NL1024137C2

NL1024137C2 - Apparatus is for measurement of dynamic forces in the micro-Newton range or greater to frequencies of single Hertz with high absolute accuracy

Info

Publication number: NL1024137C2
Application number: NL1024137A
Authority: NL
Inventors: Maurice Anton Jaques Teuwen; Hubertus Leonardus Mat Janssen
Original assignee: Janssen Prec Engineering B V; Hubertus Leonardus Mat Janssen
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-02-22

Abstract

The apparatus is for measurement of dynamic forces in the micro-Newton range or greater to frequencies of single Hertz with high absolute accuracy. The force evolves from the measurement of the deformation of a spring with known stiffness. The apparatus involves an elastic hinge (1) integrated in an arm (2) and defines the rotation axis (3), being placed on a frame (4). This frame forms a rigid and stable connection with the displacement sensors (5,6), which measure the tangential displacement (7) of the arm at a defined distance from the hinge point. In the arm is a mass (8) which can be displaced in a direction (9) which coincides with the radial direction in relation to the rotation axis directed along the length of the arm and can also be displaced in a direction (10) vertical to both the first direction (9) and to the rotation axis of the hinge.

Description

Inrichting voor dynamische krachtmeting met hoge absolute nauwkeurigheidDevice for dynamic force measurement with high absolute accuracy

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het 5 meten van dynamische krachten in het micro newton bereik of groter tot frequenties van enkele Hertz met hoge absolute nauwkeurigheid.The invention relates to a device for measuring dynamic forces in the micro-newton range or greater up to frequencies of a few Hertz with high absolute accuracy.

Het meten van dergelijke krachten is onder andere actueel 10 geworden voor het kwalificeren van motoren welke gebruikt worden in de ruimtevaart bij het positioneren van satellieten. De kracht van deze motoren dient over een periode van uren gemeten te worden met voldoende resolutie en absolute nauwkeurigheid. De uitvinding is echter niet 15 beperkt tot deze toepassing en andere krachtbronnen zijn mogelijk. Voorbeelden hiervan zijn duikspoelen en spierweefsel.Measuring such forces has become current, among other things, for qualifying engines used in space travel when positioning satellites. The power of these motors must be measured over a period of hours with sufficient resolution and absolute accuracy. However, the invention is not limited to this application and other sources of power are possible. Examples of this are diving pools and muscle tissue.

Instrumenten voor het meten van kleine krachten zijn reeds 20 bekend. Een precisie weegschaal is een dergelijk instrument. Deze maakt echter gebruik maakt van signaalmiddeling en is daarom uitsluitend geschikt voor het meten van statische krachten.Instruments for measuring small forces are already known. A precision scale is such an instrument. However, it uses signal averaging and is therefore only suitable for measuring static forces.

25 Ook instrumenten voor het meten van kleine dynamische krachten zijn reeds bekend. Enkele bekende basisprincipes die hier gebruikt worden zijn het meten van de indrukking van een veer met bekende stijfheid, het in evenwicht brengen van een balans met een gedefinieerde kracht in een 30 teruggekoppeld systeem, het meten van de verandering in frequentie van een oscillerend systeem als gevolg van een externe kracht of de uitwijking van een pendulum als gevolg van een externe kracht. Dergelijke systemen kunnen beschreven worden als een massa-veersysteem.Instruments for measuring small dynamic forces are also known. Some known basic principles that are used here are measuring the compression of a spring with known stiffness, balancing a balance with a defined force in a feedback system, measuring the change in frequency of an oscillating system as a result of an external force or the displacement of a pendulum as a result of an external force. Such systems can be described as a mass spring system.

35 1024137*135 1024137 * 1

I 2 II 2 I

I Een fundamentele ondergrens van de resolutie waarmee de II A fundamental lower limit of the resolution that the I

I kracht gemeten wordt is bepaald door de resolutie waarmee II force is measured is determined by the resolution with which I

I de verplaatsing wordt gemeten in combinatie met de II the displacement is measured in combination with the I

I veerstijfheid. Om de krachtresolutie te verbeteren kiest men II spring stiffness. To improve the force resolution, choose I

I 5 de stijfheid van de veer zo laag mogelijk. De ondergrens IThe stiffness of the spring is as low as possible. The lower limit I

I wordt hierbij gevormd door de vereiste eigenfrequentie van II is herein formed by the required natural frequency of I

I het systeem welke boven de frequentie dient te liggen van II the system that must be above the frequency of I

I de krachten die gemeten worden. II the forces being measured. I

I 10 Dergelijke systemen zijn enkel en alleen geoptimaliseerd II 10 Such systems are only optimized I

I naar de resolutie van de krachtmeting. De absolute II to the resolution of the showdown. The absolute I

I nauwkeurigheid welke een vereiste is kan niet gegarandeerd II accuracy that is a requirement cannot be guaranteed

I worden omdat de relatie tussen veerdeformatie en kracht bij II become because the relationship between spring formation and power at I

I een dergelijk klein verschil tussen de vereiste II such a small difference between the required I

I 15 meetfrequentie en systeem eigenfrequentie een grote II 15 measurement frequency and system natural frequency a large I

I absolute fout vertoont. II has an absolute error. I

I De absolute nauwkeurigheid van deze systemen wordt verder II The absolute accuracy of these systems is further I

I beperkt door de invloed van vloertrillingen en bekabeling. II limited by the influence of floor vibrations and cabling. I

I 20 De invloed van bekabeling wordt gereduceerd door deze II 20 The influence of cabling is reduced by this I

I dusdanig uit te voeren dat deze een stijfheid vertoont die II to carry out such that it exhibits a stiffness that I

I slechts een fractie is van de veerstijfheid. Dit is in de II is only a fraction of the spring stiffness. This is in the I

I praktijk zeer lastig tot onmogelijk omdat de veerstijfheid al II practice very difficult to impossible because the spring stiffness is already I

I laag ligt. II is low. I

I 25 De invloed van de vloertrillingen wordt beperkt doordat het IThe influence of floor vibrations is limited because the I

I massa-veersysteem als een 2e orde laagdoor laatfilter II mass spring system as a 2nd order low pass filter I

I fungeert vanaf de systeemfrequentie, Frequenties die in het II acts from the system frequency, Frequencies specified in the I

I meetbereik liggen zullen echter op geen enkele wijze II measuring range, however, will in no way be I

I gefilterd worden en kunnen ook later niet op andere wijze II can be filtered and cannot be used in any other way later

I 30 gefilterd worden. II can be filtered. I

I Men probeert de invloed van stoorbronnen, waaronder II Attempt the influence of sources of interference, including I

I vloertrillingen en temperatuur soms te elimineren door een II floor vibrations and temperature can sometimes be eliminated by an I

I tweede systeem mee te laten meten zonder daarop de te II have the second system included in the measurement without the I

I 35 meten kracht aan te brengen. Het verschil tussen beide II 35 to apply measuring force. The difference between the two I

I 10241 37· II 10241 37 · I

3 systemen geeft dan zuiver de te meten kracht. Dit gaat echter slechts in beperkte mate op doordat beide systemen niet exact identiek zijn en omdat ze niet exact dezelfde stoorbronnen zullen ontvangen. Indien de twee systemen wel S vrijwel identiek zijn en dicht bij elkaar geplaatst worden, hetgeen noodzakelijk is om zoveel mogelijk dezelfde vloertrillingen te ontvangen, bestaat het gevaar dat beide systemen gekoppeld raken, hetgeen betekent dat zij de neiging hebben een gelijke trillingsfrequentie te vertonen, 10 waarmee de onafhankelijkheid van het tweede systeem, zelfs bij beperkte koppeling, niet ideaal is. Zelfs als deze koppeling niet optreedt zal een tweede systeem ook zijn eigen meetonzekerheid introduceren waardoor de verschilmeting niet ten volle benut kan worden.3 systems then gives purely the force to be measured. However, this only applies to a limited extent because both systems are not exactly identical and because they will not receive exactly the same sources of interference. If the two systems are S almost identical and are placed close to each other, which is necessary to receive the same floor vibrations as much as possible, there is a danger that both systems will become coupled, which means that they tend to exhibit the same vibration frequency, with which the independence of the second system, even with limited coupling, is not ideal. Even if this coupling does not occur, a second system will also introduce its own measurement uncertainty, so that the difference measurement cannot be fully utilized.

1515

De uitvinding stelt zich tot doel om een krachtmeting mogelijk te maken die een oplossing biedt voor bovenstaande problemen. Dit kan volgens de uitvinder door de deformatie van een veer met bekende stijfheid als gevolg 20 van een externe kracht te meten in een inrichting met de volgende eigenschappen.The invention has for its object to make possible a force measurement which offers a solution to the above problems. According to the inventor, this can be done by measuring the deformation of a spring with known stiffness as a result of an external force in a device with the following characteristics.

Ten eerste maakt de uitvinding wél metingen met hoge absolute nauwkeurigheid mogelijk. Dit wordt mog.elijk 25 gemaakt door een veer te nemen welke een rotatie-as definieert en die een hoekstijfheid heeft welke de eigenfrequentie van de rotatie om deze as van het bewegende deel van de inrichting juist beduidend hoger legt dan de vereiste meetfrequentie. Hiermee kan de relatie 30 tussen veerdeformatie en kracht binnen de gewenste grens gebracht worden voor frequenties tot en met de <· meetfrequentie. Daarnaast betreft het een ongeregelde * inrichting. Hierdoor wordt het aantal componenten en daarmee het aantal foutbronnen minimaal.Firstly, the invention makes measurements with high absolute accuracy possible. This is made possible by taking a spring which defines an axis of rotation and which has an angular stiffness which justifies the natural frequency of rotation about this axis of the moving part of the device considerably higher than the required measuring frequency. With this, the relationship between spring formation and force can be brought within the desired limit for frequencies up to and including the measuring frequency. In addition, it concerns an uncontrolled * layout. This minimizes the number of components and thus the number of error sources.

1024137·1024137 ·

I 4 II 4 I

I Ten tweede is een inrichting volgens de uitvinding ISecondly, a device according to the invention is I

I principieel ongevoelig voor vloertrillingen in het gehele II basically insensitive to floor vibrations throughout I

I gewenste frequentiebereik. Dit wordt ondermeer bereikt II desired frequency range. This is achieved among other things I

I door het zwaartepunt van het bewegende deel van de II through the center of gravity of the moving part of the I

I 5 inrichting in de rotatie-as te leggen. Hierdoor wordt de ITo place the device in the axis of rotation. This makes the I

I inrichting principieel ongevoelig voor de II device is basically insensitive to the I

I translatiecomponenten in de vloertrillingen. De II translation components in the floor vibrations. The I

I rotatie component van de vloertrilling welke overeenkomt II rotation component of the floor vibration that corresponds I

I met de rotatie-as zal in het frequentiebereik van de meting II with the axis of rotation will be in the frequency range of the measurement I

I 10 geen storende invloed hebben omdat de eigenfrequentie van II 10 do not have a disturbing influence because the natural frequency of I

I de inrichting beduidend hoger ligt. De resterende II the device is significantly higher. The remaining I

I rotatiecomponenten grijpen aan in een richting waarin de II rotation components engage in a direction in which the I

I inrichting stijf is en zullen daarbij slechts parasitaire II device is rigid and will thereby only be parasitic I

I bewegingen introduceren waarvoor het meetsysteem in hoge II introduce movements for which the measuring system is in high I

I 15 mate ongevoelig is. IDegree is insensitive. I

I Ten derde wordt de geometrie van de inrichting dusdanig II Third, the geometry of the device becomes such as I

I gekozen dat de krachtresolutie van de inrichting wordt II selected that the force resolution of the device be I

I gemaximaliseerd. Dit geschiedt door het minimaliseren van II maximized. This is done by minimizing I

I het traagheidsmoment van het bewegende deel van de II the moment of inertia of the moving part of the I

I 20 inrichting en het optimaal verdelen van dit II device and the optimum distribution of this I

I traagheidsmoment over de verschillende componenten in de II moment of inertia about the different components in the I

I inrichting. Dit geeft de minimaal mogelijk hoekstijfheid bij II device. This gives the minimum possible angular stiffness at I

I gewenste eigenfrequentie van de inrichting en daarmee II desired natural frequency of the device and thus I

I optimale krachtresolutie. II optimum power resolution. I

I 25 Ten vierde bevat de inrichting een meetsysteem dat IFourth, the device comprises a measuring system that I

I ongevoelig is voor temperatuurfluctuaties. Dit wordt II is insensitive to temperature fluctuations. This becomes I

I bereikt door de vlaksymmetrische opbouw van de inrichting II achieved by the plane-symmetrical structure of the device I

I en differentieel te meten ten opzichte van dit II and to measure differential with respect to this I

I symmetrievlak. II plane of symmetry. I

I 30 Ten vijfde is door de eerder genoemde ongevoeligheid voor II 30 Fifth, the aforementioned insensitivity to I

I vloertrillingen en temperatuur een tweede, identieke, II floor vibrations and temperature a second, identical, I

I inrichting niet meer vereist. II device no longer required. I

I Ten zesde wordt de invloed van bekabeling en overige II Sixth, the influence of cabling and other I

I externe connecties gereduceerd. Dit wordt principieel II external connections reduced. This will in principle be I

I 35 bereikt door de hoge scharnierstij fheid die hoort bij de II 35 achieved by the high hinge rigidity associated with the I

I 1024]37a 5 hoge eigenfrequentie van de inrichting: Daarnaast wordt dit bereikt door het gebruik van een zogenaamde flexprint voor de bekabeling en door deze dusdanig aan het bewegende deel van de inrichting te koppelen dat zijn invloed S geminimaliseerd wordt. Het doorvoeren van een gas of vloeistof geschiedt door een in het scharnierpunt geïntegreerd kanaal.High natural frequency of the device: In addition, this is achieved by the use of a so-called flex print for wiring and by coupling it to the moving part of the device in such a way that its influence S is minimized. The passage of a gas or liquid takes place through a channel integrated in the pivot point.

Ten zevende is de rotatie-as evenwijdig gericht aan het zwaartekrachtveld. Hierdoor heeft een massavermindering 10 en/of verschuiving van het zwaartepunt van de aan het bewegende deel van de inrichting bevestigde krachtbron geen invloed op de veerdeformatie waardoor deze effecten niet zichtbaar zijn in de meting.Seventh, the axis of rotation is parallel to the gravitational field. As a result, a mass reduction and / or shift of the center of gravity of the power source attached to the moving part of the device has no influence on the spring formation, as a result of which these effects are not visible in the measurement.

15 Fig.1 Bovenaanzicht van een inrichting volgens de uitvindingFig. 1 Top view of a device according to the invention

Fig. 2 Doorsnede volgens de lijn I-I in figuur 1FIG. 2 Sectional view taken on the line I-I in Figure 1

In figuur 1 wordt een inrichting getoond welke overeenkomt 20 met de uitvinding. Een elastisch scharnier 1 welke geïntegreerd is in arm 2 definieert de rotatie-as 3 en is geplaatst op een frame 4. Dit frame vormt een stijve en stabiele verbinding naar de verplaatsingssensoren 5 en 6 welke de tangentiele verplaatsing 7 van de arm op een 25 gedefinieerde afstand ten opzichte van het scharnierpunt meten.Figure 1 shows a device which corresponds to the invention. An elastic hinge 1 integrated in arm 2 defines the axis of rotation 3 and is mounted on a frame 4. This frame forms a rigid and stable connection to the displacement sensors 5 and 6 which define the tangential displacement 7 of the arm on a defined measure distance to the pivot point.

In de arm bevindt zich verder een massa 8 welke verplaatst kan worden in een richting 9 die overeenkomt met dié radiale richting ten opzichte van de rotatie-as welke langs 30 de lange as van de arm gericht is en die tevens verplaatst kan worden in een richting 10 die loodrecht staat op zowel richting 9 als de rotatie-as van het scharnier. Aan de arm wordt op een stabiele wijze een krachtbron 11 bevestigd welke een kracht 12 voortbrengt die hoofdzakelijk 35 tangentieel gericht is aan de arm, en die aangrijpt op een 10241371In the arm there is furthermore a mass 8 which can be moved in a direction 9 which corresponds to that radial direction with respect to the axis of rotation which is directed along the long axis of the arm and which can also be moved in one direction 10 which is perpendicular to both direction 9 and the axis of rotation of the hinge. A power source 11 is attached to the arm in a stable manner which produces a force 12 which is substantially tangentially directed to the arm and which acts on a 10241371

I 6 II 6 I

I dusdanig punt dat de loodlijn vanaf het punt 13 op de II such a point that the perpendicular from the point 13 on the I

I rotatie-as, dat zich halverwege de lengte van het elastische II axis of rotation, which extends halfway the length of the elastic I

I scharnier bevind, door dit aangrijpingspunt gaat en tevens II hinge, passes through this point of engagement and also I

I dat dit aangrijpingspunt zich op een bekende afstand ten II that this point of engagement is at a known distance at I

I 5 opzichte van de rotatie-as bevindt. IRelative to the axis of rotation. I

I De door de verplaatsingssensoren geregistreerde II Registered by the displacement sensors I

I verplaatsing is nu een maat van de kracht indien de II displacement is now a measure of the force if the I

I hoekstijfheid van het elastische scharnier bekend is. IThe angular stiffness of the elastic hinge is known. I

I De bewegende arm, met de daaraan verbonden onderdelen, is IThe moving arm, with the parts connected thereto, is I

I 10 zodanig uitgevoerd dat het geheel een zwaartepunt heeft II 10 so designed that the whole has a center of gravity I

I dat, in het ideale geval, exact op het punt 13 geplaatst is. II that, ideally, is placed exactly at the point 13. I

I Kleine afwijkingen ten opzichte van deze ideale situatie ISmall deviations from this ideal situation

I kunnen in de twee kritische richtingen gecorrigeerd worden II can be corrected in the two critical directions I

I door de massa 8 te verplaatsen in eerder genoemde II by moving the mass 8 in the aforementioned I

I 15 richtingen. II 15 directions. I

I Hiermee is de inrichting principieel ongevoelig geworden II The device has hereby become insensitive in principle I

I voor translatiecomponenten in de vloertrillingen. Dit omdat II for translation components in the floor vibrations. This because I

I de resulterende traagheidskrachten geen koppel tot gevolg II the resulting inertia forces do not result in torque I

I hebben welke een rotatie van het bewegende deel van de II which have a rotation of the moving part of the I

I 20 inrichtring kunnen veroorzaken om de rotatie-as welke II may cause device ring about the axis of rotation which I

I gedetecteerd wordt door de verplaatsingssensoren. De II is detected by the displacement sensors. The I

I rotatiecomponenten van de vloertrillingen zullen wel II rotation components of the floor vibrations will I

I koppels tot gevolg hebben. Deze zullen echter worden II result in couples. However, these will be I

I opgenomen door de stijve richtingen van het elastische II absorbed by the rigid directions of the elastic I

I 25 scharnier en zullen parasitaire bewegingen genereren welke IHinge and will generate parasitic movements which I

I geen noemenswaardige fout zullen veroorzaken in de II will not cause a significant error in the I

I verplaatsingsmeting omdat de verplaatsingssensoren in hoge II displacement measurement because the displacement sensors in high I

I mate ongevoelig zijn voor dergelijke bewegingen. II are insensitive to such movements. I

I De enige uitzondering hierop is de rotatiecomponent van de II The only exception to this is the rotation component of the I

I 30 vloertrilling welke gelijk gericht is met de rotatie-as van IFloor vibration which is aligned with the axis of rotation of I

I de inrichting. De oriëntatie · van de rotatie-as heeft echter II the device. However, the orientation of the axis of rotation has I

I als kenmerk dat deze evenwijdig gericht is met het II as a characteristic that it is parallel with the I

I zwaartekrachtveld. Deze rotatiecomponent zal, meer nog II gravitational field. This rotation component will, moreover I

I dan de andere twee rotatiecomponenten, in vloertrillingen II then the other two rotation components, in floor vibrations I

I 35 niet significant aanwezig zijn. Daarbij komt nog dat de II are not significantly present. In addition, the I

I 10241371 II 10241371 I

7 hoge eigenfrequentie van de inrichting ten opzichte van de meetfrequentie de inrichting ongevoelig maakt voor deze trillingen in het meetfrequentie bereik.7 high natural frequency of the device relative to the measuring frequency makes the device insensitive to these vibrations in the measuring frequency range.

De verhouding tussen de gemeten verplaatsing en de kracht, S aangeduid met de term gevoeligheid, wordt geoptimaliseerd door de afmetingen dusdanig te kiezen dat enerzijds de krachtbron en anderzijds het bewegende deel van de inrichting zonder krachtbron een gelijke bijdrage leveren aan het traagheidsmoment van de inrichting om de rotatie-10 as. Gegeven deze optimalisatie kan de gevoeligheid gemaximaliseerd worden door het traagheidsmoment van het bewegende deel van de inrichting, inclusief krachtbron, te minimaliseren bij gegeven eigenfrequentie van de inrichting.The ratio between the measured displacement and the force, S indicated by the term sensitivity, is optimized by choosing the dimensions such that on the one hand the power source and on the other hand the moving part of the device without power source make an equal contribution to the moment of inertia of the device to the rotation 10 axis. Given this optimization, the sensitivity can be maximized by minimizing the moment of inertia of the moving part of the device, including power source, at a given natural frequency of the device.

15 Bekabeling is vereist voor de krachtbron en/of meetsysteem. De bekabeling dient dusdanig uitgevoerd te worden dat deze een lage stijfheid heeft ten opzichte van de stijfheid van het elastische scharnier en dient tevens een kleine hysterese te bezitten. Door de bekabeling uit te voeren met 20 behulp van een flexprint, welke een opbouw is van dunne lagen geleidend en isolerend materiaal, kan dit gerealiseerd worden. Gas of vloeistof wordt doorgevoerd door een in het gatscharnier geïntegreerd kanaal 14.15 Cabling is required for the power source and / or measurement system. The cabling must be designed in such a way that it has a low rigidity with respect to the rigidity of the elastic hinge and must also have a small hysteresis. This can be achieved by carrying out the cabling with the aid of a flex print, which is a structure of thin layers of conductive and insulating material. Gas or liquid is passed through a channel 14 integrated in the hole hinge.

Een massaverandering en/of zwaartepuntverschuiving van de 25 krachtbron zal geen rotatie om de rotatie-as tot gevolg hebben doordat de rotatie-as evenwijdig gericht is aan het zwaartekrachtveld. Hierdoor zal dit zich ook niet uiten in de gemeten kracht.A change in mass and / or center of gravity shift of the power source will not result in rotation about the axis of rotation because the axis of rotation is parallel to the gravitational field. As a result, this will also not be reflected in the measured force.

30 1024137·30 1024137 ·

Claims

1. Device for measuring dynamic forces in the II micronewton range or greater to frequencies of a few II 5 Hertz by measuring the deformation of a spring with II known stiffness, characterized in that the measurements II are made with high absolute accuracy II by placing the natural frequency of the device significantly II higher than the measuring frequency. I I 10 I

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that it comprises a static base plate on which a frictionless I hinge point with known rotational stiffness is placed which is realized by a frictionless I h elastic hinge which is rigid in all other directions. I

3. Device as claimed in claim 1, characterized in that this II comprises a static base plate on which a frictionless II virtual hinge point with known rotational stiffness II is placed, which is realized by applying a system of frictionless elastic II hinges which is rigid in all other directions is. I

4. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the axis of rotation of the hinge is parallel to the gravitational field. I

Also characterized in that the distance from the point of application of this force to the axis of rotation is known.

5. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that an arm is attached to the pivot point in such a way that the long side of the arm is perpendicular to the axis of rotation. Also characterized in that this arm extends in its longitudinal direction on two sides of the pivot point. I I 1024137 ·

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that a power source is attached to one end of the arm which causes a static or dynamic force on the arm to be measured.

7. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the end of the arm which is located on the other side of the pivot point as the power source, contains a measuring system which makes it possible to measure the tangential displacement of the arm in at least one point. Also characterized in that the distance from each point whose displacement is measured to the axis of rotation is known.

8. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that there is a virtually perfect symmetry plane 20 which is defined by the axis of rotation and the direction corresponding to the long side of the arm.

9. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that a capacitive measuring system is applied.

10. Device as claimed in any of the claims 1-8, characterized in that a laser interferometer or other suitable measuring system is used.

11. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the arm contains a weight that can be moved in a direction corresponding to the long side of the arm and which can also be moved in a direction which is perpendicular on both the aforementioned II direction and the axis of rotation. I

Device as claimed in any of the claims 1-10, characterized in that the arm contains at least two positions where a weight can be placed. I

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the center of gravity of the moving part of this device ideally lies on the axis of rotation. Also characterized in that deviations from this ideal I I situation are corrected by displacing the I weight as indicated in claim 11 or by placing the correct weights at the positions as I IS indicated in claim 12. I

14. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that on the one hand the power source and on the other hand the moving part of the device without power source make an equal contribution to the moment of inertia of the device about the axis of rotation. I

15. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the moment of inertia of the moving part of the device is minimized. I

16. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that cabling which is attached to the arm has a stiffness which is only a fraction of the stiffness of the pivot point and that the cabling I has a low hysteresis. I

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that wiring which is attached to the arm is fixed in such a way that the applied torque around the axis of rotation is minimized.

18. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the cabling is carried out in flex print.

19. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that gas or liquid is introduced into the arm through a channel integrated in the elastic hinge.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that only vacuum-compatible materials are used. 15 1024137 ·