NO153022B - Akselerometer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et akselerometer av den type

som er omhandlet i innledningen til patentets hovedkrav og er også beskrevet i britisk patent 1.362.121.

Akselerometeret settes opp der det er mulig slik at tyngde-kraften fastlegger den stabile stilling av treghetsmassen.

I situasjoner der tyngdekraft- ikke kan benyttes til til-bakeføring av treghetsmassen til en stabil stilling, f.eks.

i det ytre rom, ved fritt fall mot jorden eller der posi-

sjonen ikke kan stilles inn nøyaktig, anvendes det fjærer eller forspenningsstrømmer. Slike tilbakeføringskrefter er tilstede for alle akselerasjonskraftens verdier og inn-

fører en ulineæritet i følsomheten. F.eks. vil tilbake-før ingsfjærens stivhet være temperaturavhengig, slik at det blir vanskelig å utligne variasjonene. Ved enhver tempera-

tur vil tilbakeføringsfjærene ha en stivhet med bestemt verdi, og denne verdi begrenser mulighetene for å velge en liten treghetsmasse til måling av høye akselerasjonsverdier.

Fordi massen til å begynne med må bevege seg bort fra en

stabil hvilestilling over en på forhånd bestemt vinkel-

avstand, vil dessuten den statiske friksjon måtte overvinnes før operasjonen begynner. Dette kan være en spesiell ulempe når lave akselerasjonsnivåer skal måles og der det for å muliggjøre operasjon ved høye akselerasjonsverdier, er lite hensiktsmessig å ha store treghetsmasser.

Det faktum at treghetsmassen har en stabil hvilestilling,

betyr imidlertid at i det minste inntil stillingen påvirkes for å begynne operasjonen, trekkes det lite energi fra en tilførselskilde, og anordningen kan, stå i stille ventetil-

stand over lange perioder.

Forsøk er blitt utført med akselerometre som har slike roter-bare spoler og der man tar sikte på å elimintere problemer som er knyttet til tilbakeføringsfjærens stivhet og det døde rom i bryteren, ved at man ikke har noen tilbakeførings-krefter, men en spolestrøm som er proporsjonal med for-flytningen av treghetsmassen fra en nullstilling (som kan være mekanisk ustabil). Enhver tilbøyelighet for treghetsmassen til å bevege seg fra nullstillingen, blir motvirket etter en uendelig liten forskyvning med øket strøm i spolen, noe som hindrer enhver målbar forskyvning. Fordi bevegelsen som i det minste må påbegynnes før tilbakeføringsstrømmen flyter, vil i midlertid problemet med statistisk friksjon fremdeles eksistere. Anordninger av denne type er beskrevet i britisk patent nr. 715.750 og US patentene 3.295.378 og 3.494.204.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et kraftbalansert akselerometer av enkel konstruksjon og med et forbedret arbeidsområde ved å oppheve noen eller alle de ovennevnte ulemper.

i

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at akselerometeret har kom-pensasjonsanordninger omfattende to impedansbaner i parallell med spolen, der hver bane innbefatter et asymmetrisk ledende element som er koblet omvendt i forhold til det annet, for å balansere størrelsen av strømmen som flyter i spolen i begge retninger.

Hvis spolens drivanordning innbefatter en forsterker som ved forskjellige utgangssignalnivåer frembringer forspenningssignaler som gjør transistorene ledende, skal akselerometeret i henhold til oppfinnelsen ha en positiv tilbakekoblings-sløyfe for forsterkeren, innbefattende en reaktiv komponent.

Videre kan akselerometeret ha en andre spole som også er svingbart lagret i magnetfeltet for rotasjon stort sett perpendikulært på dette og en tilhørende elektrisk koblingsanordning, der den annen spole har en treghetsmasse for-skjøvet fra sin rotasjonsakse og kan påvirkes av en akselerasjonskraft som virker i en retning perpendikulært på

den retning som den første spole er følsom for.

De to spoler kan videre være svingbart lagret i feltet for rotasjon om akser som er perpendikulære på hverandre og hver spole har en treghetsmasse i spolens plan.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte

trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under hen-visning til tegningene der: Fig. 1 viser, i perspektiv, et delvis snitt gjennom et akselerometer i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig.. 2 viser et koplingsskjerna for en utførelsesform for den elektriske bryteranordning anvendt i akselerometeret i henhold til oppfinnelsen,

fig. 3 viser et koplingsskjerna for en alternativ utførelse av den elektriske bryteranordning,

fig. 4 er et blokkdiagram for en krets til frembringelse av et signal som er knyttet til akselerasjonen og foreligger i pulsdigital form og

fig. 5a til 5b er skjematiske gjengivelser av akselerometre som i henhold til oppfinnelsen, er følsomme overfor akselera-sjonskomponenter langs mer enn en akse.

Som vist på fig.1 omfatter et akselerometer et hus 11 av bløtt jern med et sylindrisk hulrom 12 inneholdende en sylindrisk kjerne 13. Kjernen 13 omfatter en magnet med poler ved diame-tralt motstående sider, betegnet med N og S,og er konsentrisk anbrakt i hulrommet ved hjelp av aluminiumsstøtter 14, slik at det blir et ringformet luftgap 15 mellom kjernen og legemet.

Kjernen har ved motstående ender bærelagre 16,16',og lagrene er forspendt utad fra kjernen ved hjelp av en fjær (ikke vist) anbrakt i en boring som strekker seg gjennom kjernen og er forskjøvet fra kjernens sentrale lengdeakse. En spole 17,omfattende en lettvektsspoleform og en elektrisk vikling med mange vindinger, bæres av lagrene i stenlagre 20,slik at spolen ligger inne i magnetfeltet ved magnetens poler. Elektriske for-bindelser til spolen dannes ved hjelp av fleksible lednings-sløyfer 21. Spoleanordningen er symmetrisk på den måte at dens massesentrum ligger i planet for spolen og i et punkt svarende til spolens geometriske sentrum. Spoleanordningen er montert på svingelagrene 16, 16', slik at spolens sentrum ligger på lengdeaksen for kjernen og med rotasjonsaksen for spolen i spolens plan, men forskjøvet i forhold til spolens massesentrum like meget som svingeaksen er forskjøvet ,fra kjernens lengdeakse. Spoleanordningens masse omfatter således en treghetsmasse i akselerometeret for å gjøre dette følsomt overfor akselerasjonskrefter som virker perpendikulært på spolens plan.

En ende av kjernen 13 er polert eller forsynt med et plant speil 22. Hoveddelen 11 er beregnet på å oppta en endekapsel 23 som innbefatter en bryteranordning i form av en lysemitterende diode (LED) 24, beregnet på å rette en stråle av elektromagnetisk strålingsenergi enten synlig eller infrarør mot speilet 22 i en divergerende stråle med normal innfallsvinkel,og to fotodetektorer 25,26 ved siden av den lysemitterende diode og skrått-

stilt i en vinkel til denne og i forhold til hverandre for å

motta stråling som reflekteres fra speilet 22.

Hetten 23 er stillbar på enden av hoveddelen slik at største-delen av strålen av elektromagnetisk energi faller på den sek-sjon av spolen som ligger over speilet 22 og slik at bare stråling som passer hver kant av spolen blir reflektert og påvist. Detektorene er anbrakt slik at med spolen stående symmetrisk mellom dem i en koplingsstilling,vil hver av dem være på grensen mellom ledning og ikke-ledning. Ved enhver forskyvning av spolen som muliggjør en økning av belysningen av en detektor og en tilsvarende reduksjon i belysning av den annen,betraktes anordningen som i en første tilstand,mens en forskyvning som muliggjør reduksjon av belysningen av den førstnevnte detektor angir at bryteranordningen er i en andre tilstand. Fig.2 viser kretsen for bryteranordningen med spolen 19,LED 24 og fotodetektorer 25 og 26. Kretsen omfatter også en differensialforsterker 27 med inverterende og ikke inverterende inngangsklemmer 28,29. Fotodetektoren 25 er koplet til fofsterkerinngangsklemmen .28 og fotodetektoren

26 til forsterkerens inngangsklemme 29.En tilbakekoplingsmotstand 30 mellom en forsterkerutgangsklemme 31 og den inverterende inngangsklemme 28 bestemmer forsterkerens forsterkningsgrad. Forsterkerens utgangskiemme 31 og er også koplet til en drivanordning 32. Denne omfatter etpar transistorer 33 og 34 av motsatt konduktivitetstype koplet i serie mellom positive og negative tilførsels-skinner,og hver har sin basis koplet til forsterkerens utgangsklemme 31 gjennom en motstand.Det mellomliggende kollektorpunkt 35 mellom transistorene er med en motstand 36 koplet til en ende av spolen 19. Den annen ende av spolen 19 er koplet til en utgangsklemme 37 og til en kompenseringskrets 38 som vil bli beskrevet i det følgende. Den lysemitterende diode 24 og den annen utgangsklemme 37' er koplet til jord.

Forsterkningsgraden for forsterkeren 27 er stilt tilstrekkelig

høyt til at enhver ubalanse mellom de signaler som påtrykkes inngangene 28 og 29 bringer spenningen ved utgangsklemmen 31 til å endre polaritet mellom fastlagte nivåer for - v volt. Avhengig av polariteten for forsterkerens utgangssignal vil enten transistoren 33 eller transistoren 34 bli ledende,og en konstant strøm bringes til å flyte i spolen 19 med en strømningsretning avhengig av hvilken av drivtransistorene som er ledende. Den retning strømmen flyter i er tilpasset slik at hvis f.eks. stråling blokkeres fra fotodetektoren 25 av spolen og fotodetektoren 26 belyses,vil bryteranordningen være i sin første tilstand og forsterkerens utgangsklemme 31 holdes på et potensial +v (i forhold til jord) ,og drivtransistoren 34 bringes til å lede i en slik retning at spolen dreies i urviserretningen,hvorved den vil redusere den stråling som når frem til fotodetektoren 26 med tilsvarende økning av strålingen som når frem til fotodetektoren 25, noe som betyr at bryteranordningen går over i sin andre tilstand. Så snart signalet fra 25 overskrider signalet fra 26, vil forsterkerens utgangsspenning endre seg fra +v til -v,og den spoledrivende transistor 35 bringes til å lede mens transistoren 34 vil sperre, hvorved strømmen som flyter gjennom spolen reverseres og spolens bevegelse også reverseres for å avskjære strålingen mot fototransistoren 25 og for igjen å redusere strålingen mot fototransistoren 26. Ved fravær av utvendige krefter som virker på spoleanordningen svinger spolen mellom de grenser som bestemmes av spoleanordningens treghet,størrelsen av strømmen og hastigheten på omkoplingen. Tidene for hver av brytertilstandene er like og en belastningsmotstand LR som er koplet mellom klemmene

positive og negative tilførselsskinner, og hver har sin basis koplet til forsterkerens utgangsklemme 31 gjennom en motstand. Det mellomliggende eller felles kollektorpunkt 35 mellom transistorene er med en motstand 36 koplet til en ende av spolen 19. Den annen ende av spolen 19 er koplet til en utgangsklemme 37 og til en kompenseringskrets 38 som vil bli beskrevet i det følgende. Den lysemitterende diode 24 og den annen utgangsklemme 37' er koplet til jord.

Forsterkningsgraden for forsterkeren 27 er stilt tilstrekkelig høyt til at enhver ubalanse mellom de signaler som påtrykkes inngangene 28 og 29 bringer spenningen ved utgangsklemmen 31 til å endre polaritet mellom fastlagte nivåer for - v volt. Avhengig av polariteten for forsterkerens utgangssignal vil enten transistoren 33 eller transistoren 34 bli ledende, og en konstant strøm bringes til å flyte i spolen 19 med en strømningsretning avhengig av hvilken av drivtransistorene som er ledende. Den retning strømmen flyter i er tilpasset slik at hvis f.eks. stråling blokkeres fra fotodetektoren 25 av spolen og fotodetektoren 26 belyses, vil bryteranordningen være i sin første tilstand og forsterkerens utgangsklemme 31 holdes på et potensial +v (i forhold til jord), og drivtransistoren 34 bringes til å lede i en slik retning at spolen dreies i urviserretningen, hvorved den vil redusere den stråling som når frem til fotodetektoren.26 med tilsvarende økning av strålingen som når frem til fotodetektoren 25, noe-som betyr at bryteranordningen går over i sin andre tilstand. Så snart signalet fra 25 overskrider signalet fra 26 vil forsterkerens utgangsspenning endre seg fra +v til -v, og den spoledrivende transistor 35 bringes til å lede mens transistoren 34 vil sperre, hvorved strømmen som flyter gjennom spolen reverseres og spolens bevegelse også reverseres for å avskjære strålingen mot fototransistoren 25 og for igjen å redusere strålingen mot fototransistoren 26.

Ved fravær av utvendige krefter som virker på spoleanordningen svinger spolen mellom de grenser som bestemmes av spoleanordningens treghet, størrelsen av strømmen og hastigheten på omkoplingen. Tidene for hver av brytetilstandene er like og en belastningsmotstand LR som er koplet mellom klemmene 37 og 37' har over seg en gjennomsnitlig spenning på null. Når akselerometret bringes til å akselerere av en kraft som virker perpendikulært på planet for spoleanordningen, vil akselerasjonskraften på sentrum av spolens masse sette opp et dreiemoment om svingeaksen som understøtter eller mot-virker de vekslende dreiemomenter som utøves på spolen av bryteranordningen. Selv om den frekvens hvormed spolen svinger holder seg i det vesentlige konstant vil den del av svinge-perioden som bryteranordningen tilbringer i én tilstand øke og den andel av perioden som går med til annen tilstand avta, og forskjellen er et mål på størrelsen av akselerasjonsgraden. Hvis den tid som tilbringes i én brytertilstand er T, og i den annen tilstand , der oscillasjonsperioden er T, + T2, kan det vises at akselerasjonsverdien er proporsjonal med gjennomsnittet av forskjellen mellom tidsintervallene T og 1^- Dette kan man se enten ved å måle (T^ -T2) over et for-holdsvis langt intervall, f.eks. ved å kople inn en glattekrets eller ved å bestemme (T^ - 1^)/ CT^ +T2^ ^or ^ver svingeperiode.

Etter denne beskrivelse av akselerometret og dets virkemåte vil de fordeler akselerometret byr på lettere kunne forstås. Hovedfordelen som oppnås ved kontinuerlig svingebe-vegelse av spoleanordningen er at man unngår virkningene av statisk friksjon i lagrene og virkningene av stivhet i fjærer for tilbakestilling av-spolen til en stabil nulls-tilling.Når bryteranordningen er enten i den ene tilstand eller i den annen, har man heller ikke noe dødt rom som kan påvirke nøy-aktigheten .Fordi det ikke er noen statisk friksjon som skal overvinnes kan man dessuten ha en meget liten treghetsmasse for måling av høye akselerasjonsverdier og den samme masse kan anvendes til måling av lave akselerasjonsverdier, idet anordningen er i stand til å bli påvirket av akselerasjonsverdier innenfor et langt større område enn tidligere kjente anordninger.

Det at man kan anvende en treghetsmasse som bare er en lettvekts spoleanordning betyr videre at spolen kan svinge med høy frekvens. En positiv tilbakekoplingskrets 40 omfatter en reaktiv komponent, en kondensator 41 og en motstand 42 i serie kan ved hjelp av en bryter 43, koples mellom forsterkerens utgangsklemme 31 og den ikke-inverterende inngangsklemme 29 for å tvinge spolen til å oscillere ved en høyere frekvens. Tvungen oscillasjon ved en høyere frekvens har flere virkninger. For det første kan tidsintervallene som omfatter de deler av tiden da bryteranordningen er i det ene trinn eller i det annet trinn, være mindre slik at de gjennomsnitlige akselerasjonsverdier kan måles over kortere intervaller. For det annet vil amplituden på spolens svingninger være mindre og dens treghetsmasse avviker mindre fra spolens plan i bryte-stilling og vil være mindre påvirket av akselerasjonskrefter som virker i andre retninger. For det tredje vil oscilla-sjonen av spolen ved andre frekvenser enn dens naturlige.frekvens eller resonansfrekvens gjøre frekvensen mindre avhengig av de akselerasjonskrefter som virker.

Kretsen som er vist på fig. 2 viser også oppstil-lings justeringer som kan gjøres med den tidligere nevnte kompenseringskrets 38. Kompenseringskretsen omfatter en spennings-deler som står mellom positive og negative tilførselsskinner' og har et stillbart potensiometer 44 koplet til utgangsklemmen 37. Uttaket på potensiometret er også koplet til uttaket på

et potensiometer 4 6 som har hver ende koplet ved hjelp av motsatt polede dioder 47, 48, til det mellomliggende punkt 35 for drivtransistorene 33 og 34. Potensiometret 46 stilles inn ved fravær av akselerasjonskrefter som måtte virke på treghetsmassen inntil like strømmer flyter i spolen i motsatte retninger og gir null utgangssignal. Potensiometret 44 blir der-etter justert med like og motsatte konstante akselerasjonsverdier virkende på treghetsmassen for å sikre at tilførsels-skinnene er symmetrisk balansert i forhold til jord. De to justeringer påvirker hverandre og kan gjentas om nødvendig, inntil alle feil er opphevet.

En alternativ form for bryteanordning er den krets som er vist på fig. 3 og som skiller seg fra fig. 2 bare ved at det benyttes en enkel fotodetektor 26' til matning av en inngang 29' i en differensialinngangsforsterker 27'. Den annen inngang 28' til forsterkeren er koplet til uttaket 49 i et potensiometer 50 som forøvrig er koplet mellom de positive og negative tilførselsskinner. Potensiometret 50 stilles inn for å fastlegge et terskelnivå for forsterkerens signal slik at når goolen blokkerer stråling fra fotodetektoren, vil terskel-signalet bringe et forsterkerutgangssignal til å drive strøm gjennom spolen, slik at denne roterer mot urviserretningen som vist, for å frilegge strålingsbanen, noe som fører til at et detektorsignal som påtrykkes forsterkeren overskrider terskelnivået og endrer forsterkerens utgangssignalnivå for å reversere den vei strømmen flyter i spolen og opprettholder svingningene.

Selv om begge utførelser av bryteranordningene er gjennomførbare i praksis, er utførelsen med to fotodetektorer å foretrekke idet den gir tydeligere fastlagte bryterstil-linger og er uavhengig av eventuelle forandringer i karakteri-stikkene for fotodetektorene, f.eks. på grunn av temperatur eller omgivende lys idet disse forandringer vil påvirke begge likt, slik at de oppheves fra signalene som påvirker forsterkeren.

Selv om de beskrevne utførelser har bryteranordningen styrt ved brytning av strålen ved hjelp av spolen vil det forstås at overflaten av spolen kunne gjøres reflekterende og da med ombytning av koplingene mellom fotodetektorene og forsterkeren 27 (eller 21').

På -samme måte er spoleanordningen benyttet som treghetsmasse ved at den er svingbar bort fra spolens sentrum. Om det ønskes kunne svingealcsen plasseres slik at den går gjennom spolens sentrum, men spoleanordningen måtte da bære en treghetsmasse som ligger forskjøvet fra aksen hvis man skal måle lineær akselerasjon, eller plasseres symmetrisk om aksen (eller utlades) hvis det er vinkelakselerasjon som skal måles. Av-vendelse av slik ekstra treghetsmasse innfører imidlertid en ulempe som består i lavere oscillasjonsfrekvens som forklart tidligere. Selv om det er hensiktsmessig å holde angreps-punktet for treghetsmassen i planet for spoleanordningen, er ikke dette et krav, og et massivt legeme kan bæres av en arm eller på annen måte stikke ut av planet for spoleanordningen.

Som angitt ovenfor kan det signal som er knyttet

til akselerasjonen gjengis i analog form ved å glatte ut den spenning som opptrer over belastningsmotstanden LR på fig. 2

i en glattekrets (ikke vist) eller i pulsdigital form. En krets for beregning av (T^ - 1^) / ( T^+ T2' > ror å gi en utgang i pulsdigital form er vist på fig. 4. Utgangsklemmen 37 (fig. 2) er koplet til et par motsatt polede dioder 51, 52, som danner signalbaner med motsatt polaritet. Dioden 52 er koplet til en "ned" styreinngang for en opp-ned teller 53. Dioden 51 er koplet til en "opp" styreinngang for telleren 53 og til en ut-løserinngang for en bistabil krets 54. En oscillator 55 som gir pulser ved meget høyere frekvens enn svingefrekvensen for akselerometerspolen er koplet for å mate pulser til opp-ned telleren 53 og til en teller 65. Telleren 55 er beregnet på å bli styrt slik at den teller pulser som med en innstilt utgang opptrer ved klemmen 57 ved den bistabile krets 54. En til-bakestillingsklemme 58 er koplet til begge tellere 53 og 56 for tilbakestilling av disse. Den innstilte klemme for den bistabile krets er koplet til styreportene 59 og 60 for å påtrykke den totale verdi som finnes i tellerne 53 og 56 til en delekrets 61. Hvis man antar at det for hvert tidsintervall T.^ påtrykkes et positivt signal og for hvert tidsintervall påtrykkes et negativt signal vil ved starten av hver spole-svingeperiode, et positivt signal blir påtrykkét, noe som stiller den bistabile krets 54 til å gi en innstilt utgang. Begge tellere 53 og 56 mottar styresignaler for telling av oscillator 55 pulser. Ved enden av intervallet T^ endrer signalet polaritet, og telleren 53 teller ned inntil det neste positivt gående signal tilbakestiller den bistabile krets 54 og gir en utgang ved 58,samt hindrer telling av ytterligere pulser inntil den bistabile krets er stilt inn ved start av neste svingeperiode. Det tilbakestillende utgangssignal sletter tellernes verdier og fører dem til en delekrets 59 for å gi ien utgang for vekslende oscillasjoner av akselerometerspolen, knyttet til (^ -T2) / (T1+ T2), en verdi som da er uavhengig av spolens svingefrekvens. Når det er ønskelig å måle hastig-

het eller avstand ved integrering av akselerometersignalet er det hensiktsmessig at et pulsdigitalsignal som fremkommer på denne måte integreres ved summering av pulsene som er frem-brakt i hver oscillasjonsperiode over et antall perioder.

Der en digital pulsutgang er nødvendig for videre digitalbehandling kan det være fordelaktig å benytte en lavere svingefrekvens for spolen enn det som kan oppnås med anordningen når denne har tilsiktet langsomme bryteanordninger, f.eks. uten forsterkerens tilbakekoplingskrets 40. En alternativ måte å fremskaffe digitalutgangen på er å anvende en analog utgang ved å oscillere spolen ved høy frekvens og påtrykke den glattede gjennomsnitlige utgang på en vanlig analog-til-digitalomformer.

Det skal påpekes at akselerometret som er beskrevet ovenfor i sine forskjellige utførelser er et lineært, enkelt-akset akselerometer og kan anvendes sammen med andre som er an-ordnet med deres følsomme akser i rett vinkel for å måle aksel-eras jonskomponentene i to eller tre retninger. De ovenfor beskrevne enkeltakselerometre kan være innrettet til å måle akselerasjonen langs mer enn én akse ved å ta i bruk et passende antall spoleanordninger, hver méd sin egen bryteanordning, selv om det kan være mulig å dele noen av komponentene, såsom strålingskilde, mellom bryteanordningene.

På fig. 5 (a) skaper den sylindriske,magnetiske kjerne 13 og hoveddelen 11 et ensartet magnetfelt i det ring-formede luftgap 12 mellom delene. Spoleanordningen 17 som er svingbar ved 16, har et massesentrum i planet for spolen og er følsomt overfor en akselerasjon i retningen x. En spoleanordning 6 7 er lagret svingbart om en akse 68 parallelt med lengdeaksen for kjernen, men har en innvendig masse 69 som er for-skjøvet fra planet gjennom spoleanordningen for å gjøre spolen følsom for akselerasjon i retningen z. Svingningsamplituden er så liten at spolene ikke forstyrrer hverandre når begge befinner seg i det ensartede magnetfelt.

Fig. 5 (b) viser en annen tospolet anordning der den første spoleanordning 17 er anbrakt som tidligere. Den annen spoleanordning 70 er svingbar om en akse 71 i rett vinkel på den første. Spolen passerer fremdeles gjennom feltet som er perpendikulært på spolen, slik at ved svingninger av spolen, med liten amplitude, beveger den seg stort sett perpendikulært på feltet. Rotasjonsaksen er forskjøvet fra spolens sentrum slik at massen av spoleanordningen i planet for spolen omfatter treghetsmassen og 'er følsom overfor akselerasjoner i en retning y i rett vinkel på den følsomhet spoleanordningen 17 har overfor akselerasjoner i retningen x. Fig. 5 (c) viser en anordning der to spoler står side ved side og kan svinge om akser som er perpendikulære på lengdeaksen på kjernen 13. Spoleanordningen 70 er svingbart lagret om aksen 71 og den annen spoleanordning 72 er svingbart lagret om aksen 73, mens treghetsmassen 74 er utenfor planet gjennom spolen. Spoleanordningen 70 er følsom i y-retningen og spoleanordningen 72 er følsom i z-retningen. Fig. 5 (d) viser en anordning som kombinerer trek-kene fra fig. 5(b) og 5(c) til et treakset akselerometer som ér følsomt overfor akselerasjoner i x-, y- og z-retningene.

Det er klart at med passende reduksjon av dimen-sjoner kan bryteanordningen bli meget kompakt.

Claims (6)

1. Akselerometer med et hus, en anordning med en kjerne som setter opp et magnetfelt, en hovedsaklig plan spole som omfatter akselerometerets treghetsmasse med sitt massesentrum i spolens plan og svingbart opplagret for mekanisk uhindret rotasjonsbevegelse, hovedsaklig perpendikulært på magnetfeltet om en akse i spolens plan som er forskjøvet fra massesenteret og også er perpendikulær på magnetfeltet og elektriske koblingsanordninger som omfatter en elektromagnetisk strålingskilde og en strålingsdetektor, begge båret av huset, hvilken detektor er innrettet til å motta stråling som reflekteres ved kjernen i en bane som blokkeres eller frigjøres av spolen ved beveglse av denne forbi en fast koblingsstilling, til frembringelse av veksling mellom første og andre koblingstilstander og drivanordninger for spolen, omfattende etpar transistorer av forskjellig konduktivitetstype, anbragt mellom tilførsels-skinner av motsatt polaritet i forhold til jord, der hver transistor-er innrettet til å bli forspendt til ledning i en tilhørende av de nevnte koblingstilstander for å føre drivstrøm fra den tilhørende tilførselsskinne til en koblingsklemme for spolen, mens spolens annen koblingsklemme er forbundet med en utgangsklemme, hvilken koblingsanordning er innrettet til å være i en første tilstand når spoleanordningen er på en side av koblingsstillingen og i den annen koblingstilstand når den er på den annen side, idet hver koblingstilstand bringer strøm til å flyte i spolen for at den skal bevege seg i en retning mot koblingsstillingen og svinge om denne med en fast periode ved fravær av akselerasjonskrefter, idet spoleanordningen da tilbringer like tider i hver tilstand og idet tilstede-værelse av en akselerasjonsfrembringende kraft fører til at den tid som tilbringes i hver tilstand, avviker med en verdi som er proporsjonal med den akselerasjonsfrembringende kraft, karakterisert ved kom-pensasjonsanordninger omfattende to impedansbaner i parallell med spolen, der hver bane innbefatter et asymmetrisk ledende element som er koblet omvendt i forhold til det annet for å balansere størrelsen av strømmen som flyter i spolen i begge retninger.

2. Akselerometer som angitt i krav 1, derr spolens drivanordning innbefatter en forsterker som ved forskjellige utgangssignalnivåer, frembringer forspenningssignaler som gjør transistorene ledende, karakterisert ved en positiv tilbakekoblingssløyfe for forsterkeren, innbefattende en reaktiv komponent.

3. Akselerometer som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved en andre spole som også er svingbart lagret i magnetfeltet for rotasjon stort sett perpendikulært på dette og en tilhørende elektrisk koblingsanordning der den annen spole har en treghetsmasse for-skjøvet fra sin rotasjonsakse og kan påvirkes av en akselerasjonskraft som virker i en retning perpendikulært på en som den første spole er følsom for.

4. Alselerometer som angitt i krav 3, karakterisert ved at de første og andre spoler er svingbart lagret i feltet for rotasjon om akser som er perpendikulære på hverandre og at hver spole har en treghetsmasse i spolens plan.

5. Akselerometer som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved en tredje spole som også er svingbart opplagret i feltet for rotasjon stort sett perpendikulært på dette og med en tilhørende elektrisk koblingsanordning der den tredje spole har en treghetsmasse som er forskjøvet fra sin rotasjonsakse og kan påvirkes av en akselerasjonskraft som virker i en retning innbyrdes perpendikulært på de retninger hvori den første og andre spole er- følsomme.

6. Akselerometer som angitt i krav 5, når dette er avhengig av krav 4, karakterisert ved at de andre og tredje spoler er lagret for rotasjon om akser som er parallelle med hverandre.