NO753990L

NO753990L -

Info

Publication number: NO753990L
Application number: NO753990A
Authority: NO
Inventors: W E Griffiths
Original assignee: Ferranti Ltd
Priority date: 1974-11-27
Filing date: 1975-11-26
Publication date: 1976-05-31
Also published as: DE2553073A1; GB1500499A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår kraftbalanseakselero-metere. The present invention relates to force balance accelerometers.

Et enkelt kraftbalanseakselerometer er beskrevet i britisk patent nr. 1.362.121, der akselerometeret omfatter en spole som er dreibar i et ensartet magnetfelt på samme måte som et dreiespoleinstrument. En treghetsmasse omfattendenenrarm er festet til spolen for rotasjon sammen med denne. Armen har en bevegelig kontakt i en elektrisk bryter som har faste kontakter stående i avstand fra hverandre, og mellom disse står den bevegelige kontakt i likevekt. Ved akselerasjon beveges armen slik at den bevegelige kontakt kommer i anlegg mot en fast kontakt og bevirker at en strøm flyter i spolen for å dreie armen bort fra den faste kontakt. Når kontakten brytes, opphører denne og det blir igjen kontakt. Den gjennomsnitlige strøm som flyter gjennom spolen for å utbalansere akselerasjonskraften gir en angivelse av akselerasgonensnstørrelse. I de utførelsesformer som er beskrevet kan kontaktene omfatte mekaniske bryterkontakter eller strålingsdetektorer som drives med en stråle i stedet for armen, og man har en passende treghetsmasse. Selv om et akselerometer av denne art er enklere enn de tidligere kjente anordninger må det utvises nøyaktighet ved montering og opphengning av den sving-bare spole og tilførsel av elektrisk strøm til denne. A simple force balance accelerometer is described in British Patent No. 1,362,121, where the accelerometer comprises a coil which is rotatable in a uniform magnetic field in the same manner as a turning coil instrument. An inertial mass comprising an arm is attached to the coil for rotation with it. The arm has a movable contact in an electric switch which has fixed contacts standing at a distance from each other, and between these the movable contact is in equilibrium. During acceleration, the arm is moved so that the movable contact comes into contact with a fixed contact and causes a current to flow in the coil to turn the arm away from the fixed contact. When the contact is broken, this ceases and contact is established again. The average current flowing through the coil to balance the acceleration force gives an indication of the magnitude of the acceleration angle. In the embodiments described, the contacts may comprise mechanical switch contacts or radiation detectors operated with a beam instead of the arm, and one has a suitable inertial mass. Although an accelerometer of this kind is simpler than the previously known devices, accuracy must be shown when mounting and suspending the pivotable coil and supplying electric current to it.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en billig og enkel kraftbalanse. One purpose of the present invention is to arrive at a cheap and simple power balance.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser en mekanisk oppbygning av et akselerometer i henhold til oppfinnelsen, The invention is characterized by the features set out in the claims and will be explained in more detail below with reference to the drawings where: Fig. 1 shows a mechanical structure of an accelerometer according to the invention,

fig. 2avviser et koplingsskjema for drift av akselero- fig. 2rejects a wiring diagram for operating the accelerator

meteret på fig. 1, med strøm som har konstant verdi,the meter in fig. 1, with current having a constant value,

fig. 2b og 2c er alternative utførelsesformer for kretsene, der det også anvendes konstant strøm og fig. 2b and 2c are alternative embodiments of the circuits, where constant current and

fig., 3a er nok en utførelsesf orm for en krets der akselerometeret tilføres varierende strøm, mens fig., 3a is another embodiment of a circuit in which the accelerometer is supplied with varying current, while

fig. 3b viser bølgeformer for et signal som fåes fra kretsen på fig. 3a. fig. 3b shows waveforms for a signal obtained from the circuit of fig. 3a.

På fig. 1 omfatter anordningen 10 en elektromagnetisk spole 11 i form av et kort solenoid med en stavmagnet 12 svingbart lagret inne i solenoidet. Magneten er svingbar i sitt sentrum 13 om en akse som står perpendikulært på aksen for spolen og den magnetiske (nord-syd) akse for magneten. In fig. 1, the device 10 comprises an electromagnetic coil 11 in the form of a short solenoid with a bar magnet 12 rotatably stored inside the solenoid. The magnet is pivotable in its center 13 about an axis which is perpendicular to the axis of the coil and the magnetic (north-south) axis of the magnet.

Til magneten 12 er det festet en arm 14' som strekker seg parallelt med aksen for spolen 11. Armen 14 har en kontaktdel 15 og utgjør treghetsmassen. Armen er elektrisk koplet til jord, og selv om den er vist hengende påvirket av tyngdekraften kan den være utbalansert for å oppheve tyngdekraftens virkning på armen. An arm 14' is attached to the magnet 12 which extends parallel to the axis of the coil 11. The arm 14 has a contact part 15 and constitutes the inertial mass. The arm is electrically connected to earth, and although it is shown hanging under the influence of gravity, it can be balanced to negate the effect of gravity on the arm.

På hver side av kontaktdelen 15 og i avstand fraOn each side of the contact part 15 and at a distance from

denne finnes det faststående kontakter 16 og 17. Kontaktene er avsmalnet,og har en glidning i forhold til kontaktdelen 15 for å redusere virkningene av tilbakefjæring av kontaktene. this has fixed contacts 16 and 17. The contacts are tapered and have a slide in relation to the contact part 15 in order to reduce the effects of springback of the contacts.

De elektriske forbindelser til mekanismen 10 er vistThe electrical connections to the mechanism 10 are shown

i kretsen på fig. 2a. Av denne figur vil man se at en ende av viklingen 11 er forbundet med en klemme for en likestrømkilde 18 gjennom en motstand 19. Den annen ende av viklingen er forbundet med den faste kontaktdel 16. in the circuit of fig. 2a. From this figure it will be seen that one end of the winding 11 is connected to a clamp for a direct current source 18 through a resistor 19. The other end of the winding is connected to the fixed contact part 16.

Man ser at hvis kontaktene 15 og 16 slutter, vil en strøm flyte gjennom spolen og også gjennom motstanden 19 og over denne vil det fremkomme en tilsvarende spenning. It can be seen that if the contacts 15 and 16 close, a current will flow through the coil and also through the resistor 19 and across this a corresponding voltage will appear.

Spolen 11 er viklet slik at når kontaktene 15 og 16 slutter, det.vil si når nordpolen på magneten beveger seg oppad på fig. 1 vil strømmen i spolen frembringe et elektromagnetisk felt med en slik retning at den øvre ende av spolen får en nord-pol og frastøter magneten slik at denne bringes til å svinge mot urviserretningen på fig. 1 og derved bryte kontaktene 15 og 16, hvorved også strømmen brytes. Denne virkning blir under-støttet av at også sydpolene frastøter hverandre. The coil 11 is wound so that when the contacts 15 and 16 end, that is, when the north pole of the magnet moves upwards in fig. 1, the current in the coil will produce an electromagnetic field with such a direction that the upper end of the coil acquires a north pole and repels the magnet so that it is caused to swing anti-clockwise in fig. 1 and thereby break the contacts 15 and 16, thereby also breaking the current. This effect is supported by the fact that the south poles also repel each other.

Under drift, når akselerometeret ikke blir utsatt for noen akselerasjon, står kontaktdelen 15 og armen 14 i utgangs-stilling og er utbalansert med armen 14 mellom de faste kon* takter 16 og 17. Hvis akselerometeret blir utsatt for en akselerasjon i pilens 20 retning (til høyre på fig. 1) vil tregheten i armen 14 bevirke at denne ligger noe etter i bevegelsen sammen-liknet med resten av anordningen, og kontaktene 15 og 16 vil slutte. Dette fører til at strøm flyter gjennom spolen 11 slik at magneten roterer mot urviserretningen og kontaktene bryter. Hvis akselerometeret fortsatt er utsatt for akselerasjon vil armen 14 igjen bevege seg i forhold til spolen mot kontakten 16. Kontaktene 15 og 16 utfører derfor sammenhengende brytning og slutning sålenge akselerasjonen varer. ;Strømmen som flyter gjennom spolen 11, og derfor den spenning som oppstår over motstanden 19,er ikke sammenhengende, men spenningen over motstanden kan måles ved klemmene 21 og gi en gjennomsnitlig verdi som står i et bestemt forhold til stør-relsen av akselerasjonen. Den tid da kontaktene 15 og 16 er sluttet er proporsjonal med denne størrelse og den gjennomsnitlige spenning øker lineært med økende verdi av akselerasjonen. ;Symmetrien i anordningen er slik at akselerometeret virker ved bevegelse i begge retninger, og en akselerasjon i mot-satte retninger kan måles ved å anvende en ytterligere spole 22 som er viklet i motsatt retning og ligger utenpå spolen 11. De elektriske forbindelser for en slik spole er vist på fig. 2a med stiplede linjer, og spolen er koplet mellom motstanden 19 ;og den faste kontakt 17.;Følsomhet for bevegelse i begge retninger er særlig hensiktsmessig under arbeidsbetingelser der akselerometeret blir utsatt for vibrasjonskraft i tillegg til akselerasjonskraften. Hvis akselerasjonen er konstant, men akselerometeret og/eller det legeme som det festet til blir utsatt for syklisk vibrasjon, vil den øyeblikkelige verdi av akselerasjonen variere med hensyn til tiden. I dette tilfelle vil den utgang som fås ved brytning og slutning mellom kontaktene 15 og 16 ligge i en gjennomsnitlig avlesning for den gjennomsnitlige akselerasjon, ;og denne er lik den virkelige akselerasjon.;Hvis imidlertid akselerasjonskraften er lav eller de ytterligere vibrasjoner er store, kan den øyeblikkelige verdi av akselerasjonen bli negativ. Følsomhet i én retning, det vil al uten den faste kontakt 17, ville føre til at akseleror/- meteret ikke registrerer denne negative del og vil gi en falsk avlesning.Følsomhet i begge retninger gjør det mulig å ta den negative akselerasjon i betraktning, og den gjennomsnitlige akselerasjon er lik den egentlige verdi. ;I området over hvilket akselerasjon kan måles av-henger av massens treghet. Området kan utvides ved å øke treghetsmassen. For en bestemt masse kan grenseverdiene for området forskyves på samme måte ved å forspenne armen med en stimulert akselerasjon for å flytte området i forhold til en referanse-verdi for akselerasjonen. For eksempel kan en likestrøm ledes gjennom spolen eller hver av spolene for å bevege armen 14 som om akselerometeret var utsatt for akselerasjon. ;En liten strøm som føres gjennom spolen for å forspenne armen 14 nærmere til kontakten 16, ville bli benyttet for å gjøre akselerometeret meget følsomt overfor små akselera-sjonskrefter. En likestrøm kan ledes gjennom den ytterligere spole eller i motsatt retning gjennom spolen 11 for å forspenne armen bort 'fra kontakten 16, slik at det kreves en større akseleras jonskraf t for at kontakten 15 på armen 14 skal møte kontakten 16. ;Treghetsmassen kan utgjøres av selve magneten hvis denne er montert med rotasjonsaksen forskjøvet fra magnetens massesenter. Magneten blir da forspent av tyngdekraften til en stabil posisjon inne i spolen med den magnetiske N-S akse løp-ende på tvers av spolens akse. Magneten kan ha den bevegelige kontakt, med faste kontakter på hver side eller på en side, anbrakt i en på forhånd bestemt avstand. Kontaktene kan erstattes av strålingsfølsomme anordninger som f.eks. kan avskygges ved bevegelse av magneten over den på forhånd bestemte avstand. ;Fig. 2b viser en alternativ form for krets der en enkel spole 11 er benyttet med to strømkilder med motsatt pola-ritet. Kontakten 15 kopler spolen enten til det positive eller det negative potensial i forhold til jord ved hjelp av motstander 23 og 24 som er tilkoplet de faste kontakter. Den annen ende av spolen er koplet til en felles jord gjennom en motstand 25 over hvilken det fremkommer en spenning som er proporsjonal med den strøm som flyter i spolen. Treghetsmassen kan for-spennes til en stabil stilling med en forspenningsstrøm som ledes gjennom spolen 11 når kontaktene 15 og 16 er åpne eller ved å anvende en ekstra spole. Slik forspenning av treghetsmassen er nyttige når det gjelder kontroll og kalibrering av akselerometermekanismen før den egentlig brukes, idet forspenningen kan simulere akselerasjonstilstander. ;Akselerometeret kan være lite i dimensjoner og ha en spole 11 med en diameter på omtrent 6 mm. ;Ved at man kan benytte en magnet eller en arm med;liten treghetsmasse behøver spolen 11 bare føre en meget lav strøm til frembringelse av rotasjonen, og akselerometeret får en meget kort følsomhetstid. ;Kontaktene 16 og 17 kan erstattes av strålingsføl-somme anordninger i en strålingsbane med f.eks. en lysende diode, idet strømmen til spolen eller spolene koples til av transistorer som bringes til å lede når armen 14 bryter strålen. ;Fig. 2c viser nok en krets der spolen 11 har et midt-uttak,der uttaket på spolen er koplet til motstanden 19 og de motstående ender av spolen er koplet til de faste kontakter 16 ;og 17.;En alternativ virkemåte for akselerometermekanismen;som er beskrevet ovenfor, er å tilføre spolen 11 en strøm som øker lineært i forhold til tiden fra null hver gang kontaktene 15 og 16 slutter og som går tilbake til null når kontaktene deretter bryter. ;På fig. 3a er spolen 11 i serie med en motstand 35;og en Darlington parforsterker 36 (strømforsterker) ved hjelp av hvilken den er koplet til en positiv tilførselsskinne. ;En tidsstyrekondensator 38 som er koplet til en null-potensial skinne 37' lades fra tilførselsskinnen 37 ved hjelp av en konstant strøm gjennom en motstand 39 slik at spenningen over strømmen øker lineært med tiden. ;Kondensatoren er koplet til forsterkeren 36 slik at strømmen gjennom forsterkeren 36 og derfor gjennom viklingene 11 øker lineært med spenningen over kondensatoren 38. Kondensatoren er også koplet til en spenningsstyrt brytekrets 40 som kan omfatte en programmerbar sjikttransistor med transistorene 41 og 42. En spenningsdeler 43 er dannet av to motstander 44 ;og 45 som er koplet mellom tilførselsskinnene og skaper et referansepotensial ved deres sammenkopling 46 slik at når emitter- ;potensialet for transistoren 41 overskrider dette referansepotensial f vil transistorene 41 og 42 lede og lade ut kondensar toren. En diode 4 7 kompenserer for temperaturens virkninger over emitter-basispunktet for transtoren 41. En motstand 48 danner en lekkasjebane fra katoden i dioden 47 til null-potensialskinnen. ;En bryter 49 i serie med spenningsdeleren omfatter kontaktene 15 og 16 i akselerometeret. ;Under bruk og når akselerometeret står stille, er bryteren 49 åpen. Koplingspunktet 46 har derfor null potensial og på grunn av motstanden 48 arbeider brytekretsen 40 øyeblikkelig etterat kondensatoren 38 begynner å lades opp. Av denne grunn kan spenningen over kondensatoren ikke stige og ingen strøm tillates å flyte gjennom spolen 11. ;Når akselerometeret utsettes for akselerasjon slik at bryteren 49 slutter, vil spenningen ved 46 stige til den på forhånd bestemte verdi og brytekretsen 40 koples av slik at kondensatoren 38 tillates å bli ladet lineært og tillater strøm-men gjennom spolen 11 å øke lineært. Når strømmen når en verdi som er tilstrekkelig stor til at treghetsmassens dreiemoment overvinner akselerasjonskraften, blir bryteren 49 åpnet og potensialet ved 46 faller. Brytekretsen 40 virker øyeblikkelig og lader ut kondensatoren 38 som stanser strømmen gjennom spolen 11. Hvis akselerometeret fortsatt blir utsatt for akselerasjon vil treghetsmassen igjen beveges slik at bryteren 49 slutter og kondensatoren 38 begynner å bli ladet opp. Denne virkning gjen-tar seg og er vist med bølgeformen på fig. 3b. Bølgeformen viser hvorledes strømmen gjennom spolen 11 (målt som spenning over motstanden 35) varierer med tiden. Man vil se at bølgeformen omfatter en rekke svingninger som utgjør en sagtannet bølgef orm*;50 for et akselerasjonsnivå på a^. For høyere akselerasjonsverdier a_2tar det lenger tid for strømmen å stige til den høyere verdi som er nødvendig for å overvinne en kraft som virker på treghetsmassen og bølgeformens 51 periode øker proporsjonalt med verdien av akselerasjonen. Hvis akselerasjonskraften er slik at kondensatoren lader til et potensial som er større enn det ved 46 før bryteren 49 åpner vil brytekretsen 40 tre i virksomhet. Kondensatoren 38 utlades og brytekretsen 40 bryter når kondensatoren pånytt lades. Ved og over nivået for akselerasjonsverdien a^ vil således systemet svinge med en konstant frekvens. During operation, when the accelerometer is not subjected to any acceleration, the contact part 15 and the arm 14 are in the initial position and are balanced with the arm 14 between the fixed contacts 16 and 17. If the accelerometer is subjected to an acceleration in the direction of the arrow 20 ( to the right of Fig. 1) the inertia in the arm 14 will cause it to be somewhat behind in its movement compared to the rest of the device, and the contacts 15 and 16 will close. This causes current to flow through the coil 11 so that the magnet rotates anti-clockwise and the contacts break. If the accelerometer is still exposed to acceleration, the arm 14 will again move in relation to the coil towards the contact 16. The contacts 15 and 16 therefore carry out continuous breaking and closing as long as the acceleration lasts. The current that flows through the coil 11, and therefore the voltage that occurs across the resistor 19, is not continuous, but the voltage across the resistor can be measured at the terminals 21 and give an average value that is in a definite relationship to the magnitude of the acceleration. The time when contacts 15 and 16 are closed is proportional to this size and the average voltage increases linearly with increasing value of the acceleration. The symmetry of the device is such that the accelerometer works when moving in both directions, and an acceleration in opposite directions can be measured by using a further coil 22 which is wound in the opposite direction and lies outside the coil 11. The electrical connections for such coil is shown in fig. 2a with dashed lines, and the coil is connected between the resistor 19 and the fixed contact 17. Sensitivity to movement in both directions is particularly appropriate under working conditions where the accelerometer is exposed to vibration force in addition to the acceleration force. If the acceleration is constant, but the accelerometer and/or the body to which it is attached is subjected to cyclic vibration, the instantaneous value of the acceleration will vary with respect to time. In this case, the output obtained by breaking and closing between contacts 15 and 16 will lie in an average reading for the average acceleration, and this is equal to the real acceleration. If, however, the acceleration force is low or the additional vibrations are large, the instantaneous value of the acceleration becomes negative. Sensitivity in one direction, that is without the fixed contact 17, would cause the accelerometer not to register this negative part and would give a false reading. Sensitivity in both directions makes it possible to take the negative acceleration into account, and the average acceleration is equal to the actual value. ;In the range over which acceleration can be measured depends on the inertia of the mass. The area can be expanded by increasing the inertial mass. For a specific mass, the limit values for the range can be shifted in the same way by biasing the arm with a stimulated acceleration to move the range in relation to a reference value for the acceleration. For example, a direct current can be passed through the coil or each of the coils to move the arm 14 as if the accelerometer were subjected to acceleration. A small current passed through the coil to bias arm 14 closer to contact 16 would be used to make the accelerometer very sensitive to small acceleration forces. A direct current can be passed through the further coil or in the opposite direction through the coil 11 to bias the arm away from the contact 16, so that a greater acceleration force is required for the contact 15 on the arm 14 to meet the contact 16. The inertial mass can be of the magnet itself if this is mounted with the axis of rotation offset from the magnet's center of mass. The magnet is then biased by gravity to a stable position inside the coil with the magnetic N-S axis running across the axis of the coil. The magnet can have the movable contact, with fixed contacts on each side or on one side, located at a predetermined distance. The contacts can be replaced by radiation-sensitive devices such as e.g. can be shaded by moving the magnet over the predetermined distance. Fig. 2b shows an alternative form of circuit where a simple coil 11 is used with two current sources with opposite polarity. The contact 15 connects the coil either to the positive or the negative potential in relation to earth by means of resistors 23 and 24 which are connected to the fixed contacts. The other end of the coil is connected to a common ground through a resistance 25 across which a voltage appears which is proportional to the current flowing in the coil. The mass of inertia can be biased to a stable position with a biasing current which is led through the coil 11 when the contacts 15 and 16 are open or by using an additional coil. Such biasing of the mass of inertia is useful when it comes to checking and calibrating the accelerometer mechanism before it is actually used, as the biasing can simulate acceleration conditions. The accelerometer can be small in dimensions and have a coil 11 with a diameter of approximately 6 mm. Because you can use a magnet or an arm with a small inertial mass, the coil 11 only needs to carry a very low current to produce the rotation, and the accelerometer has a very short sensitivity time. The contacts 16 and 17 can be replaced by radiation-sensitive devices in a radiation path with e.g. a light-emitting diode, the current to the coil or coils being connected by transistors which are made to conduct when the arm 14 breaks the beam. Fig. 2c shows yet another circuit where the coil 11 has a central outlet, where the outlet on the coil is connected to the resistor 19 and the opposite ends of the coil are connected to the fixed contacts 16 and 17.; An alternative mode of operation for the accelerometer mechanism; which is described above, supplying the coil 11 is a current which increases linearly with time from zero each time the contacts 15 and 16 close and which returns to zero when the contacts then break. ; On fig. 3a, the coil 11 is in series with a resistor 35; and a Darlington pair amplifier 36 (current amplifier) by means of which it is connected to a positive supply rail. A timing capacitor 38 which is connected to a zero-potential rail 37' is charged from the supply rail 37 by means of a constant current through a resistor 39 so that the voltage across the current increases linearly with time. The capacitor is connected to the amplifier 36 so that the current through the amplifier 36 and therefore through the windings 11 increases linearly with the voltage across the capacitor 38. The capacitor is also connected to a voltage-controlled switching circuit 40 which may comprise a programmable layer transistor with transistors 41 and 42. A voltage divider 43 is formed by two resistors 44 and 45 which are connected between the supply rails and create a reference potential at their connection 46 so that when the emitter potential of the transistor 41 exceeds this reference potential f, the transistors 41 and 42 will conduct and discharge the capacitor. A diode 47 compensates for the effects of the temperature across the emitter-base point of the transistor 41. A resistor 48 forms a leakage path from the cathode of the diode 47 to the zero potential rail. A switch 49 in series with the voltage divider comprises contacts 15 and 16 in the accelerometer. ;During use and when the accelerometer is stationary, switch 49 is open. The connection point 46 therefore has zero potential and because of the resistance 48, the breaker circuit 40 operates immediately after the capacitor 38 begins to charge up. For this reason the voltage across the capacitor cannot rise and no current is allowed to flow through the coil 11. ;When the accelerometer is subjected to acceleration such that the switch 49 closes, the voltage at 46 will rise to the predetermined value and the switch circuit 40 is disconnected so that the capacitor 38 is allowed to be charged linearly and allows the current through the coil 11 to increase linearly. When the current reaches a value sufficiently large for the torque of the mass of inertia to overcome the acceleration force, the switch 49 is opened and the potential at 46 falls. The switch circuit 40 acts instantly and discharges the capacitor 38 which stops the current through the coil 11. If the accelerometer is still subjected to acceleration, the inertial mass will move again so that the switch 49 closes and the capacitor 38 starts to be charged. This effect repeats itself and is shown by the waveform in fig. 3b. The waveform shows how the current through the coil 11 (measured as voltage across the resistor 35) varies with time. It will be seen that the waveform comprises a series of oscillations which constitute a sawtooth waveform*;50 for an acceleration level of a^. For higher acceleration values a_2, it takes longer for the current to rise to the higher value necessary to overcome a force acting on the inertial mass and the period of the waveform 51 increases proportionally to the value of the acceleration. If the acceleration force is such that the capacitor charges to a potential greater than that at 46 before the switch 49 opens, the switch circuit 40 will operate. The capacitor 38 is discharged and the breaking circuit 40 breaks when the capacitor is recharged. At and above the level of the acceleration value a^, the system will thus oscillate with a constant frequency.

Man vij. se. a,v fig. 3b at verdien a^ danner grensen for målbar akselerasjon. Ved et nivå under a^vil perioden for bølgeformen være proporsjonal med nivået for akseleras sjonen a^ eller bølgeformfrekvensen f tilnærmet lik i .. Mon vij. see. a,v fig. 3b that the value a^ forms the limit for measurable acceleration. At a level below a^, the period of the waveform will be proportional to the level of the acceleration a^ or the waveform frequency f approximately equal to ..

Akselerometeret kan bringes til å være følsom overr for akselerasjonskretser i motsatterretninger ved hjelp av en komplementær (ikke vist) krets tilsluttet spolen 11 ved klem-? men 5 3. The accelerometer can be made to be sensitive to acceleration circuits in opposite directions by means of a complementary (not shown) circuit connected to the coil 11 by clamp-? but 5 3.

Claims

1. Force-balanced accelerometer, characterized by an electric coil which, when passed through it with current, produces a magnetic field with a field strength proportional to the magnitude of the current, a magnet pivotally mounted in the field of the coil for rotation about a transverse axis of both the axis between the north and south poles of the magnet and the axis of the magnetic field in the coil, an inertial mass fixed relative to the magnet and offset from its axis of rotation, which inertial mass is biased towards a stable position, an electrical switch which is brought to close by a movement of the mass due to acceleration force over a predetermined angular movement from the stable position, to cause a current to flow in the coil to create a magnetic field which interacts with the magnet's field to turn the magnet in a direction opposite to the angular movement and open the switch, the resulting vibrating motion of the mass producing an intermittent current in the coil as the average value, measure t in relation to time indicates the magnitude of the acceleration ion force.

2. Force-balanced accelerometer as stated in claim 1, characterized in that the rotation axis of the magnet is largely perpendicular to the N-S axis of the magnet.

3. Force-balanced accelerometer as specified in claim 1 or 2, characterized in that the axis of rotation of the magnet is largely perpendicular to the axis of the coil's field.

4. Force-balanced accelerometer as stated in any one of claims 1-3, characterized by devices for moving the limits of the accelerometer's working area with equal values in the same direction by changing the field strength f oi? coil's magnetic field with a constant value. •

5. Force-balanced accelerometer as stated in claim 4, characterized in that the change in field strength of the coil's field is produced by a constant direct current which is caused to flow through the coil together with the current due to closure of the electrical switch.

6. Force-balanced accelerometer as stated in any of the preceding claims, characterized in that the inertial mass is biased to a stable position by gravity.

7. Force-balanced accelerometer as stated in any of the preceding claims, characterized in that the inertial mass is constituted by the magnet, which magnet is pivotably stored for rotation about an axis offset from the magnet's center of mass.

8. Force-balanced accelerometer as stated in any one of the preceding claims, characterized in that the electrical switch comprises an optical radiation source and a radiation detector, as well as devices carried by the mass for changing the level of the radiation that reaches the detector tower.

9. A force-balanced accelerometer as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that when the switch closes, a constant direct current is caused to flow through the coil.

10. A force-balanced accelerometer as set forth in any one of claims 1-8, characterized in that when the switch closes, a direct current of linearly increasing value is caused to flow through the coil.