NL9000163A - Hoeksnelheidsmeter in combinatie met hoekstand uit magneetveld. - Google Patents

Description

Hoeksnelheidsmeter in combinatie met hoekstand uit magneet¬veld.

De uitvinding heeft betrekking op een hoeksnelheidsmetervoor een beweegbaar stelsel, voorzien van een elektrischgeleidende door een nagenoeg homogeen magneetveld doorlopentraagheidsmassa, die ten opzichte van het stelsel draaibaaris doch in translatie er vast mede is verbonden, waarbijtenminste één paar elektroden in kontakt met de massa is,welke elektroden vast met het stelsel verbonden zijn en opeen onderlinge afstand in de ruimte, de elektrode vector,liggen, waarbij zij door middel van geleiders met een opneeirt-inrichting zijn verbonden.

Een dergelijke hoeksnelheidsmeter is bekend uit het "FinalReport for Period 20 February 1978 - 30 December 1978 Con¬tract No. DNA002-78-C-0126" van R.E. Weber, The SingerCompany, Kearfott Division at Fairfield, New Jersey 07006.

In deze bekende hoeksnelheidsmeter wordt het magneetveldopgewekt door een magneet, die vast met het stelsel is ver¬bonden. Bovendien kan met deze hoeksnelheidsmeter de hoek-snelheid om slechts één as, die vast met het beweegbarestelsel is gekoppeld, bepaald worden. Dit leidt tot eenaantal nadelen.

Een eerste daarvan is, dat het gebruik van een dergelijkehoeksnelheidsmeter bij bepaling van hoeksnelheden in deruimte, om bijvoorbeeld drie onderling loodrechte assen hetgeheel zeer gecompliceerd wordt, maar bovendien het nadeeloptreedt, dat, zoals nog nader zal worden toegelicht indeze beschrijving, bij de bepaling van de hoekstand uit dehoeksnelheid om met het systeem meebewegende assen totverschillende resultaten kan worden gekomen, afhankelijkvan het verloop in de tijd van de verschillende hoeksnel¬heden .

De uitvinding beoogt in haar verschillende variantentenminste één van de beide genoemde nadelen, zo niet hen beide, op te heffen althans aanmerkelijk te verminderen.

Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt er dien¬overeenkomstig in voorzien, dat het magneetveld een richtingin de ruimte heeft, die onafhankelijk is van de hoekstandvan het stelsel in de ruimte. Zoals nader in deze beschrij¬ving zal worden aangegeven, kan door toepassing van dezemaatregel bereikt worden dat, onafhankelijk van de oriëntatievan dit stelsel, de hoeksnelheid van dit stelsel om dezeonafhankelijke richting wordt gemeten wat onder andere totvoordeel heeft dat met een lagere steekproefname-frequentiekan worden volstaan.

Volgens een nadere uitwerking hiervan wordt er in voorzien,dat er drie of meer elektrode-paren zijn, die gezamenlijk debasis voor een drie-dimensionale ruimte vormen. Zoals nognader zal worden aangetoond, kan met drie elektrode-pareneen resultaat worden verkregen dat bestaat uit de hoeksnel¬heid om de richting van het magneetveld in de ruimte.

Hoewel drie elektrode-paren voldoende zijn voor een ondubbel¬zinnige hoeksnelheidsbepaling in de ruimte, kan het voordeelhebben meer dan drie elektrode-paren te gebruiken, waarbijde daardoor optredende redundantie voordelen kan hebben.

Een voorkeursuitvoering van de uitvinding, die betrekkelijkeenvoudig is, voorziet er in, dat er drie elektrode vectorenzijn die loodrecht op elkaar staan, waarbij de traagheids-massa uit een vloeistof in een bolvormig vat kan bestaan,waarbij als vloeistof, in overeenstemming met hetgeen in het-bovengenoemde rapport is aangegeven, kwik kan worden gebruikt.Kwik heeft namelijk door zijn groot elektrisch geleidings-vermogen en zijn zeer kleine kinematische viscositeitbelangrijke voordelen bij toepassing in een hoeksnelheidsmetervan het type van de uitvinding.

Volgens nog een nadere uitwerking van deze uitvinding kan erin worden voorzien, dat één van de elektroden van elk paardicht bij het middelpunt van de bol ligt en de andere dichtbij de wand van de bol.

Op deze wijze is een hoeksnelheidsmeter verkregen, die eeneenvoudige, overzichtelijke constructie heeft.

Gebleken is, dat bij rotatie om de richting van een magneet¬veld, welke richting bekend is, de rotatie van het stelselom deze richting gegeven wordt door de scalaire som van despanningen die tussen de elektroden van de drie paren optreden.

Wanneer men bij toepassing van de uitvinding de richting voorhet magnetische veld, dat onafhankelijk is van de hoekstandvan het stelsel in de ruimte, het aardveld wil gebruiken, ishet mogelijk er in te voorzien, dat het stelsel vast verbondenis met een magnetische opnemer voor het meten van drie onder¬ling loodrechte componenten van het aardveld en dat de hoek¬snelheidsmeter voorzien is van magnetische bekrachtigings-middelen, die een magneetveld in de traagheidsmassa opwekkendat dezelfde richting heeft als het aardveld. Dit geeft nietalleen het voordeel, dat het aardveld versterkt kan wordenof kan worden omgezet in een wisselveld, maar bovendien ishet nu mogelijk het aardveld te meten op een plaats waareventuele storingen van het magneetveld beperkt zijn, zoalsbijvoorbeeld de top van de mast van een schip.

Er kunnen zich evenwel gevallen voordoen waarbij het metenvan hoeksnelheden om een as onafhankelijk van het stelselniet van belang is. In dat geval verschaft de uitvinding eenaanmerkelijke verbetering ten aanzien van de bekende techniekdoor een hoeksnelheidsmeter te verschaffen, die voorzien isvan een elektrisch geleidende vloeistofmassa, die kan draaienten opzichte van een beweegbaar stelsel, doch daarmede in-"translatie vast is verbonden, vast met een stelsel verbondenorganen voor het opwekken van een magneetveld en tenminsteéén elektrode-paar, waarvan de elektroden op een onderlingeafstand in de ruimte, de elektrode vector, liggen, die daar¬door wordt gekenmerkt, dat de vloeistofmassa de vorm van eenbol heeft, dat er tenminste drie elektrode-paren zijn en datvan elk paar één elektrode dicht bij het middelpunt van debol ligt en één dicht bij de wand van de bol.

Verder is gebleken, dat bij de beide uitvoeringsvormen van de uitvinding het voordeel kan hebben wanneer het opgewektemagneetveld een wisselveld is.

In dit geval kan op een betrekkelijk eenvoudige manier meteen transformator de elektrode impedantie zodanig aan demeetinrichting worden aangepast, dat een minimum invloed vande meetinrichtingsruis wordt verkregen. Ook kan men dan,wanneer het gewenst is om separaat rotaties om verschillendemet het systeem meebewegende assen te meten, gebruik makenvan verschillende frequenties van het wisselveld in de ver¬schillende bekrachtigers.

In geval een magneetveld wordt opgewekt en in het bijzondereen wisselveld, bestaat de mogelijkheid, dat de lussengevormd door de geleiders die vanaf de elektroden naar deopneeminrichtingen en/of een meetinrichting voeren, signalenkunnen oppikken, die niet te verwaarlozen zijn in vergelijkingmet het veelal betrekkelijk zwakke signaal, dat als meet-signaal wordt gewonnen.

Dienovereenkomstig kan er volgens een nadere uitwerking vande uitvinding in worden voorzien, dat de geleiders die eenelektrode-paar verbinden met de hulptransformator van eenmeetinrichting en tevens de primaire wikkelingen van dezetransformator zelf coaxiaal zijn uitgevoerd waardoor eenminimum aan magnetisch geïnduceerde stoorspanning wordtverkregen.

Daarbij is het mogelijk buiten de middelen voor het opwekkenvan het magnetische veld in de traagheidsmassa compensatie-%middelen voor het opwekken van een compenserend magneetveldaan te brengen, zodanig dat buiten de compensatiemiddelende opgewekte magneetvelden elkaar compenseren. Dan kunnenstoringsgevoelige geleiders, opneeminrichtingen en meet-inrichtingen vrij gehouden worden van direkte invloed vanhet opgewekte magneetveld indien er in wordt voorzien, datde opneeminrichtingen en de meetinrichtingen zijn aangebrachtin de ruimte buiten de compenserende middelen voor hetopwekken van het compenserende magneetveld. Een gedeelte vande geleiders die de verbinding met de elektroden vormen, kan niet in genoemde ruimte aanwezig zijn omdat de elektrodenniet in deze ruimte aanwezig zijn.

Wanneer bij de uitvinding een magneetveld wordt opgewekt, ishet te prefereren dat dit magneetveld zo veel mogelijkhomogeen is. Wanneer dat niet het geval is, ontstaat eenbetrekkelijk gecompliceerd correctieprobleem. Daarom wordter bij toepassing van de uitvinding bij voorkeur in voorzien,dat de middelen en de compensatiemiddelen voor het opwekkenvan een magneetveld spoelen bevatten, waarvan de windingenin een ellipsoidaal, bij voorkeur bolvormig oppervlak liggen,dat concentrisch is met het bolvormige vloeistoflichaam endat verder de bewikkeling zodanig wordt uitgevoerd dat ereen constant aantal windingen per meter, op de middellijndie de hartlijn van de spoel is, aanwezig zijn.

Bij de uitvoeringsvormen van de uitvinding, waarbij driesignaalspanningen scalair geaddeerd moeten worden, wordt erbij voorkeur in voorzien, dat de uitgangsspanningen van deelektrode-paren elk worden toegevoerd aan drie galvanischgescheiden primaire wikkelingen met een gering aantalwindingen op een somtransformator met een secundaire wikke¬ling die zeer vele malen meer windingen bevat dan deprimaire wikkelingen.

Omdat het opgewekte signaal zich voordoet in een keten metzeer geringe impedantie wordt er daarbij bij voorkeur invoorzien, dat tussen elk van de elektrode-paren en de primairewikkelingen van de somtransformator een omhoog transfor¬merende ringkerntransformator is opgenomen.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan dehand van de tekening, waarin: fig. 1 een schema is ter toelichting van draaiingen in ver¬schillende opeenvolgingen;fig. 2 een vector diagram is; fig. 3 schematisch de snelheidsverdeling van vloeistof ineen oscillerende bol weergeeft? fig. 4 de opstelling van een enkel elektrode-paar toont; fig. 5 een schema is ter toelichting van het opwekken vaneen magneetveld met de richting van een uitwendig veld;fig. 6 schematisch een bewikkeling toont voor het verkrijgenvan een homogeen veld; fig. 7 een bewikkeling en een compenserende bewikkeling toontvoor het verkrijgen van een nagenoeg veldvrije buitenruimte;fig. 8 schematisch een opnemer met geïntegreerde ringkerntranformator; fig. 9 een schema toont van een volledige inrichting volgensde uitvinding.

In fig. 1 stelt la een draaiing van een assenstel voor, eerst90° om de z as en daarna 90° om de x as.

In fig. lb zijn dezelfde draaiingen toegepast, doch in omge¬keerde volgorde. Het eindresultaat verschilt volledig vandat van la.

Wanneer alleen de totale draaiingen om z, x en y gedurendeAt bekend zijn, is het eindresultaat dus niet bekend. Daartoemoet men de hoekverdraaiingen om de assen als functie van detijd kennen.

De veronderstelling, dat de hoekverdraaiingen met constantehoeksnelheden hebben plaatsgevonden gedurende At is alleenverantwoord indien At klein is in vergelijking met de periodevan de hoogste hoekverdraaiingsfrequentie. Bijgevolg zou vooreen betrouwbaar resultaat een uitermate kleine waarde van Atnodig zijn, hetgeen een hele hoge steekproefherhalings-frequentie betekent.

«.

In het volgende wordt aan de hand van fig. 2 toegelicht, welkspanningssignaal als functie van de hoekverdraaiingssnelheidbij een bepaald magneetveld verkregen wordt.

Wanneer een lading Q zich beweegt met een relatieve snelheidV door een magneetveld B dan zal op deze ladingsdrager eenkracht K worden uitgeoefend die evenredig is met het produktQBVsin4> waarin φ de hoek is tussen de ladingssnelheid en B,en deze kracht staat loodrecht op B en V, of in vector notatie:

K = Q.B x V

De elektrische veldsterkte F, de kracht per coulomb, is dusF = B x V

Beschouw het in fig. 2 weergegeven assenstelsel x y z.

Stel de hoeksnelheid van dit systeem is weergegeven door devector w. Het magneetveld is weergegeven door de vector B.

De kracht per coulomb uitgeoefend op een ladingdrager diezich bevindt op de met x y z meedraaiende plaatsvector 1 isdan: F = B x (w x 1)

Het potentiaal verschil V tussen het "begin" en einde van deplaatsvector is dan gelijk aan:

Beschouwen we nu de som van het potentiaal verschil over drie plaatsvectoren 1,1 en 1 samenvallend met respec-c xm ym zm tievelijk de x y en z as.

Geven we de componenten van B en w in de richting van x, yen z as aan door respectievelijk x, y, z indices, dan krijgenwe voor de som potentiaal Vg: VS ~ Vlxm + Vlym + Vlzm

Indien het B veld homogeen is, B , B en B onafhankelijk x y z van x y en z en L> = 1 _ = 1 _ = 1 dan: J xm ym zm VS “ (Βχ ωχ + By ωγ + EL, ωζ J 0,5 l2- B.w 3 lz/2 - -B.vl1

Vg is dus gelijk aan -Bl2 maal de hoeksnelheid om de magneet-vector B.

Resumerend kan dus worden gezegd dat, wanneer in een recht¬hoekig coördinatenstelsel x y en z de potentialen van depunten 1,0,0, 0,1,0 en 0,0,1 tegen de oorsprong (scalair)worden opgeteld, dit een totaal oplevert dat recht evenredigis met het (homogene) magneetveld B, de lengte l2 en dehoeksnelheid ü) om de magneetvector B.

Om een signaal te verkrijgen moet er voor worden gezorgd,dat de geleidende massa niet met het stelsel meebeweegt.Hiertoe wordt verwezen naar fig. 3. Wanneer het daar getekendevat 1 geheel gevuld is met vloeistof, bij voorkeur kwik, zal'de vloeistof geen translatiebewegingen kunnen uitvoeren tenopzichte van het stelsel.

Wanneer het vat echter om een middellijn oscilleert, zal devloeistof ten gevolge van de viscositeit direkt bij de wandgeheel volgen, maar door de traagheid van de massa zullen deoscillaties van de vloeistof naar binnen toe snel afnemenals functie van de afstand tot de wand.

Wanneer de bolwand oscilleert met een hoekfrequentie <r danzal de verzwakkingsfunktie gelijk zijn aan

waarin R = de straal van de bolwand r = de afstand van het beschouwde punt tot het middel¬punt van de bol£ = de indringdiepte δ = +/(2ν/σ) waarin is de kinematische viscositeit van de vloeistof.

Zie Lamb (354).

Kiezen we als "vloeistof" kwik, dan wordt de indringdiepte ! v, ,, is .11^ 10”b nr/sec] KWl k £ = /(.228/σ) mm

Om de gedachte te bepalen voor een frequentie van .1 Hz is£ . 6 mm. Afhankelijk van het gewenste frequentiegebied en de gewenste nauwkeurigheid kan dus een afstand Δ tot dewand worden bepaald, zodanig dat binnen R-Δ de vloeistofals rustend kan worden beschouwd.

In fig. 4 is schematisch een voorkeursopstelling van eenelektrode-paar in een bolvormig met kwik gevuld vat weerge¬geven. Over de x as loopt een coaxiale kabel, bestaande uiteen geleidende buitenmantel 2, een isolatiemantel 3 en eenkern van een geleidende draad 4. De buitenmantel steekt vanbuitenaf over een geringe afstand Δ de bol in. De centraledraad 4 loopt door tot dicht bij het middelpunt van de bol,waarbij aan die zijde een kleinstukje isolatie is verwijderdzodat de binnendraad 4 aldaar kontakt maakt met het kwik. Debuitenmantel maakt eveneens over het stukje Δ kontaktmet het kwik, zodat een keten 4 - kwik - 2 wordt geslotenvia het stilstaande kwik. Wanneer het stelsel en bijgevolgde bol 1 roteert, zal de geleider 4 in het magneetveld, datdoor de bol heen gaat, bewegen en bijgevolg een elektro-motorische kracht opwekken. Deze is gelijk aan 0,5 B«i)l2indien het magneetveld in de richting van de z as loopt en het stelsel hierom roteert met de hoeksnelheid u).

In een volledig stelsel wordt een met de eenheid 2, 3, 4analoge eenheid aangebracht in de y as en de z as. De somvan de signalen is dan gelijk aan Bu)l2, ongeacht hoe deB vector in het x-y-z-stelsel is georiënteerd.

Fig. 5 toont een schema waarmee het mogelijk is een magneet¬veld om te zetten in een wisselveid met dezelfde richting.Opneemelementen aangeduid met de onderling loodrechte assenx, y en z besturen versterkers 8, 9 en 10, die via modulatoren5, 6 en 7 de met x', y' en z' aangeduide spoelen bekrachtigenvoor het opwekken van het magneetveld dat door de kwikmassaheen gaat.

In fig. 6 is een op een bolvormig oppervlak 1 aangebrachtewikkeling 11 weergegeven, waarbij het aantal windingen van dewikkeling 11 in de z as per lengte-eenheid in die asrichtingsteeds even groot is. Dit leidt tot een strikt homogeen veldin de bolvormige ruimte, welke eigenschap eveneens geldtvoor een eventuele ellipsoidale vorm van de wikkeling. Eenhomogeen veld is belangrijk, omdat afwijkingen van de homoge¬niteit van het veld afwijkingen in het meetresultaat gevendie slechts moeilijk te corrigeren zijn.

Wanneer de stroom door de wikkeling 11 gelijk is aan i ampèreen per meter in de z-richting n windingen aanwezig zijn, ishet binnen de bol opgewekte magneetveld H. = 2/3 ni = 2/3 p ampère/meter waarin pz de bekrachtigingsstroom per lengte-eenheid in de"z-richting is.

Buiten de bol heerst een magneetveld alsof in het middelpunteen magnetisch dipoolmoment m aanwezig is ter sterkte van m = 4/3 TT R3pz waarin R de straal van de bol is.

Een en ander geldt exact, mits de bol oneindig fijnbewikkeld is.

In fig. 6 is de wikkeling om de z as getekend. Uiteraardkunnen overeenkomende wikkelingen om de x as en de y asworden aangebracht, waarmee het mogelijk wordt een magneet¬veld op te wekken waarvan de richting bepaald is door deverhouding van de stromen door de drie wikkelingen.

Wanneer het aardveld wordt omgezet in een wisselveld zal eenwisselveld in de buurt van de opneemelementen aanwezig zijndat dezelfde frequentie heeft als het meetsignaal. Dit kantot ernstige storingen leiden.

Omdat het opgepikte signaal evenredig is met dB/dt en hetmeetsignaal met B bestaat er een 90° faseverschil tussenbeide signalen zodat via fasegevoelige demodulatie al eenonderdrukking kan worden verkregen. Desalniettemin blijvende eisen erg zwaar en blijft het voor een praktische dimen-sionering nodig om het veld buiten de sensor te verzwakken.Een elegante methode wordt aangedragen door de potentiaaltheorie in combinatie met bollen. Door de bewikkeling,weergegeven in fig. 6, voor een andere straal te herhalen,wordt de configuratie van fig. 7 verkregen.

Brengt men nu om elk van de assen x y z een tweede wikkelingvan hetzelfde type aan, waarbij de eerste wikkeling zich opeen bol bevindt met straal Rl en de tweede op een bol metstraal R2 (zie fig. 7) dan geldt het volgende:

Op x > R2 wordt het veld gegeven door: x > R2: Hi - 4/3 TT (p1zRj + Ρ2ζΚ^^ X < Ri: Ho * 2/3 (piz + P2z^

We kiezen p1z, R-|, p2z en R2 zodaniS dat:

PlzR! + P2zR2 " 0of p2z - -P1ZR!/R;

Hiermede wordt:

Door deze keuze is bereikt dat ten koste van wat vermogen eenbuitenveld (x > R2) exact nul wordt verkregen, terwijl hetbinnen (x < R| ) eindigt en homogeen is. Een en ander geldtalleen exact als oneindig fijn wordt bewikkeld.

Wanneer nu de opneeminrichtingen en de verwerkingsinrichtingenbuiten de buitenste bolvormige wikkeling zijn gelegen, kunnenzij niet beïnvloed worden door storingen, die afkomstig zijnvan de magneetvelden. De verbindingen met de opneeminrichtingenen meetinrichtingen vanuit de bol met straal R, tot aan debol met straal R2 moeten dan zodanig gekozen worden dataldaar geen netto spanning geïnduceerd wordt, bijvoorbeelddoor zoveel mogelijk rechte coaxiale verbindingen tussenbeide bollen te gebruiken.

Fig. 8 toont een doorsnede door een opnemer, zoals die bijde uitvinding gebruikt kan worden.

De grens van het boloppervlak is weer aangeduid met 1,waarbij het bolvlak, waarin zich het hart van de binnenstewikkelingen bevinden, met 2a is aangeduid en het vlak waarinzich de hartlijn van de compenserende wikkelingen bevindtis aangegeven met 2b. De centrale geleider is weer aangegevenmet 4, de isolatie met 3, de geleidende bekleding met 2 ende hieromheen liggende isolatie met 43.

^Aan zijn van de bol afgekeerde einde is de inwendige geleider4 verbonden met een geleidend plaatje 41, dat verbonden is meteen komvormig lichaam 40, dat weer verbonden is met de buiten¬omhulling 3. Rondom de geleider 4 binnen het lichaam 40 iseen transformatorkern 42 aangebracht waarop een afneem-wikkeling kan zijn gewikkeld. Men ziet dat het bovenstegedeelte van de binnengeleider 4 tezamen met 41 en 40 eencoaxiale primaire winding vormen op een transformator kern 42.

De weerstand van de keten 2, 41, 40, 3 en een overbruggend kwikgedeelte is zeer gering en om deze reden wordt in hetalgemeen volstaan met deze enkele wikkeling om de transfor-matorkern 42.

Uiteraard is het mogelijk ook de spanningen in de tweeandere loodrechte richtingen te gebruiken voor het bekrachtigenvan de transformatorkern 42.

Tenslotte is in fig. 9 een schema weergegeven van een volledigeinrichting volgens de uitvinding. Met 16 is een magnetischeopnemer aangegeven die vast gekoppeld is met het beweegbarestelsel en zich bij voorkeur op een plaats bevindt waar hetrichtveld, normaliter het aardveld, niet gestord wordt dooronderdelen van het stelsel zelf. Verder is een wisselstroomgenerator 17 aanwezig en een aantal modulatoren 5, 6 en 7 diede wisselstroom moduleren in afhankelijkheid van de door demagnetische opnemer 16 in de drie verschillende coördinaatrichtingen geconstateerde magnetische veldsterkten.

De bekrachtigingsstromen van de modulatoren 5, 6 en 7 worden,eventueel na versterking, toegevoerd aan de drie onderlingloodrechte bekrachtigingswikkelingen 18, 19 en 20 en daarmedeevenredige stromen aan de compensatiewikkelingen 21, 22 en 23.

De sondes 37, 38 en 39 die in de kwikbol 1 steken zijn viarechte coaxiale kabels verbonden met het gebied tot buitende bol van de compensatiewikkelingen 21, 22 en 23. Vanhieruit zijn zij verbonden met de primaire wikkelingen 24, 35 en 26 van omhoog transformerende hulptransformatoren 27, 28 en 29, waarvan de secundaire wikkelingen verbonden zijn••met de veelal slechts één wikkeling bevattende primairewikkelingen 30, 31 en 32 van een somtransformator 33 diebij voorkeur als ringtransformator is uitgevoerd.

De secundaire wikkeling van de somtransformator is via eenbandfilter 34 verbonden met een fasegevoelige demodulator 35,die zijn fase-indicatie ontvangt van een element 36, waarvande spanning, afgeleid uit de bekrachtigingsstromen, wordttoegevoerd.

Omdat de door de rotatie opgewekte meetspanning evenredig ismet de veldsterkte van het magneetveld en eventuele oppik-spanningen in de leidingen evenredig zijn met de eersteafgeleide van het magneetveld, vormt fasegevoelige demodulatieeen zeer doelmatig middel om stoorsignalen die opgepikt zijnuit het opgewekte wisselveld te elimineren.

Het gebruik van een bekrachtigingsveld met verschillendefrequenties is in het bijzonder van belang, wanneer de toe¬passing van de uitvinding gebruikt wordt,waarbij het magneet¬veld vast met het gestel is verbonden, zoals bij de bekendetechniek volgens het in de aanhef van de beschrijvinggenoemde rapport. Dan is het mogelijk de drie onderlingloodrechte signalen gemakkelijk van elkaar te scheiden enverkrijgt men een inrichting, die de hoeksnelheid om drie methet systeem meebewegende assen meet, welke in totaliteitaanmerkelijk eenvoudiger is dan een drietal separate onderlingloodrecht geplaatste inrichtingen als beschreven in datrapport.

Claims (18)

1. Hoeksnelheidsmeter voor een beweegbaar stelsel, voorzienvan een elektrisch geleidende door een nagenoeg homogeenmagneetveld doorlopen traagheidsmassa, die ten opzichte vanhet stelsel draaibaar is, doch in translatie er vast mede isverbonden, waarbij tenminste één paar elektroden in kontaktmet de massa is, welke elektroden vast met het stelselverbonden zijn en op een onderlinge afstand in de ruimte, deelektrode vector, liggen waarbij zij door middel van geleidersmet een opneeminrichting zijn verbonden, met hetkenmerk , dat het magneetveld een richting in de ruimteheeft, die onafhankelijk is van de hoekstand van het stelselin de ruimte.

2. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 1, m e t hetkenmerk , dat er drie of meer elektrode-paren zijn,die gezamenlijk de basis voor een drie-dimensionale ruimtevormen.

3. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 2, m e t hetkenmerk , dat er drie elektrode-paren zijn, waarvande vectoren loodrecht op elkaar staan.

4. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 1, 2 of 3, m e thet kenmerk, dat de traagheidsmassa uit eenvloeistof bestaat in een bolvormig vat.

5. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 4, met hetkenmerk , dat de vloeistof kwik is.

6. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 3, 4 of 5, m e thet kenmerk, dat één van de elektroden van elkpaar dicht bij het middelpunt van de bol ligt en de anderedicht bij de wand van de bol.

7. Hoeksnelheidsmeter, voorzien van een elektrisch geleidendevloeistofmassa, die kan draaien ten opzichte van een beweeg¬baar stelsel, doch daarmede in translatie vast is verbonden, vast met het stelsel verbonden organen voor het opwekkenvan een magneetveld en tenminste één elektrode-paar, waar¬van de elektroden op een onderlinge afstand in de ruimte,de elektrode vector, liggen, met het kenmerk,dat de vloeistofmassa de vorm van een bol heeft, dat ertenminste drie elektrode-paren zijn en dat van elk paar éénelektrode dicht bij het middelpunt van de bol ligt en ééndicht bij de wand van de bol.

8. Hoeksnelheidsmeter volgens één of meer van de conclusies3-7, met het kenmerk, dat de elektrodeneen identieke configuratie hebben en dat in middelen isvoorzien om het spanningsverschil tussen de twee elektrodenvan elk elektrode-paar scalair te sommeren.

9. Hoeksnelheidsmeter volgens één of meer van de vooraf¬gaande conclusie, met het kenmerk, dat hetmagnetische veld de richting van het aardmagnetische veldheeft.

10. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 9, met hetkenmerk , dat het stelsel vast verbonden is met eenmagnetische opnemer voor het meten van drie onderling lood¬rechte componenten van het aardveld en dat de hoeksnelheids¬meter voorzien is van magnetische bekrachtigingsmiddelen,die een magneetveld in de traagheidsmassa opwekken, datdezelfde richting heeft als het aardveld.

11. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 7 of 10, methet kenmerk, dat het opgewekte magneetveld een , wisselveld is.

12. Hoeksnelheidsmeter volgens één of meer van de vooraf¬gaande conclusies, met het kenmerk, dat degeleiders, die de elektroden verbinden met de primairewikkeling van een transformator in de meetinrichting inclu¬sief deze primaire winding coaxiaal zijn uitgevoerd.

13. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 10, 11 of 12, m e thet kenmerk, dat buiten de middelen voor het opwekken in de traagheidsmassa van het magnetische veldcompensatiemiddelen aanwezig zijn voor het opwekken van eencompenserend magneetveld, zodanig dat buiten de compensatie¬middelen de opgewekte magneetvelden elkaar compenseren.

14. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 13, m e t hetkenmerk , dat de opneeminrichtingen en de meetinrich-ting zijn aangebracht in de ruimte buiten de compenserendemiddelen voor het opwekken van het compenserende magneetveld.

15. Hoeksnelheidsmeter volgens één of meer van de conclusies11-14, met het kenmerk, dat de middelen en/ofde compensatiemiddelen voor het opwekken van een magneetveldspoelen bevatten, waarvan de windingen in een ellipsoidaal,bij voorkeur bolvormig oppervlak liggen, dat concentrisch ismet het bolvormige vloeistoflichaam.

16. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 8 of 11 en/of éénof meer van de overige conclusies, met het ken¬merk, dat de uitgangsspanningen van de elektrode-parenelk worden toegevoerd aan drie galvanisch gescheiden primairewikkelingen van een ringtransformator met een secundairewikkeling die zeer vele malen meer windingen bevat dan deprimaire wikkeling.

17. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 16, met hetkenmerk , dat tussen elk van de elektrode-paren en deprimaire wikkelingen van de ringtransformator een omhoogtransformerende transformator is opgenomen.

.*•18. Hoeksnelheidsmeter volgens conclusie 11 en/of één ofmeer van de conclusies 1-10 en 12-15, met hetkenmerk , dat het van het elektrode-paar of deelektrode-paren afkomstige signaal fasegevoelig wordt gelijk¬gericht en een referentiesignaal is afgeleid van de stroom,die de middelen voor het opwekken van het magneetveld in detraagheidsmassa voedt.