NO126401B - - Google Patents

Description

Elektromekanisk svingeranordning for måling Electromechanical transducer device for measurement

eller detektering av mekaniske forskyvninger. or detection of mechanical displacements.

Oppfinnelsen angår en elektromekanisk svingeranordning, omfattende et bevegelig folerelement, foringsanordninger for foring av folerelementet i en i hovedsaken rettlinjet bevegelse, og en elektrisk høyfrekvens-oscillator som inneholder en elektromagnetisk avstemt krets med en variabel kondensatorkomponent bestående av en forste kondensatorelektrode og.en forskyvbar, samarbeidende andre kondensatorelektrode som kan beveges sammen med folerelementet for å variere elektrodenes effektive overlappingsareal og dermed variere avstemningen av oscillatoren i overensstemmelse med folerelementets forskyvningsgrad, for dermed å variere frekvensen av oscillatorens utgangssignal i overensstemmelse med en forutbestemt funksjonssammenheng. The invention relates to an electromechanical transducer device, comprising a movable felt element, guide means for guiding the feeler element in a substantially rectilinear motion, and an electric high frequency oscillator containing an electromagnetically tuned circuit with a variable capacitor component consisting of a first capacitor electrode and a displaceable, cooperating second capacitor electrode which can be moved together with the feeler element to vary the effective overlapping area of the electrodes and thus vary the tuning of the oscillator in accordance with the displacement degree of the feeler element, in order to thereby vary the frequency of the oscillator's output signal in accordance with a predetermined functional context.

Det har tidligere vært foreslått svingeranordninger for måling av dimensjonsvariasjoner, i hvilke et bevegelig folerelement er anordnet for å forårsake relativ bevegelse mellom motstående elektroder i en folerkondensator, slik at enten direkte måling av endringer i kapasitet eller målinger av endringer i utgangssignalet fra en oscillatorkrets som styres av kondensatoren, kan utnyttes til å gi et mål på de avfolte dimensjonsvariasjoner. Transducer devices have previously been proposed for measuring dimensional variations, in which a movable felter element is arranged to cause relative movement between opposing electrodes in a felter capacitor, so that either direct measurement of changes in capacity or measurements of changes in the output signal from an oscillator circuit that is controlled of the capacitor, can be used to give a measure of the unfolded dimensional variations.

Sådanne konstruksjoner og arrangementer av svingeranordninger som har vært foreslått tidligere, har imidlertid for flere formål ikke vært helt tilfredsstillende, særlig i de tilfeller hvor det kreves presisjonsmålinger av små endringer av forholdsvis store mekaniske forskyvninger, og når hoy presisjon må opprettholdes over et forholdsvis stort bevegelsesområde, videre der hvor det kreves et utgangssignal med en form som er egnet for behandling på forskjellige måter, og hvor det kreves en finkontroll av den noyaktige*form og grad av linearitet for inngangs-/utgangskarakteristikkene, som f.eks. når svingeren skal benyttes i forbindelse med presisjonsveieapparater. Det er således et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et svin-gerapparat for det foran nevnte formål og som har en forbedret konstruksjon og egenskaper som nedenfor angitt. However, such constructions and arrangements of transducer devices that have been proposed in the past have not been completely satisfactory for several purposes, particularly in cases where precision measurements of small changes of relatively large mechanical displacements are required, and when high precision must be maintained over a relatively large range of motion , further where an output signal with a shape suitable for processing in various ways is required, and where a fine control of the precise shape and degree of linearity of the input/output characteristics is required, such as when the transducer is to be used in connection with precision weighing devices. It is thus an object of the invention to provide a swing apparatus for the purpose mentioned above and which has an improved construction and properties as indicated below.

Den elektromekaniske svingeranordning ifolge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en av kondensatorelektrodene er forsynt med en reguleringsanordning som kan påvirkes selektivt for å endre vedkommende elektrodes overflateprofil ved forskjellige stillinger innenfor et område med variabelt overlappingsforhold til den andre elektrode under forskyvning av folerelementet, idet reguleringsanordningen dermed tilveiebringer en fininnstilling av den nevnte funksjonssammenheng mellom endringen i frekvens for oscillatoren og folerelementets forskyvningsgrad over valgte partier av folerelementets effektive bevegelsesområde. The electromechanical transducer device according to the invention is characterized in that one of the capacitor electrodes is provided with a control device which can be selectively influenced to change the surface profile of the electrode in question at different positions within an area with a variable overlap ratio with the other electrode during displacement of the felt element, the control device thus providing a fine-tuning of the aforementioned functional relationship between the change in frequency for the oscillator and the degree of displacement of the felt element over selected parts of the effective range of movement of the felt element.

Anordningen ifolge oppfinnelsen kan benyttes for mange forskjellige formål, for eksempel i fjernregistrering av mekanisk bevegelse og styring av derav avhengige operasjoner, og en særlig nyttig anvendelse er i forbindelse med•veieanordninger eller -appara-ter for å muliggjbre overforing av informasjon angående forskyvninger av bevegelige belastningsfolsomme anordninger i disse, eksempelvis til en fjerntliggende belastningsindikator eller en automatisk styre-anordning. The device according to the invention can be used for many different purposes, for example in remote registration of mechanical movement and control of operations dependent thereon, and a particularly useful application is in connection with weighing devices or devices to enable the transmission of information regarding displacements of movable load-sensitive devices in these, for example to a remote load indicator or an automatic control device.

Som eksempel skal forskjellige former og utforelser av en svingeranordning ifolge oppfinnelsen beskrives nærmere i det folgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et lengdesnitt gjennom en forste utforelse av svingeranordningen, fig. 2 er et snitt liknende det på fig. 1, men av en modifisert konstruksjon, fig. 3 er et koplingsskjerna av en typisk elektrisk svingekrets for svingeranordningen, fig. 4 er et skjematisk bilde som viser en noe forskjellig form og utforelse av svingeranordningen, fig. 5 er et snitt etter linjen V - V på fig 4> og fig. 6 viser skjematisk anvendelsen av oppfinnelsen på et veieapparat. As an example, different forms and embodiments of a transducer device according to the invention will be described in more detail in the following with reference to the drawings, where fig. 1 is a longitudinal section through a first embodiment of the transducer device, fig. 2 is a section similar to that in fig. 1, but of a modified construction, fig. 3 is a connection core of a typical electric swing circuit for the swing device, fig. 4 is a schematic image showing a somewhat different shape and embodiment of the transducer device, fig. 5 is a section along the line V - V in fig. 4> and fig. 6 schematically shows the application of the invention to a weighing apparatus.

Selv om det er vist og beskrevet forskjellige spesielle konstruksjoner av svingeranordninger, kan naturligvis en konstruksjon av en svinger ifolge oppfinnelsen inneholde en kombinasjon av hvilke som helst av de spesielle egenskaper som er tilstede ved disse spesielle utforelser. Although various special constructions of transducer devices have been shown and described, of course a construction of a transducer according to the invention may contain a combination of any of the special features present in these particular embodiments.

Svingeranordningen ifolge fig. 1 inneholder et rorformet legeme 10 i ett stykke og med sylindrisk form, i hvilket det er koaksialt anordnet en induktansspole-enhet 11 og et sentralt, glidbart kolbestempel 12 som ved sin indre ende bærer en i hovedsaken sylindrisk metallklump 14. The swing device according to fig. 1 contains a tube-shaped body 10 in one piece and with a cylindrical shape, in which is coaxially arranged an inductance coil unit 11 and a central, sliding piston piston 12 which at its inner end carries a mainly cylindrical lump of metal 14.

Legemet 10 er dannet av et messingror og partiet 15 har en forholdsvis tykk vegg og et noyaktig maskinert sylindrisk hull 16. The body 10 is formed from a brass rudder and the part 15 has a relatively thick wall and a precisely machined cylindrical hole 16.

Det tilgrensende parti 18 har redusert ytre diameter og er utfort med en stor spalte eller åpning i en gjennomhullet del 19. The adjacent part 18 has a reduced outer diameter and is extended with a large slot or opening in a through-holed part 19.

En mindre spalte eller åpning 20 er også dannet i det område som gren-ser til spoleenheten 11 som inneholder en hylse 22, bestående av sammenpresset jernstov og som har en ringformet utsparing hvor induktans-spolens viklinger 23 er anbrakt. Hylsens 22 indre ende ligger an mot legemets endedeksel 27. Forskjellige anordninger er naturligvis til-gjengelige for å danne de ytre elektriske forbindelser. A smaller gap or opening 20 is also formed in the area bordering the coil unit 11 which contains a sleeve 22, consisting of compressed iron stock and which has an annular recess where the windings 23 of the inductance coil are placed. The inner end of the sleeve 22 rests against the end cover 27 of the body. Various devices are of course available to form the external electrical connections.

Den motsatte ende av legemet 10 er også utstyrt med et endedeksel 28. The opposite end of the body 10 is also equipped with an end cover 28.

Ved denne utforelse består stempelforingsdelen 24 av to deler, en ytre skive 30 som er anbrakt mot en grunn eller smal indre ansats 31 i legemet, og en indre, sentral flenshylse 32. Skiven 30 In this embodiment, the piston liner part 24 consists of two parts, an outer disc 30 which is placed against a shallow or narrow inner shoulder 31 in the body, and an inner, central flange sleeve 32. The disc 30

er fortrinnsvis sammensatt av sammenpresset og sintret kiselholdig, isolerende materiale, for eksempel det materiale som selges under det registrerte varemerke "Arclex", og hylsen 32 består fortrinnsvis av plastmateriale med liten friksjon, såsom polytetrafluorethylen (P.T.F.E.), og utgjor et lager for understøttelse og foring av kolbestempelet 12. is preferably composed of compressed and sintered siliceous insulating material, for example the material sold under the registered trademark "Arclex", and the sleeve 32 is preferably composed of low friction plastic material, such as polytetrafluoroethylene (P.T.F.E.), and forms a bearing for support and lining of the piston piston 12.

Kolbestempelet 12 bygges passende opp av tre aksialt inn- The piston piston 12 is suitably built up of three axially in-

rettede, sylindriske deler, en sylindrisk, isolerende senterdel 35, straight, cylindrical parts, a cylindrical, insulating center part 35,

en kort, ytre endedel 36 og en forlenget, ledende indre endedel 37-a short, outer end part 36 and an elongated, conductive inner end part 37-

Senterdelen 35 består videre fortrinnsvis av sintret, kiselholdig, isolerende materiale, såsom det foran nevnte "Arclex"r materiale, som bearbeides noyaktig for å danne en rett sylinder med en noyaktig glidepasning i stempelledehylsen 32, og endepartiene 36 og 37 maskinbearbeides av messing og forbindes med senterdelen 35 ved hjelp av aksiale tapper som festes i hull i sistnevntes ender. The center part 35 further preferably consists of sintered, siliceous, insulating material, such as the aforementioned "Arclex"r material, which is accurately machined to form a straight cylinder with an accurate sliding fit in the piston guide sleeve 32, and the end portions 36 and 37 are machined from brass and connected with the central part 35 by means of axial pins which are fixed in holes in the latter's ends.

Den stort sett sylindriske metallklump 14 er montert på et parti med redusert diameter på stempelets indre endedel 37 °9 består av en messingsylinder som ved sin ytre ende har en fordypning 40 , og som ved sin indre ende er forsynt med en foringsdel 4l. Denne holdes på plass på kolbestempelet ved hjelp av en festemutter 42. The largely cylindrical lump of metal 14 is mounted on a portion with a reduced diameter on the piston's inner end part 37 °9 consists of a brass cylinder which has a recess 40 at its outer end, and which is provided with a liner part 4l at its inner end. This is held in place on the piston piston by means of a fastening nut 42.

Foringsdelen 4l består av en indre ringformet skive 44 som også består av det nevnte "Arclex"-isolasjonsmateriale, og en ytre koaksial, ringformet hylse 45 som holdes på plass ved hjelp av koniske overflater. Hylsen 45 er fremstilt av lavfriksjons polytetrafluorethylen og dens ytre omkrets ligger noe utenfor omkretsen av metallklumpens 14 hovedlegeme, slik at den danner hele den lager- og kontaktflate som ligger an mot den sylindriske overflate av hullet 16 i legemsdelen 15 og sikrer elektrisk isolasjon mellom sistnevnte og metallklumpen. The liner part 41 consists of an inner annular disc 44 which is also made of the aforementioned "Arclex" insulating material, and an outer coaxial annular sleeve 45 which is held in place by means of conical surfaces. The sleeve 45 is made of low-friction polytetrafluoroethylene and its outer circumference lies somewhat outside the circumference of the main body of the metal lump 14, so that it forms the entire bearing and contact surface which abuts the cylindrical surface of the hole 16 in the body part 15 and ensures electrical isolation between the latter and the lump of metal.

Elektrisk forbindelse med metallklumpen 14 skaffes over hele dens aksiale bevegelsesområde ved hjelp av en fjærende, åpen spole 39 av berylliumkoppertråd, idet spolens ene ende er festet til metallklumplegemet i fordypningen 40, mens den andre ende 43 avslutter en elastisk leder for forbindelse med induktansspoleviklingene 23 og med den tilhorende' svingekrets. Electrical connection with the metal lump 14 is provided throughout its axial range of motion by means of a springy, open coil 39 of beryllium copper wire, one end of the coil being attached to the metal lump body in the recess 40, while the other end 43 terminates an elastic conductor for connection with the inductance coil windings 23 and with the associated' swing circuit.

Ved utfore Isen ifolge fig. 1 er den ytterste ende av kolbestempelets ledende indre endedel 37 som ligger i området for den gjennomhullede del 19, utstyrt med en skovl 50 som er dannet av en skive av isolasjonsmaterialet "Arclex", langs hvis omkrets det er anbrakt et delvis ringformet metallsegment eller ledende hinne 51 som ligger like overfor den ytre sylinders åpning 19. En rekke trådringer 54 er imidlertid anordnet på det ytre legemsparti 18, ved hjelp av hvilke åpningen 19 selektivt kan delvis lukkes eller tildekkes. Ved å bevege ringene 54 kan fordelingen av det elektrostatiske felt kontrol-leres, og kapasiteten kan således endres ved forskjellige punkter over hele forskyvningsområdet for stempelet, slik at det oppnås en noyaktig When carrying out Isen according to fig. 1, the outermost end of the piston piston's conductive inner end part 37 located in the area of the through-holed part 19, is equipped with a vane 50 which is formed by a disc of the insulating material "Arclex", along the circumference of which is placed a partially annular metal segment or conductive membrane 51 which lies just opposite the opening 19 of the outer cylinder. However, a series of wire rings 54 are arranged on the outer body part 18, by means of which the opening 19 can be selectively partially closed or covered. By moving the rings 54, the distribution of the electrostatic field can be controlled, and the capacity can thus be changed at different points over the entire displacement range of the piston, so that an accurate

kontroll av svingerens linearitetsegenskaper. control of the transducer's linearity characteristics.

Fig. 3 viser en typisk utforelse av den elektroniske krets som er knyttet til anordningen, og som inneholder en hoystabi-litetsoscillator som fortrinnsvis arbeider i MHz-området og inneholder en avstemt krets, bestående av en variabel kondensator C og en induktivitet L som representerer henholdsvis den sylindriske kondensator som dannes av legemsdelen 15 og metallklumpen 14, og induktansspoleviklingene 23 i svingeren. Komponentene i oscillatorkfetsen er alle passende samlet på en monteringsplate (ikke-vist) eller liknende som er festet direkte til det ytre av svingerlegemet 10, og utgangssignalet mates over en skjermet kabel 60 og forsterkeren TA til en fjerntliggende teller-, registrerings-, indikatorenhet eller liknende, vist ved 62, som reagerer på frekvensen av det overforte signal. Fig. 3 shows a typical embodiment of the electronic circuit which is connected to the device, and which contains a high-stability oscillator which preferably works in the MHz range and contains a tuned circuit, consisting of a variable capacitor C and an inductance L which respectively represent the cylindrical capacitor formed by the body part 15 and the metal lump 14, and the inductance coil windings 23 in the transducer. The components of the oscillator assembly are all suitably assembled on a mounting plate (not shown) or the like which is attached directly to the exterior of the transducer body 10, and the output signal is fed via a shielded cable 60 and the amplifier TA to a remote counter, register, indicator unit or similarly, shown at 62, which responds to the frequency of the transmitted signal.

Den viste krets inneholder også anordninger for overforing av den nodvendige energi til oscillatoren over den samme kabel 60 som forer utgangssignalet. Kabelen 60 kan ha middels lengde, i overensstemmelse med alminnelig anerkjent praksis. The circuit shown also contains devices for transferring the necessary energy to the oscillator over the same cable 60 which carries the output signal. The cable 60 may be of medium length, in accordance with generally accepted practice.

Det vil innses at frekvensen fra oscillatoren og for det overforte signal i utgangsledningen 60 styres ved avstemning av svingerens sylindriske kondensator C. som er avhengig av og bestemmes ved innstillingen av metallklumpen 14 og kolbestempelet 12. Ved bruk forbindes kolbestempelet over sin endedel 36 med det element for hvilket det er onskelig å måle graden av lineær forskyvning i retning av stempelets akse, og det kan anordnes slik at like stor okning eller minskning av forskyvningsbevegelsen frembringer like stor okning eller minskning i frekvensen, slik at svingeren har en lineær gjengivelses - karakteristikk. Som tidligere nevnt kan imidlertid karakteristikken modifiseres dersom det er onskelig, ved innstilling av trådringene 54 eller andre kontrollanordninger for å skaffe en styrt grad av asymme-tri i den sylindriske kondensators elektrostatiske felt. It will be appreciated that the frequency of the oscillator and of the transferred signal in the output line 60 is controlled by tuning the oscillator's cylindrical capacitor C. which depends on and is determined by the setting of the metal lump 14 and the piston piston 12. In use, the piston piston is connected over its end part 36 to the element for which it is desirable to measure the degree of linear displacement in the direction of the axis of the piston, and it can be arranged so that an equal increase or decrease in the displacement movement produces an equal increase or decrease in the frequency, so that the transducer has a linear reproduction characteristic. As previously mentioned, however, the characteristic can be modified if desired, by adjusting the wire rings 54 or other control devices to provide a controlled degree of asymmetry in the cylindrical capacitor's electrostatic field.

I stedet for skovl-arrangementet kan det for modifikasjon og styring av lineariteten i gjengivelseskarakteristikken tilveie-bringes en rekke gjengede, radiale hull i et parti av den sylindriske kondensators ytre elektrode, i hvilke det innsettes et valgt antall stillbare metallskruer. Instead of the paddle arrangement, for modification and control of the linearity of the reproduction characteristic, a series of threaded, radial holes can be provided in a part of the cylindrical capacitor's outer electrode, into which a selected number of adjustable metal screws are inserted.

Dette er vist i den modifiserte konstruksjon ifolge fig. 2, hvor det er benyttet like henvisningstall med en indeks _a for å angi like deler. I stedet for åpningen 19 er således det ytre sylindriske legemsparti l8a utfort med en rekke gjengede, radiale hull 70 med skruer 71, og skovlen 50 er erstattet av en liten metallskive 72. Styringen av kapasitetsendringen og gjengivelseskaråkteristikken This is shown in the modified construction according to fig. 2, where equal reference numbers are used with an index _a to indicate equal parts. Thus, instead of the opening 19, the outer cylindrical body part 18a is extended with a series of threaded, radial holes 70 with screws 71, and the vane 50 is replaced by a small metal disc 72. The control of the capacity change and the reproduction characteristic

skjer da ved selektiv inn- eller utskruing av skruene 71. is then done by selectively screwing in or unscrewing the screws 71.

Andre modifikasjoner som er vist i fig. 2, utgjbres av Other modifications shown in Figs. 2, published by

at stempelets 12a sentrale del 35a er forsynt med en mellomseksjon 75) bestående av sammenpresset jernstov, og jernstov inngår også i hylsedelen 22a, slik at forskyvning av stempelet vil forårsake endringer av induktiviteten såvel som av kapasiteten. Metallklumpen l4a er også modifisert idet den er forsynt med parallelle strimler eller staver 77 av P.T.F.E. som er anbrakt i langsgående spor i metalllege-mets omkretsoverflate som ligger an mot hullets 16a sylindriske overflate, i stedet for å benytte den ringformede P.T.F.E.-hylse ifolge den forste utforelse. that the central part 35a of the piston 12a is provided with an intermediate section 75) consisting of compressed iron dust, and iron dust is also included in the sleeve part 22a, so that displacement of the piston will cause changes in the inductance as well as in the capacity. The metal lump 14a is also modified in that it is provided with parallel strips or rods 77 of P.T.F.E. which is placed in longitudinal grooves in the peripheral surface of the metal body which abuts against the cylindrical surface of the hole 16a, instead of using the annular P.T.F.E. sleeve according to the first embodiment.

Ved andre modifikasjoner for å skaffe lageroverflate for foring og isolasjon av metallklumplegemet i det sylindriske hull, kan videre en rekke adskilte og noe utstikkende radiale foringspinner eller "korn", igjen bestående av P.T.F.E., være anordnet rundt sylin-deromkretsen, enten i hullet eller på metallégemet. I begge tilfelle blir P.T.F.E.-foringene omhyggelig maskinert eller opprettet, slik at deres overflater begrenser eller danner en del av en rett sylindrisk lager- eller foringsoverflate. In other modifications to provide bearing surface for lining and insulation of the metal lump body in the cylindrical hole, a series of separate and somewhat protruding radial lining pins or "grains", again consisting of P.T.F.E., may be arranged around the cylinder circumference, either in the hole or on the metal body. In either case, the P.T.F.E. liners are carefully machined or created so that their surfaces limit or form part of a straight cylindrical bearing or liner surface.

Ved den ytterligere utforelse som er vist skjematisk på fig. 4 og 5> inneholder svingeranordningen en parallellplatekondensa-tor 90 med to stillestående parallelle elektroder 91> 91, mellom hvilke en senterplateelektrode 93 er lost montert og ledes for paral-lell, rettlinjet bevegelse. Som antydet bæres den bevegelige elektrode 93 av en fjærende montering, bestående av to parallellbevegelse-blad-fjærer 95, 95 som ved sine indre ender er festet til en stiv under-stbttelsesramme 96. In the further embodiment shown schematically in fig. 4 and 5>, the transducer arrangement contains a parallel plate capacitor 90 with two stationary parallel electrodes 91> 91, between which a center plate electrode 93 is loosely mounted and guided for parallel, rectilinear movement. As indicated, the movable electrode 93 is supported by a resilient assembly, consisting of two parallel-moving leaf springs 95, 95 which are attached at their inner ends to a rigid support frame 96.

Elektroden 93 er forbundet med bladfjærenes 95, 95 ytre ender ved hjelp av et passende isolasjonsmateriale og en forbindelses-stav 97, hvis ovre ende 97a kan være utragende og tilpasset for å kop-les til den del hvis forskyvning skal måles. I tilfelle av benyttelse på veieapparater kan imidlertid bladfjærene 95, 95 direkte danne den belastningsutbalanserende komponent, slik at delen 97a er tilpasset til å oppta den belastning apparatet utsettes for. I alle tilfelle danner staven 97 og elektroden 93 effektivt svingerens mekaniske detektor-eller folerelement, ekvivalent med kolbestempelet 37 og metallklumpen 14 ved den forste utforelse. The electrode 93 is connected to the outer ends of the leaf springs 95, 95 by means of a suitable insulating material and a connecting rod 97, the upper end 97a of which can be protruding and adapted to connect to the part whose displacement is to be measured. In the case of use on weighing devices, however, the leaf springs 95, 95 can directly form the load-balancing component, so that the part 97a is adapted to absorb the load to which the device is exposed. In all cases, the rod 97 and the electrode 93 effectively form the transducer's mechanical detector or feeler element, equivalent to the piston piston 37 and the metal lump 14 in the first embodiment.

Elektroden 93 er også forbundet med en induktansspole 94 for å danne den nodvendige avstemte krets for den elektriske oscillator, og det er også anordnet passende elektrisk skjerming som antydet ved linjen 98. En anordning for innstilling eller kontroll av lineariteten av svingerens frekvensendring/forskyvnings-karakteri-stikk kan også finnes, hvilken kan være av samme type som den som er benyttet ved utforelsen ifolge fig. 2, bestående av et sett adskilte skruer 101 i et stillestående ledende element 102 som er forbundet med elektrodene 91, idet skruene 101 er individuelt innstillbare for selektiv variasjon av disses stilling, og av det elektrostatiske felt, i forhold til bevegelsesbanen for en utragende vinge 104 som bæres av den bevegelige elektrode 93. Electrode 93 is also connected to an inductance coil 94 to form the necessary tuned circuit for the electrical oscillator, and suitable electrical shielding is also provided as indicated by line 98. A device for setting or controlling the linearity of the oscillator's frequency change/shift characteristic i - connector can also be found, which can be of the same type as the one used in the embodiment according to fig. 2, consisting of a set of separate screws 101 in a stationary conductive element 102 which is connected to the electrodes 91, the screws 101 being individually adjustable for selective variation of their position, and of the electrostatic field, in relation to the path of movement of a projecting wing 104 which is carried by the movable electrode 93.

Ved den siste utforelse behover det ikke virke noen frik-sjonshemninger på det bevegelige mekaniske detektor- eller fblerelement, men også ved den forste utforelse kan sådanne friksjonshem-ninger som folge av kontakt mellom lagerflater, holdes på en meget liten verdi slik at anordningen ikke forårsaker noen merkbar belastning på det apparat eller mekanisme som den forbindes med. In the latter embodiment, no frictional inhibitions need to act on the movable mechanical detector or fbler element, but also in the first embodiment such frictional inhibitions as a result of contact between bearing surfaces can be kept at a very small value so that the device does not cause any appreciable strain on the apparatus or mechanism with which it is connected.

Det faktum at informasjon angående forskyvningsgraden presenteres i form av en elektrisk frekvens på utgangen av svingeren, har den fordel at informasjon lett kan overfores over betraktelige avstander uten å utsettes for feil på grunn av tap i det overforte signal, hvilket har tendens til å opptre ved amplitudemodulerte sys-temer . The fact that information regarding the degree of displacement is presented in the form of an electrical frequency at the output of the transducer has the advantage that information can be easily transmitted over considerable distances without being subject to errors due to losses in the transmitted signal, which tend to occur at amplitude modulated systems.

Svingeranordningen og dens tilhorende krets kan således mate sitt utgangssignal over en overforingslinje av ubegrenset lengde og uten nærmere bestemte karakteristiske egenskaper, uten tap av nøy-aktighet angående den overforte informasjon. Utgangssignalet kan mates direkte til et tidtaker-telleverk av standardtype som på digi-tal form viser informasjon angående forskyvningsgraden, eller tidtaker-telleverket kan mate en skrivemaskin eller liknende som sorger for en permanent registrering av informasjonen. The transducer device and its associated circuit can thus feed its output signal over a transmission line of unlimited length and without any specific characteristics, without loss of accuracy regarding the transmitted information. The output signal can be fed directly to a timer-counter of a standard type which displays information regarding the degree of displacement in digital form, or the timer-counter can feed a typewriter or the like which ensures a permanent recording of the information.

Ved en annen fordelaktig metode ved forskyvningsmålinger kan svingerutgangssignalet fores til inngangen av en radiomottaker med en innstillingsskala som er kalibrert direkte i lengdeenheter eller tilsvarende, eller til et dip-meter eller en liknende anordning som er anordnet for å vise resonansinnstillingen eller "avstemnings - punktet". Utgangssignalet kan også mates til en avstemt krets med variabel båndbredde, slik at grov- og finmålinger kan foretas i overensstemmelse med båndbreddeinnstillingen. In another advantageous method of displacement measurements, the transducer output may be fed to the input of a radio receiver with a setting scale calibrated directly in units of length or equivalent, or to a dip meter or similar device arranged to indicate the resonant setting or "tuning point" . The output signal can also be fed to a tuned circuit with variable bandwidth, so that coarse and fine measurements can be made in accordance with the bandwidth setting.

For å angi informasjon angående forskyvningsgraden ut-trykt ved en spenningsamplitude, kan svingerens utgangssignal mates til en diskriminator av vanlig type som gir et spenningsutgangssig-nal som er proporsjonalt med inngangsfrekvensen. To provide information regarding the degree of displacement expressed by a voltage amplitude, the output signal of the transducer can be fed to a discriminator of the usual type which provides a voltage output proportional to the input frequency.

For radiooverfbring av informasjonen kan svingerutgangssignalet selvsagt mates direkte til modulasjonstrinnet i en standard VHF-sender som brukes sammen med en VHF-mottaker. For radio transmission of the information, the transducer output signal can of course be fed directly to the modulation stage of a standard VHF transmitter used in conjunction with a VHF receiver.

Generelt kan svingerutgangssignalet mates til enhver egnet type av frekvensmålende eller frekvensindikerende anordning. Ved en annen metode for å skaffe f.eks. en visuell fremvisning, kan utgangssignalet mates til og styres av en kalibrert avsokningsoscillator i et oscilloskop, for å frembringe et blip eller lyspunkt som vil bevege seg over rorets akse som kan være kalibrert direkte i vekt- eller lengdeenheter (eller rundt en sirkel dersom en sirkulær ti&sbasis benyttes). Dersom det videre er onskelig å fastlegge det stadium hvor en spesiell forskyvningsgrad opptrer, kan svingerutgangssignalet mates til en frekvensselektiv detektor, eller alternativt til inngangen av en frekvensomformer med en annen inngang fra en annen kalibrert oscillator . In general, the transducer output signal can be fed to any suitable type of frequency measuring or frequency indicating device. By another method of obtaining e.g. a visual display, the output signal can be fed to and controlled by a calibrated sweep oscillator in an oscilloscope, to produce a blip or point of light that will move across the axis of the rudder which can be calibrated directly in units of weight or length (or around a circle if a circular ti&s basis is used). If it is further desired to determine the stage where a particular degree of displacement occurs, the transducer output signal can be fed to a frequency-selective detector, or alternatively to the input of a frequency converter with another input from another calibrated oscillator.

Flere andre arrangementer for bruk av anordningen er imidlertid mulige, og det vil innses at de foran nevnte arrangementer bare er gitt som eksempler. However, several other arrangements for use of the device are possible, and it will be understood that the aforementioned arrangements are only given as examples.

Til slutt skal bemerkes at ytterligere fordeler som kan oppnås ved de foran beskrevne svingeranordninger, omfatter frihet fra utmatning, liten treghet, meget små hysteresetap og hoy stabilitet som i hovedsaken er uavhengig av de tillatte variasjoner i tilforsels-spenningen. Og som tidligere nevnt er anordningen godt egnet for benyttelse ved mange typer av veieapparater for måling av forskyvningen av bevegelige, belastningsfolsomme elementer for å skaffe vektmåle-indikasjoner. Dette er vist skjematisk på fig. 6, hvor W representerer et veieapparat med en belastningsplattform 1 og balanseringsfjærer s; T representerer svingeranordningen med oscillatorkrets som er forbundet over utgangsledninger 6l' med en fjerntliggende teller eller fre-kvensmåler med tilhorende belastningsindikatorenhet 62'. På liknende måte kan anordningen også benyttes effektivt sammen med andre apparat-typer og verktøymaskiner, særlig i forbindelse med automatsystemer. Finally, it should be noted that further advantages that can be achieved with the transducer devices described above include freedom from output, low inertia, very small hysteresis losses and high stability which is essentially independent of the permitted variations in the supply voltage. And as previously mentioned, the device is well suited for use with many types of weighing apparatus for measuring the displacement of moving, load-sensitive elements to obtain weight measurement indications. This is shown schematically in fig. 6, where W represents a weighing apparatus with a loading platform 1 and balancing springs s; T represents the transducer arrangement with oscillator circuit which is connected via output lines 61' to a remote counter or frequency meter with associated load indicator unit 62'. In a similar way, the device can also be used effectively together with other device types and machine tools, particularly in connection with automatic systems.

Claims (7)

1. Elektromekanisk svingeranordning, omfattende et bevegelig fblerelement (12; 12a; 97), fbringsanordninger (16, 45; 16a, 77; 95, 96) for foring av folerelementet i en i hovedsaken rettlinjet bevegelse, og en elektrisk hoyfrekvens-oscillator som inneholder en elektromagnetisk avstemt krets (Ct, ) med en variabel kondensatorkomponent (Ct) bestående av en forste kondensatorelektrode (15, 18; 15a, l8a; 91, 102) og en forskyvbar, samarbeidende andre kondensatorelektrode (l4, 50, 51; 14a, 72; 93, ,104) som kan beveges sammen med fbler-elementet for å variere elektrodenes effektive overlappingsareal og dermed variere avstemningen av oscillatoren i overensstemmelse med folerelementets forskyvningsgrad, for dermed å variere frekvensen av oscillatorens utgangssignal i overensstemmelse med en forutbestemt funksjonssammenheng, karakterisert ved at en av kondensatorelektrodene (15, 18; 15a, l8a; 91, 102) er forsynt med en regu-ler ingsanordning (54; 71; 101) som kan påvirkes selektivt for å endre vedkommende elektrodes overflateprofil ved forskjellige stillinger innenfor et område med variabelt overlappingsforhold til den andre elektrode (14, 50, 51; l4a, 72; 93, 104) under forskyvning av folerelementet .(12, 12a; 97), idet reguleringsanordningen (54; 715 101) dermed tilveiebringer en fininnstilling av den nevnte funksjonssammenheng mellom endringen i frekvens for oscillatoren (C^, L^) og folerelementets (12;"12a; 97) forskyvningsgrad over valgte partier av folerelementets effektive bevegelsesområde.1. Electromechanical transducer device, comprising a movable feeler element (12; 12a; 97), bearing devices (16, 45; 16a, 77; 95, 96) for guiding the feeler element in a substantially rectilinear movement, and an electrical high-frequency oscillator containing an electromagnetically tuned circuit (Ct, ) with a variable capacitor component (Ct) consisting of a first capacitor electrode (15, 18; 15a, l8a; 91, 102) and a displaceable cooperative second capacitor electrode (l4, 50, 51; 14a, 72) ; 93, ,104) which can be moved together with the fbler element in order to vary the effective overlapping area of the electrodes and thus vary the tuning of the oscillator in accordance with the degree of displacement of the felter element, in order to thereby vary the frequency of the oscillator's output signal in accordance with a predetermined functional context, characterized by one of the capacitor electrodes (15, 18; 15a, 18a; 91, 102) is provided with a control device (54; 71; 101) which can be selectively influenced to change the surface profile of the electrode in question at different positions within an area with a variable overlap ratio with the other electrode (14, 50, 51; 14a, 72; 93, 104) while displacing the feeler element (12, 12a; 97), as the regulation device (54; 715 101) thus provides a fine-tuning of the aforementioned functional relationship between the change in frequency for the oscillator (C^, L^) and the feeler element's (12 ;"12a; 97) degree of displacement over selected parts of the felt element's effective range of movement. 2. Elektromekanisk svingeranordning ifolge krav 1, karakterisert ved at den forste kondensatorelektrode omfatter en forste del (15; 15a) og en aksialt adskilt andre del (18; l8a) av et rbrformet metallhus (10; 10a) og at den andre kondenstorelektrode omfatter en forste del (14; 14a) og en aksialt adskilt andre del (50,2. Electromechanical transducer device according to claim 1, characterized in that the first capacitor electrode comprises a first part (15; 15a) and an axially separated second part (18; 18a) of a tubular metal housing (10; 10a) and that the second capacitor electrode comprises a first part (14; 14a) and an axially separated second part (50, 51; 72) av folerelementet (12; 12a) som er i form av et aksialt bevegelig kolbestempel som er glidbart montert i huset (10; 10a).51; 72) of the feeler element (12; 12a) which is in the form of an axially movable piston piston which is slidably mounted in the housing (10; 10a). 3. Elektromekanisk svingeranordning ifolge krav 2, karakterisert ved at den forste del (14; l4a) av folerelementets stempel (12; 12a) består av et i hovedsaken sylindrisk legeme av elektrisk ledende materiale og minst én foringsdel (41; 77) som består av lavfriksjons, isolerende plastmateriale som gir en radialt fremspringende bæreflate med forholdsvis lite areal i kontakt med et sylindrisk hull (16; l6a) gjennom den forste del (15; 15a) av huset (10; 10a) '.3. Electromechanical transducer device according to claim 2, characterized in that the first part (14; l4a) of the felt element's piston (12; 12a) consists of a mainly cylindrical body of electrically conductive material and at least one lining part (41; 77) which consists of low-friction, insulating plastic material which provides a radially projecting bearing surface with a relatively small area in contact with a cylindrical hole (16; l6a) through the front part (15; 15a) of the house (10; 10a) '. 4. Elektromekanisk svingeranordning ifolge krav 2 eller 3, karakterisert ved at den andre del (18) av huset (10) har en gjennomhullet del (19) og er utstyrt med et antall aksialt adskilte, bevegelige og elektrisk ledende segmenter (54) som utgjor den nevnte reguleringsanordning, og som er individuelt forskyvbare, slik at de strekker seg i en valgt grad over den gjennomhullede del (19) av den andre del (18), for derved å endre dennes effektive profil i aksial retning.4. Electromechanical transducer device according to claim 2 or 3, characterized in that the second part (18) of the housing (10) has a through-hole part (19) and is equipped with a number of axially separated, movable and electrically conductive segments (54) which form the aforementioned regulation device, and which are individually displaceable, so that they extend to a selected extent over the perforated part (19) of the second part (18), thereby changing its effective profile in the axial direction. 5. Elektromekanisk svingeranordning ifolge krav 4» karakterisert ved at de elektrisk ledende segmenter (54) er i form av en rekke oppsplittede trådringer som er roterbart montert på husets (10) tilstotende andre del (18), slik at de kan vinkelforskyves for selektivt å delvis lukke den gjennomhullede del (19), og at kolbestempelets (12) andre del består av en radial skovl (50) med et forholdsvis lite elektrisk ledende overflateareal (51) som er anordnet overfor den gjennomhullede del (19) over hele stempelets (12) bevegelsesområde.5. Electromechanical transducer device according to claim 4" characterized in that the electrically conductive segments (54) are in the form of a series of split wire rings which are rotatably mounted on the adjacent second part (18) of the housing (10), so that they can be angularly displaced to selectively partially close the perforated part (19), and that the second part of the piston piston (12) consists of a radial vane (50) with a relatively small electrically conductive surface area (51) which is arranged opposite the perforated part (19) over the entire piston (12) ) range of motion. 6. Elektromekanisk svingeranordning ifolge krav 2 eller 3, karakterisert ved at husets (10a) andre del (l8a) har et sett aksialt adskilte, elektrisk ledende skrueelementer (71) som utgjor den nevnte reguleringsanordning og som strekker seg radialt inn i huset i en retning på tvers av den aksiale bevegelsesbane for stempelets (12a) andre del (50, 51), idet skrueelementene (71) er individuelt innstillbare for variasjon av den effektive indre overflateprofil av husets andre del (l8a).6. Electromechanical transducer device according to claim 2 or 3, characterized in that the second part (18a) of the housing (10a) has a set of axially separated, electrically conductive screw elements (71) which make up the aforementioned regulation device and which extend radially into the housing in one direction across the axial path of movement of the piston (12a) second part (50, 51), the screw elements (71) being individually adjustable for variation of the effective inner surface profile of the housing second part (18a). 7. Elektromekanisk svingeranordning ifolge et eller flere av kravene 2-6, karakterisert ved at en induktiv hovedkomponent (L^) i oscillatorens avstemte krets består av et selv-stendig mont asjeelement (11; lia) som er anordnet i det rorformede metallhus (10) og består av en induktiv spole (23; 23a) som er anbrakt koaksialt i forhold til stempelet (12; 12a), og en magnetisk skjerm-hylse (22; 22a) som omgir spolen.7. Electromechanical oscillator device according to one or more of claims 2-6, characterized in that a main inductive component (L^) in the oscillator's tuned circuit consists of a self-standing assembly element (11; lia) which is arranged in the tube-shaped metal housing (10 ) and consists of an inductive coil (23; 23a) which is placed coaxially in relation to the piston (12; 12a), and a magnetic screen sleeve (22; 22a) which surrounds the coil.