SE441394B - Aggregat for anvendning i en transor - Google Patents

Aggregat for anvendning i en transor

Info

Publication number
SE441394B
SE441394B SE8007206A SE8007206A SE441394B SE 441394 B SE441394 B SE 441394B SE 8007206 A SE8007206 A SE 8007206A SE 8007206 A SE8007206 A SE 8007206A SE 441394 B SE441394 B SE 441394B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
stator
support
sensing
centroid
movable
Prior art date
Application number
SE8007206A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8007206L (sv
Inventor
R A Hanson
Original Assignee
Sundstrand Data Control
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sundstrand Data Control filed Critical Sundstrand Data Control
Publication of SE8007206L publication Critical patent/SE8007206L/sv
Publication of SE441394B publication Critical patent/SE441394B/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
    • G01P15/132Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electromagnetic counterbalancing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

Description

l0 fw 20 25 30 35 40 8007206-9D 2 används för att alstra signaler som anger läget för aggregatet inuti instrumentet, vilket i sin tur används för att alstra en ström till en återställande spole fäst vid det seismiska aggregatet för att återställa den seismiska massan till ett förut- bestämt läge inuti instrumentet. Spänningar i de flexibla organen i servoläget kan resultera i en icke önskad förspänning i utgàngssignalen eftersom instrumentet kommer att försöka att övervinna krafter som alstras i de flexibla organen. Vid ett instru- ment med öppen slinga kommer spänningar i detflexibla organet att förorsaka en rörelse hos avkänningselementet, vilket även alstrar ett förspänningsfel i utgångs- signalen. En källa för förspänningskrafter som kan överföras till_de flexibla organen härrör frân sättet att fästa bärelementet vid aggregatets statorelement. Eftersom ' ytan hos statorelementen, som anligger mot den ringformade bärringen.av praktiska skäl inte kan göras fullständigt plan komner fastgöringen av bärringen, som ej heller är fullständigt plan, att i de flesta fallen åstadkomma spänningskrafter i både det yttre bärelementet och i de flexibla organen.
Ett sätt att reducera spänningarna son överföres till de flexibla organen i ett transoraggregat anges i den amerikanska patentskriften 3.702.073. Det ringformade yttre bärelementet klämmes mellan statorelementen, varvid distanselenent eller distanskuggar är inskjutna mellan ytorna hos statorelementen och bärringen. I nämnda amerikanska patentskrift används tre par av kuggar fördelade ungefär l20° omkring bär- elementet. Emellertid kan även vid en sådan montering icke önskade spänningskrafter alstras i den ringformade bärringen, vilka krafter kan överföras till de flexibla bärorganen för den seismiska massan.
Ett andra sätt att reducera inverkan av monteringsspänningar anges i den ameri- kanska patentskriften 3.339.4l9. Häri anges en utföringsform där bärelementet är fribärande och i sin tur uppbär ett fribärande rörligt element med huvudsakligen hälften av ett cirkulärt rörligt element och ett cirkulärt avkänningselenent på vardera sidan om den fribärande bärkanten. Genom detta sätt reduceras känsligheten för rotationsspänningar genom att huvudsakligen lika ytor hos det rörliga elenentet och ett cirkulärt avkänningselement befinner sig på vars en sida om monteringslinjen för bärelementet. .
Enellertid är det vanligen varken praktiskt eller önskvärt att använda en cirkulär avkänningsyta. Det är verkligen mycket mer effektivt att koncentrera avkän- ningsytan på ett maximalt radiellt avstånd från svängaxeln hos en pendeltransor för att maximera avkänningselementets vinkelrörelse.
Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett aggregat för användning i en transor som har åtminstone ett statorelement, varvid aggregatet innefattar ett bärelement med flexibla bärorgan och ett rörligt element, som innefattar en icke cirkulär avkänningsyta och åtminstone ett bärorgan, som är inskjutet mellan statorn och bärelementet så att kanterna hos bärorganet eller -organen är huvudsakligen inriktade med centroiden för avkänningsytan. I det fallet l5 20 25 30 35 40 s 8007206-9 att elektriska ledningar är anordnade på bärelementet och det rörliga elementet för att elektriskt förbinda avkänningsytan med bärelementet så är kanterna hos bärorgar huvudsakligen inriktade med centroiden för den kombinerade avkänningsytan och de elektriska ledningarnas yta.
Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett aggregat med en vikt eller massa för användning i en acceleromater, som har första och andra statorlement. Aggregatet innefattar ett ringformat bärelement, som är infäst mellan statorelementen, och ett rörligt element, som innefattar en icke ciri avkänningsyta, som är flexibelt uppburen av bärelementet. Vidare är ett antal bär- organ anordnade mellan statorerna och bärelementet och så placerade för att medge att det parti av bärelementet, som är flexibelt förbundet med det rörliga elementei kan förflyttas relativt statorerna. Kanterna för bärorganen, över vilka bärelemente kan rotera, är inriktade med centroiden för avkänningsytan för att minimera spännir i bärelementet. I det fallet elektriska ledningar är förbundna med bärelementet, de flexibla organen och det rörliga elementet hos accelerometern för att elektriskt förbinda avkänningsytan med bärelementet, så är kanterna hos bärorganen eller dis- tanselementen inriktade med centroiden för den kombinerade avkänningsytan och den elektriska ledningsytan.
Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en bärkonstruktior för användning i transorer, som har ett statorelement, ett rörligt element innefatt de en avkänningsanordning, vilket element uppbäres av ett flexibelt organ, som är förbundet med ett cirkulärt bärelement. Ett parti av bärelementet är fäst vid statc Bärelementet innefattar ytterligare flexibla partier, som medger att bärelementet kan utböjas i en radiell riktning belägen på ett maximalt avstånd frän partiet som är fäst vid statorn, för att minimera spänningar i bärelementet härrörande från fas göringen av bärelementet vid statorn.
I uppfinningen sådan den visas är ett flertal bärelement fribärande uppburna av transorns statorer på ett sådant sätt att de resulterande monteringsspänningarna vid den fribärande rotationsaxeln uppstår omkring en axel som innefattar centroiden för avkänningsanordningen. Centroiden eller yttyngdpunkten för en kropp av ett homogent material sanmanfaller med tyngdpunkten för kroppen. Det har också befunnit vara önskvärt att innefatta ytan av de elektriska ledningarna som förbinder avkän- ningsanordningen med kontakter på bärkonstruktionen vid beräkningen av centroiden.
Vidare reduceras instrumentets känslighet för monteringsspänningar genom att maxime separationen av de flexibla organen son förbinder det rörliga elementet med bärele- mentet från den fribäranie punkt där npnteringsspänningarna induceras. Denna inrikt ning har de ytterligare fördelarna att inte erfordra användningen av en symmetrisk utformning på avkänningsytan eller att avkänningsytan är centrerad på det rörliga elementet. Det bör bemärkas att de flesta avkänningsanordningar är känsliga ej enda för vinkelrotationer av avkänningsytan utan även för linjär rörelse hos avkännings- l0 l5- 20 25 30 35 40 soovzoe-9 ¿ centroiden.
I det fallet att avkänningsytan är huvudsakligen cirkulär, såsom i den ameri- kanska-patentskriften 3.339.4l9, alstrar en rotation omkring en linje för lika yta en avsevärt reducerad utgângskänslighet för sådan vinkelrörelse. Inom området för precisionstransorer är emellertid en fullständig eliminering av alla sådana felkällor ett kontinuerligt mål. Således kommer rotation av bärelementet omkring en axel som innefattar avkänningsanordningens centroid att åstadkomma en maximal reduktion i vinkelkänslighet i det fall där avkänningsytan ej är cirkulär och ej heller nödvän- digtvis symmetrisk. Känsligheten för vinkelrörelse kan ytterligare reduceras i transorer som har elektriska ledare belägna på bärelementet, de flexibla organen och det rörliga elementet för att förbinda avkänningsytan med bärelementet genom att innefatta ytan av de elektriska ledningarna vid beräkningarna av centroiden, genom vilken rotationsaxeln passerar. För att ytterligare reducera känsligheten för vinkel- rörelse i transorer som använder kapacitiv avkänning skall vilken som helst variation i det nominella avståndet mellan avkänningsanordningen och den elektriskt ledande ytan hos transorns statorer tagas i beräkning vid beräkning av centroiden, så att ytan reduceras som en funktion av ökat nominellt avstånd från statorerna. Detta beror på att kapacitansen minskar som en direkt funktion av avståndet mellan tvâ plattor.
Om det var möjligt att placera centroiden för avkänningsytan exakt på rotations- axeln.för bärelementet skulle transorns avkänningsanordning vara känslig endast för linjär rörelse och skulle ha ingen felsignal inducerad vid vinkelrotation av bärele- mentet omkring nämnda axel. Exempelvis anges en teoretisk reduktion av l0:l är möjlig för rotationsinducerade fel i en cirkulär accelerationstransor med en diameter av 25 mm och av den typ som anges i den amerikanska patentskriften 3.702.073.
Förbättringen härrör från placeringen av rotationsaxeln för bärelementet pâ centroiden för den bâgformade avkänningsytan till skillnad frân centrum för en bågformad avkän- ningsyta såsom angives vid en cirkulär avkänningsanordning enligt den amerikanska patentskriften 3.339.419. Den aktuella felreduceringen blir naturligtvis i det praktiska fallet beroende på tillverkningstoleranser vid tillverkningen av instrumen- tet.
I exemplifierande syfte beskrives här nedan nâgra föredragna utföringsformer av uppfinningen under hänvisning till ritningarna. Därvid är fig. l en sprängvy över enaaccelerometer innefattande tidigare kända anordningar för att uppbära ett rörligt element i samband med avkänningsanordningen och i form av en seismisk massa.
Fig. 2 är en planvy över ett massaggregat enligt en första utföringsform av upp- finningen för användning i en accelerometer. Fig. 3 är en planvy över ett parti av ett massaggregat enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Fig. 4 är en planvy över ett parti av ett massaggregat enligt en tredje utföringšform av upp- finningen. Fig. 5 är en planvy över ett parti av ett massaggregat enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen. Fig. 6 är en tvärsnittsvy genom en accelerometer 10 15 20 25 30 35 40 s 8007206-9 en1igt uppfinningen. Fig. 7 är en förenk1ad tvärsnittsvy över en acce1erometer av typ som visas i fig. 6 och använder ett massaggregat av konisk typ.
I fig. 1 visas ett rör1igt e1ement i en avkänningsanordning i en explosionsv för en acce1erations-transor av den typ som anges i den amerikanska patentskriften 3.702.073. Denna utföringsform visas i beskrivande syfte och acce1erometern inne- fattar en övre magnet e11er statorkonstruktion 10 och en nedre magnet e11er stator konstruktion 12. I den övre 10 och den nedre 12 statorkonstruktionen finns permane magneter såsom visas i den nedre statorkonstruktionen 12 vid 14. Vidare innefattar den nedre statorkonstruktionen bärposter för e1ektriska 1edningar 16 och 18.
Vidare finns ett rör1igt e1ementaggregat iform av ett massaggregat 20 av tidigare känd typ. I massaggregatet finns ett yttre ringformat bäre1ement 22, som är uppbur me11an mot varandra be1ägna ytor 19 och 21 hos den övre statorkonstruktionen 10 oc den nedre statorkonstruktionen 12 mede1st par av distanse1enent e11er monterings- kuddar 24 pâ e1ementet 22. Den nedre kudden hos varje par av monteringskuddar visa inte på ritningarna. Vid den tidigare kända utföringsformen p1acerades varje par a monteringskuddar 24 ungefär 1200 fràn varandra utmed bärringen 22. Massaggregatet 20 innefattar en rör1ig tunga 26, som sträcker sig radie11t inåt frán den yttre hä ringen 22. Pâ varje sida om tungan 26 finns ett eiektriskt 1edande materia1 28 av formad form, som fungerar som en kapacitiv avkänningsyta e11er -p1atta. De kapacit avkänningsp1attorna 28 på den övre och den nedre ytan av tungan 26 samverkar med motstàende ytor 19 och 21 pâ den övre och nedre statorkonstruktionen 10 och 12 för att åstadkomma ett kapacitivt avkänningssystem.
På varje sida om tungan 26 finns en kraftäterstäilande spo1e 30. Såsom är vä1känt inom området samverkar de âterstä11ande spo1arna 30 med permanentmagnetern 14 för att hà11a tungan 26 i ett förutbestämt 1äge re1ativt bärringen 22.
Tunge1ementet 26 innefattande kraftspo1arna 30 är förbundet med bärringen 22 mede1st ett par f1exib1a e1ement 32 och 34. Dessa f1exib1a e1ement 32 och 34 medger att det seismiska e1ementet innefattande tungan 26 och spo1en 30 kan röra sig på ett roterande pende11iknande sätt re1ativt den ringformade bärringen 22.
Tungan 26 kommer att röra sig i beroende av krafter utmed käns1ighetsaxe1n 35 för acce1erometern. Pâ bärringen 22 och de f1exib1a e1ementen 32 och 34 finns avkännin 1edningar 36 och 38 av tunnfi1m, som åstadkommer e1ektrisk förbinde1se ti11 konden satorp1attorna 28 och kraftspo1arna 30.
Såsom nämnts ovan kan fastgöringen av bärringen 22 vid statore1ementen 10 oc 12 resu1tera i stora spänningar i den yttre bärringen 22 och dessa spänningar kan överföras ti11 de f1exib1a e1ementen 32 och 34. De resu1terande spänningarna i de f1exib1a e1ementen 32 och 34 kan medföra att ström matas genom kraftspo1arna i en servostyrd acce1erometer, varigenom introduceras ett avsevärt förspänningsfe1 i signa1utgângen från acce1erometern.
I fig. 2 visas en första utföringsform av uppfinningen i form av ett seismis lü 15 20 25 30 35 40 8007206-9 j a aggregat som har en huvudsakligen cirkulär form och är av den typ som visas i fig. l vid 20. Par av kuddar eller distanselement är anordnade på det ringformade bärelemen- tet 22 för att reducera inverkningar av spänningar i bärringen 22 när den övre statorn l0 och den nedre statorn l2 sammanklämmes. Det bör noteras att iden enligt före- liggande uppfinning kan tillämpas likaväl pâ icke cirkulära former och konstruktioner och likaledes på kontinuerliga ytor till skillnad från kuddmonteringar. Idén enligt uppfinningen kan också tillämpas pä transorer där det yttre bärelementet 22 är för- bundet med en enda statdr antingen genom fastklämning, lindning eller på andra sätt.
Uppfinningen kan också tillämpas vid andra typer av avkänningsanordningar, inne- fattande optiska typer, som kanske inte erfordrar ett avkänningselement som sådant på det rörliga elementet.
I fig. 2 anger hänvisningsbeteckningarna 22, 26, 28, 30, 32 och 34 liknande element som angivits i samband med fig. l. Ett första par bärorgan eller kuddar 40 är belägna på det cirkulära bärelementet 22, en på den övre ytan och en (ej visad) pâ den nedre ytan. Kuddarna 40 och 44 har företrädesvis sina kanter huvudsakligen inriktade med centroiden för avkänningselementet 28 såsom anges med linjen 42.
Centroiden för avkänningselementet anges vid 4l i fig. 2. När avkänningselementet är ett plant elenent med likformig tjocklek, såsom en tunn beläggning av en ledande metall för att bilda kondensatorplattor, så kommer centroiden 4l för avkänningselemen- tet att vara centroiden för avkänningsytan. Vid centroiden för avkänningsytan 28 i fig. 2 är avkänningsytan pâ en sida om axeln 42 ggr radien för centroiden för denna yta lika med samma kvantitet pâ andra sidan om axeln.
Pâ liknande sätt är ett andra par distanselement eller bärorgan 44 belägna pà den andra sidan om bärringen 22 huvudsakligen inriktade med axeln 42. Ett tredje par distanselement 46 är belägna på den böjliga bärringen 22 på-en sida motbelägen de flexibla elementen 32 och 34. göra distanselementen 40, 44 och 46 sä små som möjliga för att reducera spänningar i den flexibla bärringen 22, kan det finnas omständigheter där det är önskvärt att Även om det normalt är avsevärt mer gynnsamt att g kombinera distanselementen 40, 44 och 46 till ett enda elenent. Oberoende av om separata distanselenent används såsom visas i fig. 2 eller ett enda bâgformat distans- element används förlöpande från läget för distanselementet 40 till läget för distans- elementet 44 såsom diskuterats här ovan, är det mest fördelaktigt att ha den effektiva rotationsaxeln för det fribärande partiet av bärringen 22 huvudsakligen sammanfallande med en linje eller axel 42 genom centroiden 4l för avkänningselementet 28. Genom att placera distanselementen eller kuddarna på detta sätt kommer en rörelse hos centroiden 4l för avkänningselementet 28 parallellt med känslighetsaxeln 35 för instrumentet såsom visas i fig. l, på grund av spänningar inducerade i bärringen genom fastkläm- ning medelst statorelementen l0 och l2, att väsentligt reduceras. Detta beror på det faktum att rotation omkring centroiden för avkänningsytan kommer att alstra lika avkänningseffekter på ömse sidor om rotationsaxeln, varigenom avkänningsfel på grund 10 15 20 25 30 35 40 7 8007206-9 av spänningar i de flexibla elementen tenderas att utsläckas.
Såsom visas i utföringsformen enligt fig. 2 är det önskvärt att ha leden, som består av de flexibla elementen 32 och 34 och som uppbär tungan eller det rörliga elementet 26 belägna så långt som möjligt från axeln 42 för att minimera spänningarna i de flexibla elementen 32 och 34. Avkänningsplattan 28 skall vara belägen pâ det rörliga elementet 26 sä långt som möjligt bort från de flexibla elementen 32 och 34 så att den kan erhålla maximal fördel eller känslighet för vinkelrotation av tungan 26. Känsligheten för avkänningen ökar som en funktion med avståndet för avkännings- ytan från rotationsaxeln för tungan 26. Genom att placera avkänningsytan med en båg- formad form som visas i fig. 2, kan maximal avkänningsyta bli placerad så langt som möjligt bort från de flexibla organen 32 och 34. I fig. 3 visas en utföringsform av uppfinningen med ytterligare flexibla partier 48 och 50, som utgöres av bâgformads urtagningar i det ringformade bärelementet 22 företrädesvis belägna vid ett maximalt avstånd från monteringskuddarna 40 och 44. Dessa ytterligare flexibla partier 48 och 50 medger att ett parti av bärringen 22 kan utböjas i en radiell riktning. Även om en kontinuerlig monteringsyta från kudden 40 till kudden 44 används skulle detta arrangemang vara önskvärt. Kombinationen av de flexibla partierna 48 och 50 till- sammans med en maximal separation av de flexibla elementen 32 och 34 från rotations- axeln 42 för bärringen 22 resulterar i en ökad känslighet för radiella spänningar i bärringen 22 vad gäller spänningar alstrade i de flexibla elementen 32 och 34.
I fig. 4 visas en utföringsform av uppfinningen i en form där ett rörligt element 60 är utformat för linjär rörelse till skillnad från den roterande pendel- rörelsen hos tungan 26 i fig. 2 och 3. I denna utföringsform finns ett par flexibla translationselement 70 och 72 anordnade mellan bärelementet 62 och det rörliga elenentet 60 för att medge att det rörliga elementet 60 rör sig i en linjär rikt- ning vinkelrät mot planet för bärelehentet 62 utmed känslighetsaxeln 35 såsom visas i fig. l, hos instrumentet. Samma principer för uppfinningen är tillämpbara på denna utföringsform, varvid spänningar i ett bärelement 62 resulterar i en reducerad röreh hos centroiden 63 för ett lägesavkännande element 66, genom inriktning av bärkuddar eller bärelement 40 och 44 utmed en axel 64, som innefattar centroiden 63 för avkän- ningselementet 66. Denna princip är inte begränsad till cirkulära avkänningsutform- ningar och ej heller till avkänningsanordningar av kapacitiv typ och kan också kombi neras med radiella spänningsavlastande utformningar som visas i fig. 3. Vidare kan de tva translationselementen 70 och 72 befinna sig vid andra lägen än de som visas relativt bärringen 62. Vidare är bärelenentet 62 utformat med en bàgformad slits 74, som kan öka effekten av placeringen av distanselementen 40 och 44 för denna specielt utföringsform.
Ytterligare ett utföringssystem av uppfinningen visas i fig. 5. De element i fig. 5 som har hänvisningsbeteckningarna 22, 26, 28, 32, 34, 48, 40, 41, 42, 44 och 46 motsvarar huvudsakligen element med samma hänvisningsbeteckningar i fig. l och 2. l0 l5 20 25 30 35 40 8007206-9 s En skillnad mellan aggregaten enligt fig. l och 5 avser det faktum att den elektriska avkänningsledningen 36, som används för att åstadkomma en elektrisk förbindelse med kraftspolen 30 såsom visas i fig. l, ej visas i fig. 5. Förutom den elektriska led- ningen 38 uppvisar aggregatet i fig. 5 en liknande elektrisk ledning belägen på andra sidan av aggregatet, som ej är synlig i planvyn enligt fig. 5 och som åstadkommer förbindelse med en kapacitiv avkänningsyta på den andra sidan av aggregatet motsvarande avkänningsytan_28 och över det flexibla elementet 32 till en kontakt på bärelementet 22.
Genom att placera kanterna hos distanselementen 40 och 44 så att rotationsaxeln 42 för bärelementet 22 passerar genom centroiden av den kombinerade ytan av avkän- ningsplattorna inklusive plattan 28 och elektriska ledningar inklusive ledningen 38, som förbinder avkänningsplattorna med bärelementet, kan känsligheten för vinkelrörelse ytterligare reduceras. Eftersom de elektriska ledningarna som är förbundna med av- känningsplattorna i en transor som använder ett kapacitivt avkänningssystem, har en mätbar effekt på den avkända signalen medför en medtagning av den elektriska lednings- ytan vid beräkningen av centroiden 4l en avsevärd reducering av den typ av fel som härrör från spänningar inducerade av vinkelrörelse av aggregatet.
I en krafttransor såsom accelerometern enligt fig. 6 som använder kapacitiv avkänning kan fel härrörande från icke önskad vinkelrotation ytterligare reduceras genom beaktande av det relativa avståndet av den nominella placeringen av avkännings- ytan och de elektriska ledningarna från statorn, vid beräkningen av centroiden för avkänningsytan och de elektriska ledningarnas yta. Eftersom kapacitansen varierar omvänt proportionellt mot avståndet mellan kondensatorplattorna kommer den relativa kapacitansen som uppmätes vid dessa partier av avkänningsytan och de elektriska led- ningarnas ytor att minska när det nominella avståndet från statorn ökar, varvid sta- torn fungerar som den yttre kondensatorplattan i en transor av denna typ. Vid beräk- ningen av centroiden för avkänningsytan och de elektriska ledningarnas yta reduceras ytan hos avkänningsytan och de elektriska ledningarnas yta som en direkt funktion av det förutbestämda nominella avståndet hos varje yta från de partier av statorn som fungerar som kondensatorplattor.
Denna idé visas i fig. 6, som utgör ett tvärsnitt genom en accelerometer enligt fig. l. Hänvisningsbeteckningarna l0, l2, l4, l9, 20, 2l, 22, 26, 30, 34 och 46 mot- svarar element med samma hänvisningsbeteckningar i fig. l och 5. Exempelvis har de flexibla elementen 34, såsom visas i fig. 6, en avsevärt reducerad tjocklek jämfört med övriga delar av tungan 20, och erhåller därigenom en ökning av det förutbestämda nominella avståndet hos de flexibla elementen 34 från var och en av de plana ytorna l9 och 2l hos statorerna l0 och l2 relativt det nominella avståndet hos avkännings- ytan 28 hos det rörliga elementet 26. Således skall ytan hos de elektriska ledningarna 38 över det flexibla elementet 34, såsom visas i fig. 5, reduceras proportionellt med det ökade nominella avståndet till de plana ytorna l9 och 2l hos statorerna 10 l5 20 9 8007206-9 vid beräkningen av centroiden 4l.
Ett annat exempel på detta betraktningssätt visas i fig. 7, vilken visar ett förenklat tvärsnitt genom den typ av accelerometer som visas i fig. 6. I fig. 7 ärddet rörliga elementet 26, som har avkänningsplattor 28 belägna därpå, avsmalnandi med det relativa nominella avståndet hos avkänningsplattan 28 från de plana ytorna l9 och 2l hos statorerna l0 och l2 ökande i riktning bort från det flexibla element 34. Vid beräkningen av centroiden 4l för ytorna av avkänningsytan och de elektriska ledningarnas yta skall varje parti av elementets yta reduceras som en funktion av det ökade nominella avståndet från statorytorna l9 och Zl. Således kommer i utförim formen enligt fig. 7 ytan hos avkänningsplattan vid änden av det rörliga elementet; belägen på avstånd från det flexibla elementet 34 att erhålla relativt liten vikt eller betydelse vid beräkningen av centroiden 4l, vilket även gäller ytan för de elektriska ledningarna 38 över det flexibla elementet 34. På liknande sätt skall vw tioner i de partier av statorytorna l9 och 2l som fungerar som kondensatorplattor tagas med vid beräkningen av centroiden 4l, Exempelvis innefattar statorytorna I9 och Zl i fig. 7 stegpartier 80 och 82 med ökat nominellt avstånd till det rörliga elementet 26.
Uppfinningen har här ovan beskrivits under hänvisning till föredragna utförin former men en fackman inser att dessa utföringsformer kan modifieras och ändras på många sätt inom uppfinningens ram. Uppfinningen begränsas endast av nedanstående patentkrav.

Claims (4)

.8007206-9 'I Û PATENTKRAV
1. Aggregat för användning i en transor, som innefattar en stator (10,12) , varvid aggregatet innefattar ett bärelerrent (22) , ett rörligt element (26) innefattande åtminstone en icke-cirkulär avkänningsyta (28) , och en för- bindelseanordning (32, 34) för att förbinda det rörliga elementet ned bärelexrentet, varigenom nedges att det rörliga elementet åtminstone i en begränsad utsträckling är rörligt, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone en elektrisk ledning (36 eller 38) är belägen på bärelenentet (22) , det rörliga elenentet (26) och närmda förbindelseanordning (32, 3! 'där att elektriskt förbinda avkänningsytan ned bärelenentet; och att åtminstone ett distanselement (40, 44, 46) är inskjutet nellan statorn (10, 12) och nämnda bärelenent, varvid åtminstone en kant hos distarseleinentet är belägen huvudsakligen inriktad med centroiden (41) för avkäliningsytan (28) och ytan för nämnda elektriska ledning (36 eller 38), varigenom nedges att ett parti av bärelenentet innefattande nämnda-förbindelseanordning kan rotera relativt statorn och rotationsaxeln (42) huvudsakligen passerar genom centroiden (41) för den sammanlagda ytan av avkänningsanordningen och nämnda ledning.
2. Aggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att bärelenentet (32, 34) pendelliknande uppbär det rörliga elementet (26) , vilket är inskjutet nellan och uppburet av det första och det andra statoreleirentet (10, 12) , varvid åtminstone ett distanselement (40, 44 eller 46) är inskjutet mellan åtrninstone ett av statorelenenten ( 10 eller 12) och nämnda bärelenent (22) .så att det rörliga elementet (26) och förbindelseanordningen (32, 34) är belägen på ett förutbestämd: nominellt avstånd mellan det första och det andra statorelenentet (10, 12) och att nämnda distanselerïent (40, 44 eller 46) är beläget för att åstadkomma en fribärande upphängning av ett parti av bärelementet (22) , varvid axeln (42) för fribärande rotation passerar genom centroiden- (41) för summan av ytan av avkänningsytan (28) och ytan av den elektriska ledningen (36 eller 38),
3. Aggregat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att ett av distanselementen (40, 44, 46) är inskjutet nellan varje statorelexrerxt (10, 12) och nämnda bärelenent (22) och att distanselementen (40, 44, 46) är huvud- sakligen inriktade ned centroiden (41) för avkänningsytan (28) .
4. Aggregat enligt något av krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att avkärmingsyt-.an 7:8) och ytan för den elektriska ledningen (36 eller 38)' vid beräkningen av .troiaen (41) minskas som en fmmtionlav nämnda förutbestäffna nominella avstånd för avkälmingsytan och den elektriska ledningens yta från statorn (10 eller 12).
SE8007206A 1979-11-05 1980-10-15 Aggregat for anvendning i en transor SE441394B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/092,240 US4250757A (en) 1979-11-05 1979-11-05 Movable element with position sensing means for transducers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8007206L SE8007206L (sv) 1981-05-06
SE441394B true SE441394B (sv) 1985-09-30

Family

ID=22232324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8007206A SE441394B (sv) 1979-11-05 1980-10-15 Aggregat for anvendning i en transor

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4250757A (sv)
JP (1) JPS6034069B2 (sv)
AU (1) AU525853B2 (sv)
CA (1) CA1139123A (sv)
CH (1) CH642460A5 (sv)
DE (1) DE3041743C2 (sv)
FR (1) FR2468913B2 (sv)
GB (1) GB2062248B (sv)
IT (1) IT1127914B (sv)
NO (1) NO803294L (sv)
SE (1) SE441394B (sv)

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
US4394405A (en) * 1981-07-14 1983-07-19 Sundstrand Data Control, Inc. Method of making force transducer flexure
US4400979A (en) * 1981-07-14 1983-08-30 Sundstrand Data Control, Inc. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane
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
DE69509312T2 (de) * 1994-06-29 1999-11-04 New Sd Inc Beschleunigungsmesser sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US5488865A (en) * 1994-08-15 1996-02-06 Alliedsignal Inc. Wide-band servo accelerometer with flat leaf flexure suspension
WO1997047977A1 (en) 1996-06-11 1997-12-18 Alliedsignal Inc. 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
FR1437946A (fr) * 1964-06-24 1966-05-06 Gen Precision Inc Commande d'amortissement d'accéléromètre
US3283586A (en) * 1964-06-24 1966-11-08 Gen Precision Inc Accelerometer damping control
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
DE3041743A1 (de) 1981-09-03
CH642460A5 (fr) 1984-04-13
GB2062248A (en) 1981-05-20
SE8007206L (sv) 1981-05-06
JPS6034069B2 (ja) 1985-08-06
JPS5682450A (en) 1981-07-06
GB2062248B (en) 1983-06-22
DE3041743C2 (de) 1986-01-02
FR2468913A2 (fr) 1981-05-08
FR2468913B2 (fr) 1985-07-05
CA1139123A (en) 1983-01-11
IT1127914B (it) 1986-05-28
AU525853B2 (en) 1982-12-02
IT8050065A0 (it) 1980-11-03
US4250757A (en) 1981-02-17
AU6345780A (en) 1981-05-14
NO803294L (no) 1981-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE441394B (sv) Aggregat for anvendning i en transor
SE443049B (sv) Kraftbalanserande aggregat
US2716893A (en) Means and apparatus for utilizing gyrodynamic energy
JP3142292B2 (ja) 絶縁した屈曲部を有する加速度計
US3498138A (en) Accelerometer
US4398417A (en) Three-axis accelerometer having flexure bearing with overload protection
US4726228A (en) Accelerometer proof mass interface
US4697455A (en) Accelerometer coil mounting system
US5085079A (en) Accelerometer with mounting/coupling structure for an electronics assembly
EP0407472B1 (en) Stress compensated transducer
JPS6117959A (ja) 加速度計
US4414848A (en) Three-axis accelerometer
US3513711A (en) Subminiature single axis accelerometer
US5182949A (en) Accelerometer with support caging
US4372520A (en) Suspension for three-axis accelerometer
CA1122431A (en) Movable element with position sensing means for transducers
US3176523A (en) Two axis rate gyro
US4398418A (en) Three-axis accelerometer having improved magnet configuration
US5587530A (en) Low stress magnet interface for a force rebalance accelerometer
SE442556B (sv) Uppberningsanordning for en accelerometer
US4462254A (en) Sensor assembly having means for cancellation of harmonic induced bias from a two-axis linear accelerometer
US2505636A (en) Angular accelerometer
JPH0469729B2 (sv)
EP0037626A2 (en) Acceleration or inclination measuring instrument
US3444743A (en) Linear servo accelerometer having a post suspension system

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8007206-9

Effective date: 19920510

Format of ref document f/p: F