DE1252951B - Lineares Beschleunigungsmesswerk - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

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AUSLEGESCHRIFT ~

Aktenzeichen: N 26118IX b/42 ο

1252951 Anmeldetag: 27. Januar 1965

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft ein lineares Beschleunigungsmeßwerk zum Messen der Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers, bei dem das Meßwerk eine Gasentladungsröhre mit mindestens einem Paar Sonden enthält.

Die vorliegende Erfindung bezweckt den Einfluß von Verschmutzungen oder Unvollkommenheiten der Elektrodenoberfläche der Gasentladungsröhre auf das Meßergebnis auszuschalten. Die Erfindung besteht darin, daß die Verbindungslinie zwischen den Sonden die Verbindungslinie von Kathode und Anode der Gasentladungsröhre derart kreuzt, daß beide Linien senkrecht zueinander verlaufen und der Kreuzungspunkt halbwegs auf der Verbindungslinie zwischen den Sonden liegt und die Sonden über Leitungen, die Strommesser enthalten, an ein Bezugspotential, vorzugsweise Anodenpotential, gelegt sind.

Im Betrieb wird die Glimm- oder Bogenentladung zwischen Anode und Kathode hervorgerufen und das zwischen den Sonden des Paares erzeugte Signal ist so für die Beschleunigung in einer Richtung parallel zu der Verbindungslinie zwischen den Sonden maßgebend.

Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß bei einer Bogen- oder Glimmentladung mit einer positiven Säule eine gewisse Krümmung dieser positiven Säule infolge der Konvektion heißen Gases innerhalb der Entladung auftritt. Die Konvektion in dem Gas hängt dabei von der auf das Gas ausgeübten Beschleunigung ab.

Gegenüber einer z. B. aus der USA.-Patentschrift 3 110 185 bekannten Vorrichtung, bei der die in einer Gasentladungsröhre stattfindende Entladung über die Oberflächen der Anodenteile und der Kathode wandert, ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung der Vorteil, daß die Enden der Entladung fest liegen, d. h. nicht wandern. Auf diese Weise wird verhindert, daß bereits geringe Verschmutzungen oder Unvollkommenheiten der Elektrodenoberfläche einen nachteiligen Einfluß auf das Meßergebnis ausüben können.

Das Beschleunigungsmeßwerk kann mit einem zweiten Paar Sonden versehen werden, die derart angeordnet sind, daß sie ein Maß für die Beschleunigung in einer Richtung ergeben, die unter einem bestimmten Winkel zu der Linie zwischen dem ersten Sondenpaar steht. Die Gasfüllung besteht vorzugsweise aus einem inerten Gas, z. B. Xenon, unter einem Druck von mehr als 30 Torr oder mehr im Fall anderer inerter Gase. Bei Helium ist der erforderliche Druck höher als der atmosphärische Druck. Bei einem Edelgas kann eine positive Säule bei einem Lineares Beschleunigungsmeßwerk

Anmelder:

Ν. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Brian John Stocker, Thornton Heath, Surrey;
George Frederick Weston,
Merstham, Surrey (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Januar 1964 (4354),
vom 21. Januar 1965 (4354)

verhältnismäßig niedrigen Strom (100 mA oder weniger) erhalten werden.

Die Kathode der Gasentladungsröhre kann entweder eine kalte Kathode des in gewissen Fluoreszenzlampen üblichen Typs oder ein heizbarer, wendeiförmiger Wolframdraht oder eine Oxydkathode sein, die eine Bogenentladung liefert. Es kann auch eine Hohlkathoden-Glimmentladung angewandt werden. Die Anode kann durch einen spitzen Stab gebildet werden. Die Sonden werden vorzugsweise mit der Anode über Widerstände verbunden, und der Unterschied zwischen den Sondenströmen oder den Sondenpotentialen wird zur Beschleunigungsanzeige gemessen. Bei Verwendung eines Wolframheizkörpers oder einer heizbaren Oxydkathode wird diese Kathode vorzugsweise in einer Metallbüchse mit einer kleinen öffnung zum Durchlassen der Entladung untergebracht. Die Entladung wird auf diese Weise genau festgelegt, so daß die Entladung sich nicht über eine ungenau definierte Zone der Kathode ausbreiten kann.

Mit Ausnahme der Enden werden die Sonden vorzugsweise vor der Entladung durch Buchsen aus Isoliermaterial, z. B. Glas, abgeschirmt. Die Entladung kann somit keinen Einfluß auf die Sonden ausüben, mit Ausnahme der Enden. Aus Gründen der Festigkeit kann die Hülle aus Metall bestehen.

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Claims (4)

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Ausführungsform näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt ist. F i g. 1 zeigt im Schnitt ein Gasbeschleunigungsmeßwerk und Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1. Nach den Fig. 1 und 2 enthält ein lineares Beschleunigungsmeßwerk einen Kolben 1 mit einem Glasfuß 2 und einer Glasperle 3 in der Wand. Eine Anode 4 in Form eines Stabes ragt durch die Glasperle 3 in das Innere des Beschleunigungsmeßwerkes ein. Das Beschleunigungsmeßwerk enthält weiter eine Wolframkathode 5. Dem Heizfaden der Kathode kann über Stifte 6 Energie zugeführt werden. Zwei Sondendrähte 7 und 8 sind im Innern des Kolbens auf einer Linie angeordnet, welche die Linie zwischen der Kathode 5 und der Anode 4 in der Mitte senkrecht schneidet. Die Sonden liegen in nahezu gleichen Abständen von der Linie zwischen Anode und Kathode. Die Sonden 7 und 8 sind mit Metallstiften 9 bzw. 10 verbunden, die durch den Glasfuß 2 geführt sind. Die Anode 4 wird über den größten Teil ihrer Länge durch einen Glaszylinder 11 abgeschirmt, der ein Ganzes mit der Glasperle 3 bildet. Die Kathode 5 wird durch eine Metallbüchse 12 mit einer kleinen Öffnung 13 abgeschirmt, weiche den Entladungsstrom durchläßt. Der Zylinder 11 und die Buchse 12 bedingen die Enden der Entladung zwischen Anode und Kathode, so daß Änderungen der Form der Entladung verringert werden. Die Sonden 7 und 8 sind mit Glasmänteln 14 bzw. 15 versehen, so daß lediglich die Enden der Glieder durch die Entladung beeinflußt werden können. Die Gasfüllung kann aus einem einzigen Edelgas bestehen. Es hat sich jedoch ergeben, daß ein Gemisch aus 90% Neon und 10% Xenon unter einem Druck von 300 Torr am geeignetsten ist. Der Abstand zwischen den Sonden kann von der Größen-Ordnung von 15 mm sein. Der Abstand zwischen Anode und Kathode beträgt z. B. 5 mm. Durch Änderung der Gaszusammensetzung, des Gasdrucks und der Abstände zwischen den Sonden einerseits und zwischen der Anode und der Kathode andererseits kann der Bereich der zu messenden Beschleunigung geregelt werden. In einer Vorrichtung vorerwähnter Art kann eine Änderung des Ausgangssignals entsprechend Beschleunigungen zwischen 0 und 50 g erzielt werden. Wenn das Beschleunigungsmeßwerk auf einem einer Beschleunigung unterworfenen Körper montiert und eine Bogenentladung zwischen der Anode 4 und der Kathode 5 erzeugt wird, ergibt sich, daß der Bogen infolge der Konvektion im Innern des erhitz- ten Gases gekrümmt wird. Der Potentialunterschied zwischen den Sonden 7 und 8 ist dann für den Wert der Beschleunigung maßgebend. Es hat sich gezeigt, daß die Umgebungstemperatur einen großen Einfluß auf die Beschleunigungsmessung ausübt, wenn das Meßwerk auf einer Zentrifuge angebracht wird. Es ist daher zu bevorzugen, die Hülle des Meßwerks auf einer konstanten Temperatur zu halten. Ein zweites Paar Sonden kann auf einer Linie senkrecht zu der Linie zwischen den Sonden 7 und 8 angebracht werden, so daß, wenn die Beschleunigung nicht längs einer Linie parallel zu den Linien zwischen den Sondenpaaren erfolgt, die zwei orthogonalen Komponenten der Beschleunigung gemessen werden können, woraus sich die Resultante errechnen läßt. Patentansprüche:

1. Lineares Beschleunigungsmeßwerk zum Messen der Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers, bei dem das Meßwerk eine Gasentladungsröhre mit mindestens einem Paar Sonden enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie zwischen den Sonden (7, 8) die Verbindungslinie von Kathode (5) und Anode (4) der Gasentladungsröhre derart kreuzt, daß beide Linien senkrecht zueinander verlaufen und der Kreuzungspunkt halbwegs auf der Verbindungslinie zwischen den Sonden (7, 8) liegt und die Sonden über Leitungen, die Strommesser enthalten, an ein Bezugspotential, vorzugsweise Anodenpotential, gelegt sind.

2. Lineares Beschleunigungsmeßwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Röhre (1) ein zweites Paar Sonden angebracht ist, deren Verbindungslinie die durch die Verbindungslinie des ersten Paares Sonden (7, 8) und die Verbindungslinie zwischen Kathode(S) und Anode (4) gehende Ebene, vorzugsweise senkrecht am Kreuzungspunkt dieser Verbindungslinien, kreuzt.

3. Lineares Beschleunigungsmeßwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde (7, 8), mit Ausnahme des freien Endes, mit einer Schicht (14,15) aus Isoliermaterial überzogen ist.

4. Lineares Beschleunigungsmeßwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungsröhre (1) in einem Thermostaten untergebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 3 110 185.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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