DE3734906C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Meßwertaufnehmer zur Messung einer
translatorischen Beschleunigung, insbesondere an Achsen und/oder am
Aufbau eines Kraftfahrzeugs zwecks Fahrwerksregelung, der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 definierten Gattung. Ein derartiger Meßwertaufnehmer
ist bekannt (US-PS 40 91 680 und DE-AS 11 25 204).
Bei solchen bekannten Meßwertaufnehmern stellen die Blattfedern in
ihrer Bewegung nicht festlegbare Gebilde dar, die außerdem sperrig
und bei manchen Einbaubedingungen schlecht unterzubringen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Meßwertaufnehmer zu schaffen, der eine exakte translatorische
Führung hat und dabei eine kompakte Ausbildung aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Meßwertaufnehmer durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Der erfindungsgemäße Meßwertaufnehmer hat den Vorteil, auch bei
Schwingungsfrequenzen bis zu etwa 150 Hz eine phasentreue Abbildung
des Meßwertsignals zu liefern. Ein solcher breitbandiger Meßwertaufnehmer
eignet sich sehr gut für moderne Fahrwerksregelung von Kraftfahrzeugen,
wo Beschleunigungsänderungen in extrem kleinen Zeitintervallen
auftreten.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1
angegebenen Meßwertaufnehmers möglich.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer
Darstellung:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Meßwertaufnehmers
zur Messung einer translatorischen
Beschleunigung,
Fig. 2 eine Ansicht des Meßwertaufnehmers in Richtung
Pfeil II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild der Dehnungs
meßstreifen des Meßwertaufnehmers in Fig. 1-3,
Fig. 5 und 6 jeweils eine Draufsicht des Blattfeder-
Mittelschenkels des Meßwertaufnehmers in
Fig. 1-3 mit einer physischen Anordnung der
Dehnungsmeßstreifen gemäß einem ersten bzw.
zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 eine Ansicht in Richtung Pfeil II in Fig. 1
des Meßwertaufnehmers gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 bis 10 jeweils einen Schnitt einer Dämpfungsvorrich
tung des Meßwertaufnehmers in Fig. 1-3 oder 7
oder 11 oder 12 und 13 gemäß dreier
Ausführungsbeispiele,
Fig. 11 und 12 jeweils eine Draufsicht des Meßwertaufnehmers
gemäß einem dritten und vierten Ausführungs
beispiels,
Fig. 13 eine Seitenansicht des Meßwertaufnehmers in
Fig. 11,
Fig. 14 einen Schnitt eines anstelle der
Dämpfungsvorrichtung vorgesehenen
elektromagnetischen Stellers zur Lageregelung
der Federauslenkung des Meßwertaufnehmers in
Fig. 1-3 oder 7 oder 11 oder 12 und 13,
Fig. 15 eine Auswerteschaltung für das Meßwertsignal
des Meßwertaufnehmers,
Fig. 16 ein Diagramm des Amplitudenfrequenzgangs des mit
der Auswerteschaltung verbundenen
Meßwertaufnehmers.
Der in Fig. 1 in Draufsicht zu sehende Meßwertaufnehmer zur
Messung einer translatorischen Beschleunigung, auch
Beschleunigungssensor genannt, ist ein Feder/Masse-System
mit einer Blattfeder 10 und einer daran befestigten
Trägheitsmasse 11. Die Blattfeder 10 ist im wesentlichen
ein rechteckförmiger ebener Federblechstreifen der mittig
zwei seitlich wegstrebende Einspannstege 12 trägt. Durch
zwei im Abstand voneinander parallel verlaufende
Längsschlitze 13 ist die Blattfeder 10 in zwei Außenschenkel
14 und einen dazwischenliegenden Mittelschenkel 15
unterteilt, die parallel zueinander verlaufen und an ihren
beiden Enden einstückig miteinander verbunden sind. Die
Trägheitsmasse 11 ist mittig am Mittelschenkel 15 befestigt
und erstreckt sich - wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist - quer
zur Blattfederebene. Die mit den Außenschenkeln 14
einstückigen Einspannstege 12 sind in einer Halterung 16
verspannt und damit ortsfest gehalten. Dabei ist die
Einspannung so vorgenommen, daß die Trägheitsmasse 11 in
Richtung der zu messenden Beschleunigung (Pfeil 17 in Fig. 2
und 3) frei schwingen kann. In Fig. 3 ist die
schwingende Trägheitsmasse 11 in einer Auslenkstellung
dargestellt.
Zur Erfassung einer der Auslenkung der Trägheitsmasse 11 aus
der Blattfederebene proportionalen Meßspannung, dem sog.
Meßwertsignal x(t), sind auf dem Mittelschenkel 15
Dehnungsmeßstreifen angeordnet, die über vier elektrische
Kontaktanschlüsse a-d zu einer Wheatston′schen Brücke
zusammengeschaltet sind. Dabei ist die Anordnung der
Dehnungsmeßstreifen so getroffen, daß insgesamt vier
Streifenabschnitte 21-24 gebildet werden, wobei der
Streifenabschnitt 21 mit den Kontaktanschlüssen a und b, der
Streifenabschnitt 22 mit den Kontaktanschlüssen b und c, der
Streifenabschnitt 23 mit den Kontaktanschlüssen c und d und
der Streifenabschnitt 24 mit den Kontaktanschlüssen d und a
verbunden ist. An jeweils zwei gegenüberliegenden
Kontaktanschlüssen, z.B. a und c, wird eine Gleichspannung
angelegt, während an den anderen beiden einander
gegenüberliegenden Kontaktanschlüssen, z.B. b und d, die
Meßspannung abnehmbar ist. Die Abstimmung der
Wheatston′schen Brücke ist so getroffen, daß bei in der
Blattfederebene liegendem Mittelschenkel 15 die Meßspannung
im Abgleichzweig Null ist.
Die Dehnungsmeßstreifen sind isoliert auf der einen Seite
des Mittelschenkels 15 in sog. Dünnschichttechnik
aufgebracht, so daß sie an der elastischen Verformung der
Oberfläche des Mittelschenkels 15 bei Auslenkung der
Trägheitsmasse 11 teilnehmen. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 ist die physische Anordnung der
Dehnungsmeßstreifen auf dem Mittelschenkel 15 derart
getroffen, daß auf jeder Seite des mittigen
Befestigungspunktes der Trägheitsmasse 11 sich jeweils ein
Dehnungsmeßstreifen 18 bzw. 19 in Längsrichtung des
Mittelschenkels 15, und zwar etwa in dessen Längsachse,
erstreckt. Die Dehnungsmeßstrecke 18, 19 sind identisch
ausgebildet und von gleicher Länge. Wie im einzelnen in
Fig. 5 zu sehen ist, unterteilt jeweils ein Kontaktanschluß b
bzw. d die Dehnungsmeßstreifen 18, 19 in jeweils zwei
Streifenabschnitte 21 und 22 bzw. 23 und 24. Das der
Trägheitsmasse 11 zugekehrte Ende des Dehnungsmeßstreifens
18 und das von der Trägheitsmasse 11 abgekehrte Ende des
Dehnungsmeßstreifens 19 sind mit dem Kontaktanschluß c und
das von der Trägheitsmasse 11 abgekehrte Ende des
Dehnungsmeßstreifens 18 und das der Trägheitsmasse
zugekehrte Ende des Dehnungsmeßstreifens 19 sind mit dem
Kontaktanschluß a verbunden. Wie in Fig. 3 dargestellt ist,
verbiegt sich bei der Schwingung der Trägheitsmasse 11 der
Schenkelabschnitt des Mittelschenkels 15 zwischen der
Trägheitsmasse 11 und dem Schenkelende etwa S-förmig,
wodurch die Streifenabschnitte 21 und 23 der
Dehnungsmeßstreifen 18 und 19 eine Dehnung (+ ε) und die
Streifenabschnitte 22 und 24 der Dehnungsmeßstreifen 18 und
19 eine Stauchung (- ε) erfahren. Dadurch wird die
Wheatston′sche Brücke (Fig. 4) verstimmt und an den
Kontaktanschlüssen b und d ist ein der Auslenkung der
Trägheitsmasse 11 proportionales Meßwertsignal x(t)
abnehmbar.
Ein verbessertes Layout der Dehnungsmeßstreifen ist in dem
weiteren Ausführungsbeispiel der Fig. 6 dargestellt. Hier
verläuft entlang einer jeden Längsseite des Mittelschenkels
15 ein Dehnungsmeßstreifen 25 bzw. 26. Die beiden Enden der
Dehnungsmeßstreifen 25, 26 sind über jeweils einen elektrisch
leitenden niederohmigen Quersteg 27, 28 miteinander
verbunden. Jeweils zwei der vier Kontaktanschlüsse a-d
unterteilen jeden Dehnungsmeßstreifen 25, 26 in drei
Streifenabschnitte. Die Unterteilung ist dabei so gewählt,
daß der mittlere Streifenabschnitt zwischen den
Kontaktanschlüssen a und d bzw. b und c etwa doppelt so groß
ist wie jeder der beiden angrenzenden äußeren
Streifenabschnitte. Dadurch, daß die
beiden äußeren Streifenabschnitte elektrisch leitend
miteinander verbunden sind, entstehen wiederum die insgesamt
vier gleich großen Streifenabschnitte 21-24, die in der in
Fig. 4 gezeigten Weise zu einer Wheatston′schen Brücke
zusammengefaßt sind. Bei der Schwingung der Trägheitsmasse
11 werden in gleicher Weise die Streifenabschnitte 21 und 23
gedehnt (+ ε) und die Streifenabschnitte 22 und 24 gestaucht
(- ε).
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel des Meßwertaufnehmers
in Fig. 7 ist zur verbesserten Führung der Trägheitsmasse 11
parallel zu der ersten Blattfeder 10 eine zweite Blattfeder
10′ angeordnet, die identisch der ersten Blattfeder 10
ausgebildet ist und lediglich keine Dehnungsmeßstreifen
trägt. Auch die zweite Blattfeder 10′ ist in zwei zueinander
parallele Außenschenkel und einen dazwischenliegenden
Mittelschenkel unterteilt, die endseitig einstückig
miteinander verbunden sind. Die mit den Einspannstegen 12′
einstückigen Außenschenkel sind in der gleichen Halterung 16
verspannt, während der Mittelschenkel mittig an der
Trägheitsmasse 11 befestigt ist. Fig. 7 zeigt eine
Seitenansicht des Meßwertaufnehmers in einer der
Pfeilrichtung II in Fig. 1 entsprechenden Blickrichtung.
Der beschriebene Meßwertaufnehmer enthält üblicherweise noch
eine Dämpfungsvorrichtung 30 für die schwingende
Trägheitsmasse 11. Durch die extrem gute Führung der
Trägheitsmasse 11, die nur ein Schwingen dieser in
Meßrichtung erlaubt, kann durch Einbeziehung der
Trägheitsmasse 11 in die Dämpfungsvorrichtung 30 selbst eine
sehr kompakte und volumenkleine Baueinheit erzielt werden.
Die in Fig. 8 im Längsschnitt dargestellte
Dämpfungsvorrichtung 30 besteht aus einem Permanentmagneten
31 mit einem radial von diesem ausgehenden Magnetfeld und
einem das Magnetfeld axial durchsetzenden becherförmigen
Dämpfertopf 34 aus elektrisch leitendem Material. Das
Magnetfeld wird in einem räumlich feststehenden Topfmagneten
31 generiert, der einen Topf 32 aus weichmagnetischem
Material und einen zentralen Topfkern 33 aus
permanentmagnetischem Material aufweist. Der Topfmagnet 31
kann aber auch vollständig aus dauermagnetischem Material
bestehen. Die Magnetisierung verläuft radial zwischen
Topfkern 33 und Topfmantel. Die Trägheitsmasse 11 ist
einseitig zu dem hohlzylindrischen Dämpfertopf 34
ausgeformt, der den Topfkern 33 in Achsrichtung mit Abstand
übergreift. Der Dämpfertopf 34 ist dabei aus einem
elektrisch gut leitenden Material, z.B. Kupfer, Aluminium
oder Messing, hergestellt. Die Dämpfungsvorrichtung 30 wirkt
als Wirbelstrombremse, in welcher die kinetische Energie der
schwingenden Trägheitsmasse 11 in Wärmeverluste umgesetzt
wird.
In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Dämpfungsvorrichtung 30′ dargestellt. Hier ist die
Trägheitsmasse 11 an beiden freien Enden, die beidseitig des
Mittelschenkels 15 der Blattfeder 10 liegen, zu je einem
Dämpfertopf 34 bzw. 34′ ausgeformt. Jeder Dämpfertopf 34
bzw. 34′ übergreift - wie zu Fig. 8 beschrieben - einen
Topfkern 33 bzw. 33′ eines Topfmagneten 31 bzw. 31′. Jeder
Topfmagnet 31 bzw. 31′ entspricht in Aufbau und
Wirkungsweise dem zu Fig. 8 beschriebenen Topfmagneten 31.
Der Vorteil der Dämpfungsvorrichtung 30′ liegt in der
höheren mechanischen Symmetrie und der damit verbundenen
geringeren Empfindlichkeit gegen Querbeschleunigungen.
In der Dämpfungsvorrichtung 30′′ in Fig. 10 ist der
Permanentmagnet 31′′ mit radialem Magnetfeld als Vollzylinder
mit radialer Magnetisierung ausgebildet und mit dem
Mittelschenkel 15 der Blattfeder 10 verbunden.
Zweckmäßigerweise bildet er die Trägheitsmasse 11 selbst.
Der Dämpfertopf 34′′, in welchen der Vollzylinder 21′′
eintaucht, ist dann feststehend angeordnet.
Anstelle einer Dämpfungsvorrichtung 30, 30′,30′′ kann an dem
Mittelschenkel 15 der Blattfeder 10 bzw. an der
Trägheitsmasse 11 ein elektromagnetischer Steller 35 zur
Lageregelung der Federauslenkung, wie er in Fig. 14
dargestellt ist, angekoppelt sein. Der Steller 35 besteht,
ähnlich wie die Dämpfungsvorrichtung 30 in Fig. 8, aus einem
räumlich feststehenden Topfmagneten 131 gleichen Aufbaus, in
welchen ein mit dem Mittelschenkel 15 bzw. Trägheitsmasse 11
fest verbundener Spulenträger 36 eintaucht, und zwar den
Topfkern 133 übergreifend. Auf dem Spulenträger 36 sitzt
eine Spule 37, in welcher bei der Bewegung im radialen
Magnetfeld ein Strom 1 erzeugt wird. Mit dem Spulenstrom
wird die Auslenkung der Trägheitsmasse 11 zu Null geregelt.
Ein solcher Meßwertaufnehmer mit Lageregelung hat eine
wesentlich größere Frequenzbandbreite als ein ungeregelter.
Die nach wie vor erforderliche Dämpfung liegt dann im
elektronischen Regler.
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel eines
Meßwertaufnehmers weist die Blattfeder 110 Kreuzform auf, so
daß sowohl die beiden Außenschenkel 114 als auch der
Mittelschenkel 115 jeweils beidseitig rechtwinklig
wegstrebende einstückige Querschenkel 140 bzw. 141 besitzen.
Jeder Querschenkel 141 des Mittelschenkels 115 wird dabei
von zwei parallelen Querschenkeln 140 der Außenschenkel 114
eingerahmt. Die Querschenkel 140 und 141 sind ebenso durch
Längsschlitze 143 getrennt, wie die Außenschenkel 114 und
der Mittelschenkel 115 durch die Längsschlitze 113
voneinander getrennt sind. An den freien Enden sind auf
beiden Seiten die Querschenkel 140 und 141 einstückig
miteinander verbunden. Die Einspannung der sog.
Kreuzblattfeder 110 wird wiederum an den Außenschenkeln 114
vorgenommen, und zwar im Bereich der Querschenkel 140 der
Außenschenkel 114 durch insgesamt vier dort vorgesehene
Bohrungen 142. Die Einspannhalterung 116, die beispielsweise
als quadratische Platte ausgebildet sein kann, trägt an
jedem ihrer Eckpunkte einen rechtwinklig von der
Plattenebene wegstrebenden Höcker 144 mit einem Gewindeloch.
Auf den Höckern 144 liegt die Blattfeder 110 mit ihren
Außenschenkeln 114 auf und ist über durch die Bohrungen 142
hindurchgeführte Schrauben festgeschraubt. Der zwischen den
Höckern 144 verbleibende Freiraum ermöglicht das Auslenken
des Mittelschenkels 115 mit Querschenkel 141. Die
Dehnungsmeßstreifen 118 und 119 sowie die Trägheitsmasse 111
sind in gleicher Weise angeordnet wie bei der Blattfeder 10
in Fig. 1. Diese Kreuzblattfeder 110 hat gegenüber der
Blattfeder 10 in Fig. 1 eine erhöhte Führungsstabilität und
ist unempfindlicher gegen Querbeschleunigung.
Das in Fig. 12 und 13 dargestellte vereinfachte
Ausführungsbeispiel eines Meßwertaufnehmers stellt ebenso
wie die bereits beschriebenen Meßwertaufnehmer eine
S-förmige Verbiegung der Blattfeder 45 sowie ihre zur
Beschleunigung parallele Führung sicher. Wie aus der
Draufsicht in Fig. 12 zu erkennen ist, ist die Blattfeder 45
etwa rechteckförmig ausgebildet. Ihre Einspannung in einem
Einspannsteg 12 erfolgt an ihrem einen, quer zur längsten
Ausdehnung der Blattfeder 45 liegenden Ende. An dem anderen
Ende ist die Trägheitsmasse 11 befestigt. Parallel zu der
Blattfeder 45 verläuft im Abstand d eine identische
Blattfeder 46, die in gleicher Weise an ihrem einen Ende
eingespannt und an ihrem anderen Ende mit der Trägheitsmasse
11 fest verbunden ist. Auf der einen Oberfläche der
Blattfeder 45 sind zwei Dehnungsmeßstreifen 47, 48 parallel
zueinander in Längserstreckung der Blattfeder 45 angeordnet.
In gleicher Weise, wie zu Fig. 1-4 beschrieben, sind die
beiden Dehnungsmeßstreifen 47, 48 durch die Kontaktanschlüsse
a-d in vier Streifenabschnitte 21-24 unterteilt, die
sich jeweils über mindestens einen Teil der Längserstreckung
der zwischen Einspannung und Trägheitsmasse 11 liegenden
Blattfederhälften erstrecken. Auf diese Weise erfahren bei
der S-förmigen Ausbiegung der Blattfedern 45, 46 infolge
einer Beschleunigung der Trägheitsmasse 11 die
Streifenabschnitte 21 und 23 der Dehnungsmeßstreifen 47 bzw.
48 eine Dehnung (+ ε) und die Streifenabschnitte 22, 24 eine
Stauchung (- ε) - vergl. Fig. 13 - bzw. umgekehrt eine
Stauchung (- ε) bzw. eine Dehnung (+ ε).
Wie bereits eingangs dargelegt, gibt der vorstehend in
verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebene
Meßwertaufnehmer eine phasentreue Abbildung des
Meßwertsignals x(t) als Folge einer Beschleunigungsanregung
a(t) = â · sin ω t bis zu einer weit höheren
Schwingungsfrequenz als ein Meßwertaufnehmer mit einer
einfachen, einseitig eingespannten Blattfeder gleicher
Meßempfindlichkeit, da die Grundresonanz und die höheren
Schwingungsmodi bei höheren Frequenzen liegen. Die
Breitbandigkeit des Meßwertaufnehmers läßt sich mit einer
Auswerteschaltung 50 nach Fig. 15 noch vergrößern, so daß
der von dem Meßwertaufnehmer abdeckbare Frequenzbereich z.B.
der Fahrzeugschwingung zu höheren Frequenzen verschoben
wird.
Bei der Auswerteschaltung 50 in Fig. 15 ist angenommen, daß
auf einen Meßwertaufnehmer mit der Trägheitsmasse m, wie er
in Fig. 1-3 oder 7 oder 11 oder 12 und 13 beschrieben ist,
vom Fahrwerk des Fahrzeugs her eine Beschleunigungsanregung
a(t) = â · sin ω t wirkt. Das Blattfedermassesystem des
Meßwertaufnehmers erfährt eine innere Systemauslenkung, die
an den Klemmen a und c oder b und d des Abgleichzweigs der
Dehnungsmeßstreifen als Meßwertsignal x(t) erfaßt wird. Das
Meßwertsignal x(t) wird der Auswerteschaltung 50 zugeführt
und bildet deren Eingangssignal. Dieses Eingangssignal wird
einerseits einem ersten Differenzierer 51 und andererseits
einer ersten Wichtungsstufe 52 zugeführt. In der ersten
Wichtungsstufe 52 wird das Eingangssignal mit einem der
Direktionskonstanten D der Blattfeder 10 entsprechenden
Faktor gewichtet. Das Ausgangssignal des ersten
Differenzierers 51 liegt einerseits an dem Eingang eines
zweiten Differenzierers 53 und andererseits an dem Eingang
einer zweiten Wichtungsstufe 54. In der zweiten
Wichtungsstufe 54 wird das Ausgangssignal des ersten
Differenzierers 51 mit einem der Dämpfung der
Dämpfungsvorrichtung 30 proportionalen Faktor gewichtet.
Ist dieser Faktor in gleicher Weise temperaturabhängig wie
die tatsächliche Dämpfung, erfolgt hierbei zugleich eine
Kompensation dieser Temperaturabhängigkeit. Das
Ausgangssignal des zweiten Differenzierers 53 liegt an dem
Eingang einer dritten Wichtungsstufe 55, wo eine Gewichtung
mit einem Faktor durchgeführt wird, der gleich der Masse m
der Trägheitsmasse 11 entspricht. Die Ausgangssignale der
drei Wichtungsstufen 52, 54 und 55 werden in einem Addierer
oder Summierglied 56 aufaddiert. Das Summensignal am Ausgang
des Summiergliedes 56 entspricht phasentreu der mit der
Masse m multiplizierten Beschleunigungsanregung a(t). Das
Summierglied 56 ist üblicherweise als Operationsverstärker
ausgebildet, so daß die drei Wichtungsstufen 52, 54 und 55
als parallele Widerstände am Eingang des
Operationsverstärkers realisiert werden können.
In Fig. 16 ist der sog. Amplitudenfrequenzgang des
Meßwertaufnehmers dargestellt, d.h. die Amplitude der
inneren Systemauslenkung des Federmassesystems in
Abhängigkeit von der Frequenz ω der Anregung a(t). Dabei
zeigt einerseits die ausgezogen dargestellte Kurve ′ den
Amplitudenfrequenzgang des mit der Auswerteschaltung 50
gebildeten Signals und andererseits zum Vergleich die
strichliniert dargestellte Kurve der Amplitudenfrequenz
des ohne die Auswerteschaltung 50, d.h. mit herkömmlicher
(konventioneller) Auswerteschaltung, gebildeten Signals. Die
damit in der Praxis erzielbare Grenzfrequenz ωint
phasentreuer Meßgrößenwiedergabe liegt typisch ca. zehnfach
höher als die mit konventioneller Auswerteschaltung zielbare
Grenzfrequenz ωkon. Die obere Grenzfrequenz ωint ist
primär dadurch bedingt, daß ein Feder-Masse-System nicht nur
in der Grundresonanz eines Grundschwingungsmodus angeregt
werden kann, sondern auch bei Resonanzen höherer
Schwingungsmodi, welche von der Auswerteschaltung 50 nicht
kompensiert werden. Diese Oberschwingungsresonanzen können
mittels einer geeigneten Tiefpaßschaltung, die der
Auswerteschaltung vor- oder nachgeschaltet wird, unterdrückt
werden. Eine solche Tiefpaßschaltung bedingt den in Fig. 16
(ausgezogene Kurve) bei ωint angedeuteten beginnenden Abfall
von ′.
Claims (6)
1. Meßwertaufnehmer zur Messung einer translatorischen Beschleunigung,
insbesondere an Achsen und/oder am Aufbau eines Kraftfahrzeugs
zwecks Fahrwerksregelung, mit einer in Translationsrichtung schwingfähig
eingespannten Blattfeder, mit einer an der Blattfeder befestigten
Trägheitsmasse und mit auf der einen Blattfederseite isoliert
angeordneten Dehnungsmeßstreifen, die über vier elektrische
Kontaktanschlüsse miteinander zu einer Wheatston′schen Brücke
verbunden sind, an deren Abgleichzweig über zwei der vier Kontaktanschlüsse
eine von der Beschleunigung abhängige Meßspannung abnehmbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Trägheitsmasse (11) eine an
sich bekannte, deren Schwingung dämpfende Dämpfungsvorrichtung mit
einem räumlich feststehenden Permanentmagneten (31; 31′, 31′′) mit
radial von diesem ausgehenden Magnetfeld (30; 30′; 30′′) verbunden
ist, daß ferner die Dämpfungsvorrichtung einen das Magnetfeld des
Permanentmagneten (31; 31′, 31′′) axial durchsetzenden, becherförmigen
Dämpfertopf (34; 34′; 34′′) aus elektrisch gut leitendem Material
aufweist, und daß der Dämpfertopf (34; 34′; 34′′) mit der Trägheitsmasse
(11) vorzugsweise einstückig verbunden ist oder umgekehrt der
Permanentmagnet (31; 31′; 31′′) mit der Trägheitsmasse (11) beweglich
ist und der Dämpfertopf (34; 34′; 34′′) feststeht.
2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Permanentmagnet ein Topfmagnet (31; 31′) mit radial von einem axial
sich erstreckenden Topfkern (33; 33′) zu einem diesen koaxial umgebenden
Topfmantel (32; 32′) verlaufender Magnetisierung ausgebildet
ist und daß der Dämpfertopf (34; 34′) in den zwischen Topfkern (33;
33′) und Topfmantel (32; 32′) verbleibenden Ringraum eintaucht.
3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf
jeder Seite des Mittelschenkels (15) der Blattfeder (10) ein Topfmagnet
(31; 31′) angeordnet ist und die Trägheitsmasse (11) zwei auf
jeder Seite des Mittelschenkels (15) rechtwinklig abstehende Dämpfertöpfe
(34; 34′) trägt, die jeweils mit einem Topfmagneten (31;
31′) kommunizieren.
4. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Permanentmagnet als Vollzylinder (31′′) mit radialer Magnetisierung
ausgebildet ist und daß der Dämpfertopf (34′′) den Vollzylinder
(31′′) unter Belassung eines Ringspaltes axial übergreift.
5. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß anstelle des Dämpfertopfes (34; 34′; 34′′) ein
Spulenträger (36) mit aufgewickelter Spule (37) vorgesehen ist und daß
der Spulenausgangsstrom zur Regelung der Lage der Trägheitsmasse
(11) im Sinne einer zu Null werdenden Auslenkung von der Grundstellung
verwendet wird.
6. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßspannung als Eingangssignal einer Auswerteschaltung
(50) zugeführt ist, in welcher das Eingangssignal einerseits
an dem Eingang eines ersten Differenzierers (51) und andererseits
an dem Eingang einer ersten Wichtungsstufe (52) mit einem der
Direktionskonstanten (D) der Blattfeder (10; 110) entsprechenden
Wichtungsfaktor liegt, in welcher das Ausgangssignal des ersten Differenzierers
(51) einerseits einem zweiten Differenzierer (53) und
andererseits einer zweiten Wichtungsstufe (54) mit einem der Dämpfungskonstanten
(30) entsprechenden Wichtungsfaktor zugeführt ist,
in welcher das Ausgangssignal des zweiten Differenzierers (53) an
dem Eingang einer dritten Wichtungsstufe (55) mit einem der Masse
(m) der Trägheitsmasse (11) entsprechenden Wichtungsfaktor liegt und
in welcher die Ausgangssignale der drei Wichtungsstufen (52, 54, 55)
einem Summierglied (56) zugeführt sind, dessen Ausgangssignal ein
Maß für die momentane Beschleunigungsanregung (a(t)) ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873734906 DE3734906A1 (de) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Messwertaufnehmer zur messung einer translatorischen beschleunigung |
FR8813593A FR2624977B1 (fr) | 1987-10-15 | 1988-10-14 | Transducteur destine a mesurer une acceleration en translation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873734906 DE3734906A1 (de) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Messwertaufnehmer zur messung einer translatorischen beschleunigung |
Publications (2)
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DE3734906A1 DE3734906A1 (de) | 1989-04-27 |
DE3734906C2 true DE3734906C2 (de) | 1991-02-14 |
Family
ID=6338386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873734906 Granted DE3734906A1 (de) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Messwertaufnehmer zur messung einer translatorischen beschleunigung |
Country Status (2)
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FR (1) | FR2624977B1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4211715A1 (de) * | 1992-04-08 | 1993-10-14 | Josef Femboeck | Vorrichtung zur Wegmessung |
Families Citing this family (1)
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DE4029254A1 (de) * | 1990-09-14 | 1992-03-19 | Benecke Ag J H | Verfahren zur herstellung von mehrfarbigen slushhaeuten sowie form und trennvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
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US3046794A (en) * | 1960-07-19 | 1962-07-31 | Gen Precision Inc | Accelerometer |
DE1125204B (de) * | 1960-12-28 | 1962-03-08 | Siemens Ag | Kraftmessdose mit Biegefedern zur Aufnahme von Dehnungsmessstreifen |
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GB2168481B (en) * | 1984-12-13 | 1988-07-06 | Stc Plc | Silicon transducer |
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1987
- 1987-10-15 DE DE19873734906 patent/DE3734906A1/de active Granted
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1988
- 1988-10-14 FR FR8813593A patent/FR2624977B1/fr not_active Expired - Lifetime
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DE4211715A1 (de) * | 1992-04-08 | 1993-10-14 | Josef Femboeck | Vorrichtung zur Wegmessung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3734906A1 (de) | 1989-04-27 |
FR2624977B1 (fr) | 1992-08-07 |
FR2624977A1 (fr) | 1989-06-23 |
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