形式の円形形状に輪郭付けされた振動組立体が示され
ており、また、この組立体においては、パッド又はスベ
ーサ要素の対が、外方環状支持部材2の上に、上方固定
子10及び下方固定子12が一緒に綿付けられた時に、
支持リング22の中における応力の効果を減少させるよ
うに、配置されている。本発明の概念は、非円形の構造
物及び連続表面並びにパッドの取付けにも、同様に適用
されることに注意をされたい。本発明の概念はまた、支
持部村22が、只1個の固定子に、締付け、又は、接着
その他の方法によって固着される変換器にも適用される
。本発明はまた、可動部材の上などにピックオフ要素を
必要としない光学形式を含む他の形式のピックオフ装置
の使用にも、適用されるものである。第2図において、
参照数字22,26,28,30,32及び34は、第
1図に関して説明されたのと同様の要素に対応するもの
である。
特に、第一対及び第二対のスベーサ要素又はパッド40
,44は、支持リング22の上面に1個、下面に1個(
図示されていない)置かれており、各パッド40及び4
4並びに好適には、パッドの緑は、線42によって示さ
れるように、ピツクオフ要素28の中心軌跡と本質的に
整列している。なお、ピックオフ要素28の中心軌跡は
、第2図には、41によって示されている。ピックオフ
要素28が、容量性板を形成するように、電導性金属の
薄い沈殿のように一様な厚さの平面状の要素の時には、
ピックオフ要素28の中心軌跡41は、ピックオフ面積
の中心軌跡である。第2図のピックオフ要素28の中心
軌跡41に関して、(軸42の1側上のピックオフの面
積)×(その面積の中心軌跡の半径)は、軸の池側上の
同じ量に等しい。第二対のスベーサ要素又は部材44は
支持リング22の他側上に、軸42と本質的に整列して
置かれている。
第三対のスベーサ要素46が、支持リング22の上に、
たわみ要素32及び34と反対の側の上において置かれ
ている。支持リング22の中における応力を小さくする
ために、スべ−サ要素40,44及び46をできる限り
小さくすることが通常望ましいと考えられるが、スベー
サ要素40,44及び46を只1個の部材に組合わせる
ことが望ましい環境もあるかも知れない。上に検討され
たように、第2図に示されるように、別個のスベーサ要
素が使用されるか、又は、只1個の弓形のスべ−サ部村
がスベーサ40の位置からスベーサ44の位置まで延び
て使用されるかには無関係に、支持リング22の片持ち
された部分の有効回転軸を、ピツクオフ要素28の中心
軌跡41を通る線又は軸42と本質的に一致させること
が、最も望ましいと考えられる。スベーサ要素又はパッ
ドをこのように位置決めすることによって、第1図に示
されるように、固定子部材10及び12を一諸に締め付
けることによって支持リング22内に誘起される応力に
よる計器の感度軸に平行なピックオフ要素28の中心軌
跡41の運動は、著しく減少される。これは、ピックオ
フ面積の中心軌跡の回りの回転が、回転軸のいずれの側
の上にも等しいピツクオフ効果を生じさせ、このように
して、たわみ要素内の応力によるピックオフ誤差を、打
ち消すという事実によるものである。また、第2図の実
施例に示されるように、たわみ要素32及び34の中の
ひずみを最少にするために、フラッパ又は可動要素26
を支持しているたわみ要素32及び34によって示され
るようなヒンジを、軸42から、できる限り遠くに位置
決めすることが望ましい。
ピツクオフ板28は、たわみ要素32及び34から、そ
れらがフラッパ26の角回転からの最大の利点を受取る
ために、できる限り遠くに可動要素26の上に位置決め
されるべきである。ピックオフの感度は、フラツパ26
の回転点からのピックオフ板28の距離の関数として増
加される。このようにして、ピックオフ板28を第2図
に示されるように、弓形状に輪郭付けることによって、
最大のピックオフ板28の面積が、たわみ要素32及び
34からできる限り遠く位置決めされることができる。
第3図には、追加のたわみ48及び50が、支持部材2
2の中の、好適には、取付けパッド40及び44から最
大の距離に位置決めされた弓形のくぼみによって備えら
れている実施例が示されている。
これらの追加のたわみ部分48及び50は、支持リング
22の一部分が、放射方向にたわむことを許す。パッド
40からパッド44まで連続的な取付け表面が使用され
る時でさえも、この配置は望ましいものである。たわみ
部分48及び50と、たわみ要素32及び34の支持リ
ング22の回転軸42からの最大の分離との組合わせに
よって、たわみ形式のピボット32及び34の中に生成
される応力又はひずみに関する支持リング22内の放射
方向たわみに対する感度は、減少される。本発明の推奨
実施例の1例が、第4図に示される保証質量によって与
えられる。
第4図の参照数字22,26,28,32,34,38
,40,41,42,44及び46によって示された要
素は、第1及び2図における同じ参照数字を有する要素
に実質的に対応している。第1及び4図の保証質量の間
における一つの相違は、第1図に示されるような力コイ
ル30への電気的接続を与えるために使用されている電
気的ピックオフ導線36が、第4図には示されていない
という事実である。第4図の保証質量は、ピックオフ導
線38と共に保証質量の他の側の上に沈殿された同様の
ピックオフ導線を含むが、この導線は、第4図に示され
ている保証質量の頂面図の中には見えず、この電気的導
線は、保証質量の他の側の上のピックオフ板28に対応
する容量的ピックオフ板を、たわみ要素32を横断して
支持部材22の上の端子に接続している。スベーサ要素
40及び44の縁を、支持部材22の回転軸42が、板
28を含んでいるピックオフ板とピックオフ板を支持部
村に連結している導線38を含んでいる電気的導線との
組合わされた面積の中心軌跡を通過するように位置させ
ることによって、角運動に対する感度は一層減少される
ことができる。
容量的ピックオフ方式を利用している変換器においては
、ピツクオフ板に連結されている電気的導線は、ピック
オフ信号に測定可能な効果を有しているので、中心軌跡
41を計算するに当たっては、電気的導線を含むことは
、保証質量組立体の応力が誘起される角運動から生ずる
誤差の型式を、著しく減少させることができる。第5図
に示される容量的ピックオフを利用している加速度計の
ような力変換器においては、望まれない角運動による誤
差は、ピックオフ板面積及び電気的導線面積の中心軌跡
を計算する時に、ピックオフ板及び電気導線の公称位置
の、固定子からの相対距離を考慮に入れることによって
、一層減少される。容量は容量板の間の距離に逆比例し
て変動するので、ピツクオフ板と電気的導線面積のそれ
らの部分によって測定される相対的容量は、この型式の
変換器においては、他方の容量板として役立つ固定子か
らの公称距離が増加するにつれて減少する。このように
して、ピックオフ板面積と電気的導線の面積との中心軌
跡を計算するに当たって、ピックオフ板の面積及び電気
的導線の面積は、容量板として作用する固定子のそれら
の部分からの各面積の、あらかじめ定められた公称距離
又は間隔の直接的な関数として減少される。この概念が
、第1図に示された型式の加速度計の横断面を現わして
いる第6図に示されているが、第5図において、参照数
字10,12,14,19,20,21,22,26,
30,34及び46は、第1及び4図における参照数字
に対応している。
例えば、第5図に示されるようにたわみ要素34は、保
証質量20の残り‘こ比べて厚さを著しく減少され、こ
れによって、たわみ要素34の中途の、固定子10及び
12の板状表面19及び21のそれぞれからの、可動部
材26のピックオフ板28の公称距離に関する予定され
た公称距離を増加させる。このようにして、第4図に示
されるように、たわみ要素34を横切る電気的導線38
の面積は、中心軌跡41を計算するに当たって、固定子
の平面状の表面19及び21までの公称距離の増加と共
に比例的に減少されなければならない。この概念の他の
例が、第6図に示されているが、この図は、第5図に示
された型式の加速度計の簡略化された図である。
第6図においては、ピックオフ板28をその上に沈殿さ
れた可動部材26は、固定子10の平面状の表面19及
び21からのピックオフ板28の相対的な公称距離と共
に、たわみ要素34から離れる方向に増加してテーパさ
れている。ピックオフ板及び電気的導線の面積の中心軌
跡41を計算するに当たっては、面積の各要素は、固定
子19及び21からの増加する公称距離の関数として、
減少されなければならない。このようにして、第6図の
実施例においては、たわみ要素34から離れている可動
部材の端部におけるピックオフ板の面積は、たわみ要素
34を横断するピックオフ導線38の面積がそうである
ように、中心軌跡41を計算するに当たって、比較的に
小さな重量を与えられる。同様に、キャパシタのピック
オフ板として役立っている固定子の面19及び21の部
分の何らかの変動が、中心軌跡41を計算するに当たり
考慮されなければならない。例えば、第6図の固定子の
面19及び21は、可動部材26までの公称距離を増加
させる段付き部分80及び82を含んでいる。図面の簡
単な説明第1図は、振動質量の形式のピックオフ装置に
関して可動要素を支持する従来技術の装置を含んでいる
加速度計の分解図、第2図は加速度計において使用する
ための本発明の推奨実施例を現わす保証質量組立体の平
面図、第3図は本発明の追加の実施例を現わす保証質量
組立体の一部平面図、第4図は本発明の推奨実施例を現
わす保証質量組立体の一部分の平面図、第5図は本発明
を使用した加速度計の横断面図、第6図はテーパされた
保証質量組立体を使用した第5図に示された型式の加速
度計の簡単化された横断面図である。
10,12・・・・・・固定子部材、20・・・・・・
保証質量組立体、22・・・・・・支持部材、26・・
・・・・可動フラッパ、28……ピックオフ板、32,
34……たわみ要素、36,38・・・・・・ピックオ
フ導線、40,44,46・・・・・・支持要素、41
・・・・・・中心軌跡、48,50・・・・・・たわみ
部分。
第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上方固定子構造物10及び下方固定子構造物12を
    有している変換器の内部において使用するための保証質
    量組立体において 少なくとも1個のピツクオフ板28
    を含んでいる可動フラツパ26と 上方固定子構造物1
    0と下方固定子構造物12の間に介装されると共にそれ
    らによつて支持されている、前記可動フラツパ26を振
    動可能に支持するためのたわみ要素32,34を含んで
    いる外方環状支持部材22と 前記可動フラツパ26、
    前記外方環状支持部材22及び前記たわみ要素32,3
    4の上に配置されると共に前記ピツクオフ板28を前記
    外方環状支持部材22に電気的に接続する少なくとも1
    個のピツクオフ導線38と 少なくとも1個の固定子構
    造物10と、前記外方環状支持部材22との間に、前記
    可動フラツパ26と前記たわみ要素32,34とが、前
    記上方固定子構造物10と下方固定子構造物12との間
    に、ある予定された公称距離に置かれるように介装され
    た少なくとも1個のスペーサ部材40,44とから成立
    つており、 前記スペーサ部材40,44は、前記外方環状支持部
    材22の一部分の片持ち支持を与えるように置かれると
    共にこの片持ち支持の回転軸42が、前記ピツクオフ板
    28の面積と、前記ピツクオフ導線38の面積との組合
    わされた面積の中心軌跡41を通過するようになつてい
    ることを特徴とする変換器用保証質量組立体。 2 前記振動可能なたわみ要素32,34が、前記外方
    環状支持部材22の上に、前記回転軸42から最大距離
    に置かれている特許請求の範囲第1項記載の変換器用保
    証質量組立体。 3 前記スペーサ部材40,44が、前記固定子構造物
    10,12のそれぞれと、前記外方環状支持部材22と
    の間に介装され、また、前記スペーサ部材40,44が
    、前記ピツクオフ板28の面積と、前記ピツクオフ導線
    38の面積との組合わされた面積の中心軌跡41の実質
    的に整列されている特許請求の範囲第1項記載の変換器
    用保証質量組立体。 4 前記スペーサ部材40,44のそれぞれの一つの縁
    が、前記ピツクオフ板28の面積と、前記ピツクオフ導
    線38の面積との組合わされた面積の中心軌跡41と実
    質的に整列されている特許請求の範囲第3項記載の変換
    器用保証質量組立体。 5 前記外方環状支持部材22が、ほぼ円形輪郭のもの
    であり、また、前記外方環状支持部材22の放射方向の
    たわみを許すように2個のたわみ部分48,50を含ん
    でいる特許請求の範囲第1項記載の変換器用保証質量組
    立体。
JP55154758A 1979-11-05 1980-11-05 変換器用保証質量組立体 Expired JPS6034069B2 (ja)

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US06/092,240 US4250757A (en) 1979-11-05 1979-11-05 Movable element with position sensing means for transducers
US92240 1979-11-05

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JPS5682450A JPS5682450A (en) 1981-07-06
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494409A (en) * 1981-05-29 1985-01-22 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Engine vibration sensor
US4441366A (en) * 1981-07-14 1984-04-10 Sundstrand Data Control, Inc. Flexure with electrical conductor
US4399700A (en) * 1981-07-14 1983-08-23 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
US4400979A (en) * 1981-07-14 1983-08-30 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
US4394405A (en) * 1981-07-14 1983-07-19 Sundstrand Data Control, Inc. Method of making force transducer flexure
US4498342A (en) * 1983-04-18 1985-02-12 Honeywell Inc. Integrated silicon accelerometer with stress-free rebalancing
US4592234A (en) * 1984-06-11 1986-06-03 Sundstrand Data Control, Inc. Suspension system for a transducer
JPS6117959A (ja) * 1984-07-05 1986-01-25 Japan Aviation Electronics Ind Ltd 加速度計
US4726228A (en) * 1986-04-16 1988-02-23 Sundstrand Data Control, Inc. Accelerometer proof mass interface
DE3774077D1 (de) * 1986-08-25 1991-11-28 Richard A Hanson Pruefmassenaufhaengung fuer einen beschleunigungsmesser.
US4779463A (en) * 1987-01-13 1988-10-25 Systron Donner Corporation Servo accelerometer
US4987780A (en) * 1987-11-16 1991-01-29 Litton Systems, Inc. Integrated accelerometer assembly
US4932258A (en) * 1988-06-29 1990-06-12 Sundstrand Data Control, Inc. Stress compensated transducer
US5024089A (en) * 1988-06-29 1991-06-18 Sundstrand Data Control, Inc. Stress compensated transducer
US5072619A (en) * 1988-10-11 1991-12-17 Hanson Richard A Pendulous assembly including specifically configured mounting pads
WO1991019986A1 (en) * 1990-06-11 1991-12-26 Sundstrand Data Control, Inc. Accelerometer with flexure isolation
US5111694A (en) * 1990-08-17 1992-05-12 Sundstrand Corporation Accelerometer with rebalance coil stress isolation
US5239871A (en) * 1990-12-17 1993-08-31 Texas Instruments Incorporated Capacitive accelerometer
US5532665A (en) * 1994-01-21 1996-07-02 Alliedsignal, Inc. Low stress magnet interface
US5557044A (en) * 1994-01-21 1996-09-17 Alliedsignal, Inc. Low stress magnet interface
US5524488A (en) * 1994-01-24 1996-06-11 Alliedsignal Inc. Flux control groove
EP0693690B1 (en) * 1994-06-29 1999-04-28 New Sd, Inc. Accelerometer and method of manufacture
US5488865A (en) * 1994-08-15 1996-02-06 Alliedsignal Inc. Wide-band servo accelerometer with flat leaf flexure suspension
US6282959B1 (en) 1996-06-11 2001-09-04 Alliedsignal Compensation of second-order non-linearity in sensors employing double-ended tuning forks
US5978972A (en) * 1996-06-14 1999-11-09 Johns Hopkins University Helmet system including at least three accelerometers and mass memory and method for recording in real-time orthogonal acceleration data of a head
US20070048456A1 (en) * 2004-09-14 2007-03-01 Keshner Marvin S Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus and method
US7100447B2 (en) 2004-12-07 2006-09-05 Honeywell International Inc. Super Invar magnetic return path for high performance accelerometers
IL215656A0 (en) 2011-10-10 2011-11-30 Israel Aerospace Ind Ltd Accelerometer
US9164117B2 (en) * 2012-10-19 2015-10-20 Honeywell International Inc. Stress reduction components for sensors
CN102998481A (zh) * 2012-12-11 2013-03-27 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种新型电磁加速度计结构
US9658244B2 (en) * 2014-07-08 2017-05-23 Honeywell International Inc. Reducing hysteresis effects in accelerometer
US10036765B2 (en) * 2015-07-10 2018-07-31 Honeywell International Inc. Reducing hysteresis effects in an accelerometer
CN107703329B (zh) * 2017-09-29 2019-11-26 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 用于高分辨率石英挠性加速度计的真空保持结构
CN113252944B (zh) * 2021-07-14 2021-09-17 中国工程物理研究院电子工程研究所 基于微型力矩器的石英挠性加速度计及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2643869A (en) * 1948-01-15 1953-06-30 Clark James Accelerometer
US3283586A (en) * 1964-06-24 1966-11-08 Gen Precision Inc Accelerometer damping control
FR1437946A (fr) * 1964-06-24 1966-05-06 Gen Precision Inc Commande d'amortissement d'accéléromètre
US3339419A (en) * 1964-07-02 1967-09-05 North American Aviation Inc Accelerometer
US3702073A (en) * 1969-02-28 1972-11-07 Sundstrand Data Control Accelerometer
US3673873A (en) * 1969-10-23 1972-07-04 North American Rockwell Sensing instrument having a cantilevered proof mass
AU3825078A (en) * 1977-10-17 1980-01-24 Sundstrand Data Control Servoed accelerometer

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5682450A (en) 1981-07-06
AU6345780A (en) 1981-05-14
US4250757A (en) 1981-02-17
SE8007206L (sv) 1981-05-06
AU525853B2 (en) 1982-12-02
DE3041743A1 (de) 1981-09-03
DE3041743C2 (de) 1986-01-02
GB2062248B (en) 1983-06-22
FR2468913B2 (fr) 1985-07-05
CH642460A5 (fr) 1984-04-13
NO803294L (no) 1981-05-06
IT8050065A0 (it) 1980-11-03
FR2468913A2 (fr) 1981-05-08
GB2062248A (en) 1981-05-20
IT1127914B (it) 1986-05-28
CA1139123A (en) 1983-01-11
SE441394B (sv) 1985-09-30

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