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DE8913756U1 - Kapazitiver Beschleunigungswandler - Google Patents

Kapazitiver Beschleunigungswandler

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Publication number
DE8913756U1
DE8913756U1 DE8913756U DE8913756U DE8913756U1 DE 8913756 U1 DE8913756 U1 DE 8913756U1 DE 8913756 U DE8913756 U DE 8913756U DE 8913756 U DE8913756 U DE 8913756U DE 8913756 U1 DE8913756 U1 DE 8913756U1
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DE
Germany
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converter according
sheet
plate part
capacitor
acceleration
Prior art date
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Application number
DE8913756U
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English (en)
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MARELLI AUTRONICA SpA MAILAND/MILANO IT
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MARELLI AUTRONICA SpA MAILAND/MILANO IT
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Publication date
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    • 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
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

► t ·
MARELLI AUTRONICA S.p.A..:.. .&iacgr;. .:. .1. Mön/herf, 21. November I989 I-2OI23 Mailand, Italien JST-si l6
Kapazitiver Beschleunigungswandler
Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Beschleunigungswandler, der durch eine Kombination der folgenden Teile gekennzeichnet ist:
- eine Stützstruktur zur Befestigung an dem Körper, dessen Beschleunigung ermittelt werden soll,
- ein von der Stützstruktur getragenes Metallplattenteil,
- ein biegsames Metallblatt, dessen erstes Ende einseitig an der Stützstruktur befestigt ist und dessen zweites Ende in einem Abstand dem Plattenteil in der Richtung zugekehrt ist, in der die Beschleunigung ermittelt werden soll, um auf diese Weise einen Kondensator zu bilden, dessen Kapazität in Ruhe einen vorbestimmten Wert hat und in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Körpers in die genannte Richtung veränderlich ist, und
- eine Detektorvorrichtung zur Abgabe eines elektrischen Signals als Anzeige der Kapazität des Kondensators.
Aufgrund seiner voranstehenden Eigenschaften ist der Wandler einfach, genau und zuverlässig.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung, die lediglich ein nicht-einschränkendes Beispiel darstellt.
et
teEs zeigen
.. Figur 1 eine perspektivische Darstellung des
Beschleunigungswandlers gemäß der vorliegenden Erfindung
Figur 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles II in Figur 1,
% Fig. 3,
I= 4 und 5 perspektivische Darstellungen dreier abgewandelter
H Ausführungsformen des Wandlers gemäß der vorliegenden
fj? Erfindung,
Figur 6 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles VI in Figur 4>
|t Figur 7 eine Schnitt entlang der Linie VII-VII in der Figur 5> p; und
Figur 8 ein Blockschaltbild, welches den Betrieb eines mit dem erfindungsgemäßen Wandler verbundenen elektronischen Schaltkreises zeigt.
■i.. In der Zeichnung ist ein kapazitiver Beschleunxgungswandler mit "$. der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet. Unter Bezugnahme auf die pi- Figuren 1 und 2 besteht der Wandler aus einer Stützplatte 2 aus elektrisch isolierendem Material, die an der Oberfläche des (nicht dargestellten) Körpers, dessen Beschleunigung ermittelt werden soll, befestigbar ist. Ein aus einem Metallblock
■ bestehendes Plattenteil 3, und eine Unterlage 4, die geringfügig
|o dicker als das Plattenteil 3 ist, sind auf der Stützplatte 2
' angeordnet. Der Wandler 1 besteht weiterhin aus einem biegsamen Metallblatt 5> beispielsweise aus Bandstahl, mit einem ersten Abschnitt 6, der von der Unterlage 4 frei wegragt und einem &igr; zweiten Abschnitt 7, welcher im Abstand zu der oberen Fläche des I Plattenteiles 3 angeordnet und diesem zugekehrt ist. Der
Abschnitt 7 des Metallblattes 5 und das Plattenteil 3 bilden auf | diese Weise einen Kondensator, der in Ruhe einen vorbestimmten
Wert aufweist. Ein Massestück 8 ist auf dem Abschnitt 7 des
Metallblattes vorgesehen und auf der dem Plattenteil 3
abgewandten Oberfläche des Metallblattes angeordnet. |
Wenn der Wandler 1 einer Beschleunigung in einer senkrecht zu dem
Plattenteil 3 und dem Metallblatt 5 verlaufenden Richtung, das
heißt, parallel zu der durch den Doppelpfeil A in der Zeichnung &ngr; dargestellten Linie, ausgesetzt ist, wird das Massestück 8 einer ,:
Kraft ausgesetzt, welche den freien Abschnitt 7 des Metallblattes % in Schwingung versetzt. Diese Schwingung bewirkt eine Veränderung "} der Kapazität des durch den Plattenteil 3 und das Metallblatt 5
gebildeten Kondensators. Diese Kapazitätsveränderung wird von
einem nachstehend beschriebenen elektronischen Schaltkreis
ermittelt, der an das Plattenteil 3 und das Metallblatt 5 über
zwei elektrische Leiter 9 angeschlossen ist.
In der in Figur 3 dargestellten Variante wurde das feste
Plattenteil 3 durch ein zweites biegsames Blatt 10 ersetzt,
welches an der Unterlage 45 auf der das erste Blatt 5 befestigt ä
ist, einseitig befestigt ist. Die beiden Blätter 5 und 10 werden U,
durch eine Schicht 11 elektrisch isolierenden Materials getrennt. &iacgr;
Eine Massestück 12, welches wie das Massestück 8 an dem ersten V
Blatt 5 auf Beschleunigung in der durch den Doppelpfeil A |
angezeigten Richtung reagiert, ist gleichfalls am freien Ende des |'
zweiten Blattes 10 angeordnet. |
In der in den Figuren 4 und 6 dargestellten Ausführungsform
besteht die Stützplatte 2 aus keramischem Material. Das feste
Plattenteil 3 wird durch eine dünne Metallschicht gebildet, ;
welche auf der Oberfläche der Keramikplatte 2 durch Schablonen- |
bzw. Siebdruck, Trocknen und Brennen aufgebracht wurde. Das die r' Metallschicht bildende Material besteht aus beispielsweise
Platin-Gold oder Palladium-Silber. Das biegsame Blatt 5 kann aus &iacgr;.
Messing sein, wobei ^ >» dann mit Zinn auf eine auf der |
Keramikplatte 2 aufgebrachten Metallschicht 15 aufgelötet wird. In diesem Fall dient die Dicke des durch Löten beigefügten Materials ebenfalls dazu, das Plattenteil 3 und das biegsame Blatt 5 auseinanderzuhalten. Alternativ läßt sich das Blatt 5 auf die Stützplatte 2 aufkleben und in diesem Fall ist es erforderlich, eine elektrische Verbindung zwischen dem Blatt 5 und der Metallschicht 15 herzustellen, wie es in den Figuren 4 bis 6 durch gestrichelte Linien 16 dargestellt ist.
Gemäß einer weiteren, in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Variante wird eine gedruckte Schaltung 18 als Stützplatte verwendet und in diesem Fall wird das feste Plattenteil von einer Metallschicht 19 der Schaltung gebildet. Das biegsame Blatt 5 ist über Schrauben 20 und ein zwischengefügtes, metallisches Abstandsstück 21 an der Schaltung 18 befestigt. Das Abstandsstück l8 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Blatt 5 und einer Metallschicht 22 der gedruckten Schaltung her. Die Schichten 18 und 22 sind elektrisch mit den Teilen einer elektronischen Schaltung auf der gedruckten Schaltung 18 verbunden.
Figur 8 zeigt ein Blockschaltbild eines mit dem Wandler 1 verbundenen elektronischen Detektorschaltkreises. Gemäß einer ersten Ausführungsform wird der von dem Wandler 1 gebildete Kondensator mit einem Oszillator 25 verbunden, dessen Frequenz von der Kapazität des Kondensators abhängt. Das von dem Oszillator ausgegebene Signal wird dann an eine monostabile Schaltung 26 übermittelt und von dort an einen Tiefpaßfilter 27-Auf diese Weise wird eine Frequenz-Spannungs-Umwandlung ermöglicht. Das vom Filter 27 ausgegebene Spannungssignal V gibt somit den Wert der Kapazität des Wandlers 1 an und zeigt daher die Beschleunigung an, der letzterer ausgesetzt ist. Alternativ kann der Oszillator 25 mit gegebener Frequenz betrieben werden, während der Wandler 1 mit der monostabilen Schaltung 26 verbunden ist, wie es durch gestrichelte Linien in der Figur 8 dargestellt ist. Die Dauer des Signales der monostabilen Schaltung 26 wird
somit moduliert und wie im vorhergehenden Fall ist das erhaltene Ausgangssignal V proportional zu dem Wert der Beschleunigung, der der Wandler 1 ausgesetzt ist.

Claims (6)

MARELLI AUTRONICA S.p.A. München, 21. November I989 I-2OI23 Mailand, Italien JST-si l6 236 Kapazitiver Beschleunigungswandler £ Ansprüche
1. Kapazitiver Beschleunigungswandler, dadurch gekennzeichnet, daß er sich aus einer Kombination folgender Teile zusammensetzt:
1 - eine Stützstruktur (2) zur Befestigung an dem Körper, dessen
I Beschleunigung ermittelt werden soll,
H - ein von der Stützstruktur (2) getragenes Metallplattenteil I (3, 10, 19),
1 - ein biegsames Metallblatt (5) mit einem an der Stützstruktur
;'■' einseitig befestigten ersten Abschnitt (6) und einem in
% einem Abstand dem Plattenteil (33 10, 19) zugekehrten
zweiten freien Abschnitt (7)3 wodurch ein Kondensator gebildet wird, dessen Kapazität in Ruhe einen vorbestimmten Wert hat und in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Körpers in die Richtung (A) variiert, und
H - eine Detektorvorrichtung (25, 26, 27) zur Abgabe eines
&Egr; elektrischen Signals als Anzeige der Kapazität des
Ss Kondensators.
2. Wandler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenteil (3, 19) an der Stützstruktur (2) befestigt ist und von ihr getragen ist.
3· Wandler nach Anspruch 1, Is
W dadurch gekennzeichnet, S
daß das Plattenteil aus einem zweiten biegsamen Metallblatt f
(10) besteht, welches gleichfalls einen ersten Abschnitt
aufweist, der einseitig an der Stützstruktur (2) befestigt ist '&iacgr; und dessen freier Abschnitt dem ersten Blatt (5) im Abstand zu
diesem zugekehrt ist. '
4· Wandler nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, || dadurch gekennzeichnet,
daß ein Massestück (8) auf dem ersten Blatt (5) angeordnet ist
und der Wirkung der im Betrieb zu ermittelnden Beschleunigung
ausgesetzt ist.
5· Wandler nach den Ansprüchen 3 und 4> %
dadurch gekennzeichnet, '■£
daß auch auf dem zweiten Blatt (10) ein Massestück (12) $
angeordnet ist und gleichfalls der Wirkung der im Betrieb zu
ermittelnden Beschleunigung ausgesetzt ist.
6. Wandler nach Anspruch 55
dadurch gekennzeichnet, j
daß die mit dem ersten (5) bzw. dem zweiten Blatt (10) '.'■■'.
verbundenen Massestücke (8, 12) auf denjenigen Oberflächen der
Blätter angeordnet sind, die einander nicht zugewandt sind. &
fts 7· Wandler nach Anspruch 2, Hi
dadurch gekennzeichnet, ';
daß das Plattenteil (3, 19) aus einer Schicht leitfähigem
Material besteht, das auf einer Unterlage aus elektrisch
isolierendem Material aufgebracht wurde.
Wandler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtungen aus einem elektronischen Schaltkreis mit einem Oszillator (25) bestehen, dessen Frequenz von der Kapazität des Kondensators (5» 3) abhängt, und mit einem Frequenz-Spannungs-Umwandler (26), der an den Ausgang des Oszillators (25) angeschlossen ist.
Wandler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Schaltung mit dem Kondensator (5> 3) verbunden ist, die aus einem Oszillator (25) mit fester Frequenz und einer monostabilen Schaltung (26) besteht, deren Eingang an dem Ausgang des Oszillators (25) angeschlossen ist, wobei die monostabile Schaltung (26) einen Impuls ausgibt, dessen Dauer von der Kapazität des Kondensators (5, 3) abhängt.
DE8913756U 1988-11-23 1989-11-21 Kapazitiver Beschleunigungswandler Expired - Lifetime DE8913756U1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT68046/88A IT1223933B (it) 1988-11-23 1988-11-23 Trasduttore di accelerazione ad effetto capacitivo

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DE8913756U Expired - Lifetime DE8913756U1 (de) 1988-11-23 1989-11-21 Kapazitiver Beschleunigungswandler

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ES (1) ES1012120Y (de)
FR (1) FR2639435B3 (de)
GB (1) GB2225433B (de)
IT (1) IT1223933B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0491506A1 (de) * 1990-12-17 1992-06-24 Texas Instruments Incorporated Beschleunigungsmesser und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2700013A1 (fr) * 1992-12-30 1994-07-01 Akebono Brake Ind Procédé et appareil de détection d'accélération suivant trois dimensions.
EP0652440A1 (de) * 1993-11-04 1995-05-10 Texas Instruments Incorporated Verbesserter Beschleunigungsmessaufnehmer sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE10053309A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-16 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanischer Beschleunigungssensor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2015812A1 (en) * 1989-05-02 1990-11-02 Shiro Nakayama Piezoelectric acceleration sensor and piezoelectric acceleration sensor device
DE69211269T2 (de) * 1991-09-24 1997-01-23 Murata Manufacturing Co Beschleunigungsmessaufnehmer

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3789672A (en) * 1970-11-12 1974-02-05 Singer General Precision Accelerometer
US4736629A (en) * 1985-12-20 1988-04-12 Silicon Designs, Inc. Micro-miniature accelerometer
FR2599833B1 (fr) * 1986-06-10 1992-02-14 Metravib Sa Capteur de grandeurs mecaniques integre sur silicium et procede de fabrication
US4951510A (en) * 1988-07-14 1990-08-28 University Of Hawaii Multidimensional force sensor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0491506A1 (de) * 1990-12-17 1992-06-24 Texas Instruments Incorporated Beschleunigungsmesser und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2700013A1 (fr) * 1992-12-30 1994-07-01 Akebono Brake Ind Procédé et appareil de détection d'accélération suivant trois dimensions.
EP0652440A1 (de) * 1993-11-04 1995-05-10 Texas Instruments Incorporated Verbesserter Beschleunigungsmessaufnehmer sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US5628100A (en) * 1993-11-04 1997-05-13 Texas Instruments Incorporated Method of making an acceleration sensor
DE10053309A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-16 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanischer Beschleunigungssensor
DE10053309B4 (de) * 2000-10-27 2005-02-24 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanischer Beschleunigungssensor

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Publication number Publication date
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ES1012120Y (es) 1991-01-01
IT8868046A0 (it) 1988-11-23
ES1012120U (es) 1990-07-01
FR2639435A3 (fr) 1990-05-25
GB2225433B (en) 1993-01-27
FR2639435B3 (fr) 1990-10-12
GB8926379D0 (en) 1990-01-10
IT1223933B (it) 1990-09-29

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