JPS6034068B2 - Moving elements for transducers - Google Patents
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- JPS6034068B2 JPS6034068B2 JP54054841A JP5484179A JPS6034068B2 JP S6034068 B2 JPS6034068 B2 JP S6034068B2 JP 54054841 A JP54054841 A JP 54054841A JP 5484179 A JP5484179 A JP 5484179A JP S6034068 B2 JPS6034068 B2 JP S6034068B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、加速度計等のような変換器に関するものであ
り、更に詳細には、位置検出手段を有している感知要素
をこの計器の内部に支持するための構造物に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to transducers such as accelerometers, and more particularly to a structure for supporting a sensing element having position sensing means within the instrument. It is about things.
その1例が米国特許第3702073号に開示されてい
る加速度計振動組立体によって代表される従来技術の構
造物においては、この場合には、振動組立体である変換
器組立体は、加速度計の上方及び下方の固定子組立体の
間に支持された支持リング外部部材に連結されたたわみ
要素の上に支承されている。In prior art structures, one example of which is represented by the accelerometer vibration assembly disclosed in U.S. Pat. No. 3,702,073, the transducer assembly, in this case the vibration assembly, is The support ring is supported between the upper and lower stator assemblies and is supported on a flexible element connected to an outer member of the support ring.
この特殊な例における振動要素は、力回復コイルと、弓
形のピックオフ容量板とを含んでおり、また、1個又は
それ以上のたわみ要素によって環状の外部支持リングに
連結されている。この計器においては、支持リング及び
たわみ要素を含んでいる振動組立体は、熔融石英の一体
の片から形成されている。米国特許第3702073号
に示されているような計器組立体及びそれらの協同され
る支持構造物を設計する際における目的の一つは、可動
要素又は質量を外部支持構造物に連結する可とう要素の
上における応力の効果を最少にすることにある。振動質
量を支持している可とう要素の中における支持構造物中
の応力から生ずるひずみは、重大なバイアス誤差を生じ
させることがあり得る。サーボ式加速度計振動組立体を
開示している米国特許第3702073号の例において
は、ピックオフ要素が計器の内部におはる組立体の位置
を指示する信号を生成するために使用されており、また
、この要素それら自体は、振動質量を計器内部のあるあ
らかじめ決められた位置に回復させるように、振動組立
体に酌付けられた回復コイル内に電流を生成するのに使
用されている。サーボされた位置におけるたわみ要素の
中の応力は、出力信号の中に望まれないバイアスを生じ
させることがあり得る。なぜならば、計器は、たわみ要
素の中に発生させるどのような力にも打勝とうと企てる
からである。開放ループ計器の場合には、たわみ要素の
中の応力は、ピックオフの運動を自由に生じさせ、また
、出力の中にバイアス誤差を生じさせる。たわみ要素に
伝達されることのできる応力の一つの源は、支持部材を
組立体の固定子要素に固着する方法から生ずる。環状の
支持リングに接合する固定子要素の表面は、完全に平ら
に作られることは実際上できないので、同様に完全には
平らではない支持リングの固定要素への固着は、大抵の
場合に、外部支持部材とたわみ要素との両方の応力を生
じさせる。変換器組立体の中のたわみ要素に伝達される
応力を減少させるための一つの手段が、米国特許第37
02073号に開示されている。The vibrating element in this particular example includes a force recovery coil and an arcuate pickoff capacitive plate, and is coupled to an annular external support ring by one or more flexible elements. In this instrument, the vibrating assembly, including the support ring and flexure elements, is formed from a one-piece piece of fused silica. One of the objectives in designing instrument assemblies and their associated support structures, such as those shown in U.S. Pat. The aim is to minimize the effect of stress on the Strains resulting from stresses in the support structure within the flexible element supporting the vibrating mass can cause significant bias errors. In the example of U.S. Pat. No. 3,702,073, which discloses a servo-based accelerometer vibration assembly, a pickoff element is used to generate a signal indicative of the position of the assembly within the instrument; The elements themselves are also used to generate an electrical current in a recovery coil attached to the vibratory assembly to restore the vibrating mass to a predetermined position within the instrument. Stress in the flexure element at the servoed position can cause undesired bias in the output signal. This is because the instrument attempts to overcome any forces that are generated within the deflecting element. In the case of an open loop instrument, the stress in the flexure element allows free movement of the pickoff and also introduces bias errors in the output. One source of stress that can be transferred to the flexure element results from the manner in which the support member is secured to the stator element of the assembly. Since the surface of the stator element that joins the annular support ring cannot practically be made completely flat, the fixation of the support ring to the fixation element, which is also not completely flat, is in most cases This creates stresses in both the external support member and the flexure element. One means for reducing the stress transferred to flexural elements in a transducer assembly is disclosed in U.S. Pat.
No. 02073.
環状の外部支持部材は、固定要素の間に、スべ−サ要素
又はパッドが固定子部材の表面と支持リングとの間に介
装された場所においてクランプかれる。この手段におい
ては、3対のパッドが支持部村の回りもこ洋勺120o
の間隔を置かれている。しかしながら、この手段におい
てすらも、望ましくない応力が環状支持0リングの中に
発生され、これらが振動質量を支持しているたわみ要素
に伝達される。取付け応力の効果を減少させるための第
二の手段が、米国特許第3339419引こ示されてい
る。The annular external support member is clamped between the fixation elements where a spacer element or pad is interposed between the surface of the stator member and the support ring. In this method, three pairs of pads are placed around the supporting part at a distance of 120 degrees.
are spaced apart. However, even with this measure, undesirable stresses are generated in the annular support O-ring and these are transmitted to the flexure element supporting the vibrating mass. A second means for reducing the effects of attachment stresses is shown in U.S. Pat. No. 3,339,419.
この特許は、支持部材が片持ちとされ、片持ちばり夕を
取付けられた可動部材を、円形可動部材の本質的に半分
及び片持ちばりの支持緑の各側の上の円形ピックオフ装
置によって支持している設計を開示している。この手段
は、可動要素及び円形ピックオフ装置の本質的に等しい
面積を、支持部材の0取付け線の各側の上にすることに
よって、ひずみ回転に対する敏感性を減少させる。しか
しながら、円圭のピックオフ面積を使用することは、通
常、実際的でも無く、あるいは、望ましくなくさえもあ
る。This patent discloses that the support member is cantilevered and a movable member having cantilever beams attached thereto is supported by a circular pick-off device on essentially one half of the circular movable member and each side of the support green of the cantilever beam. The design is disclosed. This measure reduces sensitivity to strain rotation by having essentially equal areas of the movable element and circular pickoff device on each side of the zero attachment line of the support member. However, using Enkei's pickoff area is usually not practical or even desirable.
ピックオフ面積を、ピッタクオフの角度利得を最大にす
るために、振子形変換器の中の旋回軸から最大の半径に
集中することが、実際に一層効果的である。それ故、非
円形のピックオフ面積を含む可動部材をたわみ可能に支
持する外方環状支持部材(以0下『支持部村』又は『支
持リング』とも呼ぶ)と、固定子構造物(以下『固定子
部材』又は『固定子』とも呼ぶ)と支持部材との間に、
その緑がピックオフ面積の中心軌跡とほぼ整列するよう
に介装された少なくとも1個の支持要素とを含んで5い
る少なくとも1個の固定子部村を有している変換器の中
において使用するための組立体を得ることが、本発明の
一つの目的である。It is actually more effective to concentrate the pickoff area at the largest radius from the pivot axis in the pendulum transducer in order to maximize the angular gain of the pickoff. Therefore, an outer annular support member (hereinafter also referred to as ``support village'' or ``support ring'') that flexibly supports a movable member including a non-circular pick-off area, and a stator structure (hereinafter ``fixed member''). between the supporting member (also referred to as “child member” or “stator”) and the supporting member,
for use in a transducer having at least one stator section including at least one support element interposed such that its green is substantially aligned with the center locus of the pick-off area; It is an object of the present invention to obtain an assembly for.
固定子部材の間に固着された環状の支持部材と、支持部
材からたわみ可能に懸垂された非円形0のピックオフ面
積と、固定子と支持部材との間に可動部材にたわみ可能
に連結されている支持部材の部材を固定子に関して動く
ことを許すように固着された多数のスベーサ要素とを含
んでおり、また、支持部材がその上でたわみ又は回転す
るスべ−サ要素の緑が、支持部材の中における応力を最
少にさせるためにピックオフ面積の中心軌跡と整列され
ている第一及び第二の固定子部材を有している加速度計
の内部に使用するための保証質量組立体を得ることが、
本発明の追加の目的である。an annular support member secured between the stator members; a non-circular pickoff area flexibly suspended from the support member; and a non-circular pick-off area flexibly coupled to the movable member between the stator and the support member. a plurality of spacer elements secured to permit movement relative to the stator of the support member, and the green of the spacer elements on which the support member flexes or rotates; Obtaining a proof mass assembly for use within an accelerometer having first and second stator members aligned with the center locus of the pickoff area to minimize stress in the members. That is,
It is an additional object of the invention.
固定子部村と、ピックオフ装置を含み且つ一部分が固定
子に固着されている支持部材に連結されたたわみ要素に
よって支持されているピックオフ装置を含んでいる可動
部材とを有しており、支持部村を固定子に固着すること
から生ずる支持部材の中における応力を最少にさせるた
めに、固定子に固着された部分から最小距離に置かれ且
つ支持部材が放射方向にたわむことを許すたわみ可能な
部分を支持部材が追加して含んでいる変換器の内部に使
用するための支持構造物を得ることが、本発明の他の目
的である。以下に説明されるように、本発明においては
、支持部材の大部分が、変換器の固定子から、回転の片
持ちばり軸における合成取付けひずみが、ピックオフ装
置の中心軌跡を含んでいる軸の回りに生ずるように変換
器の固定子から片持ちされている。a stator member; a movable member that includes a pickoff device and is supported by a flexible element connected to a support member that is partially affixed to the stator; In order to minimize the stresses in the support member resulting from securing the village to the stator, the flexible member is placed at a minimum distance from the part secured to the stator and allows the support member to flex in the radial direction. It is another object of the invention to provide a support structure for use inside a transducer in which the support member additionally includes a portion. As will be explained below, in the present invention, the majority of the support member is moved from the stator of the transducer so that the resultant mounting strain in the cantilevered axis of rotation is the axis that contains the center locus of the pickoff device. It is cantilevered from the stator of the transducer so that it occurs around the periphery.
均質な材料の物体の中心軌跡とは、この物体の重心と定
義される。また、計器における取付け応力感度は、可動
部材を支持部材に連結するたわみ要素の、取付け応力が
誘起される片持ちばり箇所からの分離を最大にすること
によって減少される。この手段は、対称的なピックオフ
面積輪郭を使用しなければならないことのないという追
加の利点、又は、ピックオフ面積を、可動要素上に中心
決めされなければならないことのないという追加の利点
を有している。大低のピックオフは、単にピックオフ面
積の回転角度に鋭敏でないだけでなく、同様に、ピック
オフ中心軌跡の直線運動にも鋭敏でないことに注意しな
ければならない。米国特許第333941計号の場合に
おけるように、ピックオフ面積が本質的に円形である場
合には、・等しい面積線の回りの回転が、このような角
運動に対して著しく減少されたピックオフ出力感度を生
じさせる。しかしながら、精密変換器の領域においては
、すべてのこのような変換誤差の源の完全な除去が、続
いている目標である。このようにして、ピックオフ中心
軌跡を含んでいる軸の回りの支持部材の回転が、ピック
オフ面積が円形でもなければ、必ずしも、対称的でもな
い場合に、角運動感度の最大の減少を生じさせる。若し
も、ピックオフ面積の中心軌跡を正確に支持部材の回転
軸の上に置くことが可能であったならば、直線運動に対
してだけ感度を有している変換器ピックオフは、この軸
の回りの支持部材の角度回転によって、ゼロ誤差を誘起
される。The center locus of an object of homogeneous material is defined as the center of gravity of this object. Mounting stress sensitivity in the instrument is also reduced by maximizing the separation of the flexure elements that connect the movable member to the support member from the cantilever points where mounting stresses are induced. This measure has the additional advantage of not having to use a symmetrical pickoff area profile or having the pickoff area centered on a moving element. ing. It must be noted that the large and low pickoffs are not only insensitive to the rotation angle of the pickoff area, but are likewise insensitive to the linear motion of the pickoff center trajectory. If the pickoff area is essentially circular, as in the case of U.S. Pat. cause However, in the area of precision transducers, the complete elimination of all such sources of translation error is an ongoing goal. In this way, rotation of the support member about an axis containing the pickoff center trajectory produces the greatest reduction in angular motion sensitivity when the pickoff area is neither circular nor necessarily symmetrical. If it were possible to place the center locus of the pickoff area precisely on the axis of rotation of the support member, the transducer pickoff, which is sensitive only to linear motion, would Zero error is induced by angular rotation of the support member around.
例えば、回転に誘起される誤差の1/10まで、又は、
それ以上の理論的な減少が米国特許第3702073号
に開示されている形式の1インチ直径の円形加速度変換
器において可能である。この改良は、支持部村の回転軸
を、米国特許第3339419号に述べられているよう
に、円形ピックオフ面積の中心に置くこととは相違して
、弓形のピックオフ面積の中心軌跡の上に置くことから
生ずる。実際の誤差の減少は、無論、実際問題として、
計器の製作において用いられた製作公差による。以下、
本発明をその実施例に基づいて説明する。For example, up to 1/10 of the rotation-induced error, or
Further theoretical reductions are possible in a one inch diameter circular acceleration transducer of the type disclosed in US Pat. No. 3,702,073. This improvement places the axis of rotation of the support village on the center locus of the arcuate pickoff area, as opposed to placing it in the center of the circular pickoff area, as described in U.S. Pat. No. 3,339,419. arises from that. As a practical matter, the reduction of actual errors is, of course,
Depending on the manufacturing tolerances used in the construction of the instrument. below,
The present invention will be explained based on examples thereof.
第1図には、可動部材がピックオフ装置に関して、前述
の米国特許第3702073号に詳細に開示されている
形式の加速度変換器の形で、分解図によって示されてい
る。In FIG. 1, the movable member is shown in an exploded view in the form of an acceleration transducer of the type disclosed in detail in the aforementioned U.S. Pat. No. 3,702,073 for a pickoff device.
この実施例においては、説明の目的のために、加速度計
が上方磁石構造物又は固定子構造物10と、下方磁石構
造物又は固定子構造物12とを含んでいる。その上、下
方固定子構造物12は、16及び18によって示される
ように、電気的導線のための支持柱を含んでいる。また
、第1図には、従釆技術の、一般的に2川こよって示さ
れた、保証質量組立体の形の可動要素組立体も示されて
いる。この保証質量組立体20の中に含まれて外方環状
支持部材22があるが、この部材22は、上方固定子構
造物10及び下方固定子構造物12の対向する平面状表
面19と21との間に、部村22の上のスベーサ要素又
は取付けパッド24の対によって支持されている。取付
けパッド24の各対の内の下方パッドは、図には描かれ
ていない。第1図に示されるように、取付けパッド24
の各対の従来技術における位置は、支持リング22の回
りに、相互に約1200の間隔が生ずるようなものとな
っている。また、保証質量組立体20の中に含まれて、
支持l」ング22から放射方向内方に延びているフラッ
バ又は可動リード26がある。このフラッパ26の各側
の上に沈殿されて弓形状の電導材料28があるが、これ
は、容量的ピックオフ面積又はピックオフ板あるいは要
素として役立つものである。フラッパ26の上面及び下
面の上の容量的ピツクオフ板28は、上方及び下方の固
定子構造物10及び12の対向する表面19及び21と
協同作用をして、容量的ピックオフ装置を構成している
。フラッパ26の各側上に取付けられて力回復コイル3
0がある。In this example, for purposes of illustration, the accelerometer includes an upper magnet or stator structure 10 and a lower magnet or stator structure 12. Additionally, lower stator structure 12 includes support posts for electrical leads, as indicated by 16 and 18. Also shown in FIG. 1 is a moving element assembly in the form of a proof mass assembly, generally designated by two lines, of the subordinate technology. Included within the proof mass assembly 20 is an outer annular support member 22 that is connected to opposing planar surfaces 19 and 21 of the upper stator structure 10 and lower stator structure 12. In between, it is supported by a pair of spacer elements or mounting pads 24 on the section 22. The lower pad of each pair of mounting pads 24 is not depicted in the figures. As shown in FIG.
The prior art position of each pair of is such that there is a spacing of about 1200 degrees from each other around the support ring 22. Also included in the proof mass assembly 20,
There is a flapper or movable lead 26 extending radially inwardly from the support ring 22. There is an arcuate conductive material 28 deposited on each side of the flapper 26, which serves as a capacitive pickoff area or pickoff plate or element. Capacitive pickoff plates 28 on the upper and lower surfaces of flapper 26 cooperate with opposing surfaces 19 and 21 of upper and lower stator structures 10 and 12 to form a capacitive pickoff device. . A force recovery coil 3 mounted on each side of the flapper 26
There is 0.
当業技術者には周知であるように、力回復コイル又はト
ルクコィル30は、永久磁石14と協同作用を行ない、
フラッパ26を支持リング22に関してある予定された
位置の内部に保持する。力回復コイル30を含むフラッ
パ26は、支持リング22に1対のたわみ要素32及び
34によって連結されている。As is well known to those skilled in the art, the force recovery or torque coil 30 cooperates with the permanent magnet 14;
The flapper 26 is held within a predetermined position with respect to the support ring 22. A flapper 26, including a force recovery coil 30, is connected to the support ring 22 by a pair of flexure elements 32 and 34.
たわみ要素32及び34は、フラッパ26及びコイル3
0を含んでいる振動要素が、環状支持リング22に関し
て回転状の振子の様式で動くことを許す。フラッパ26
は、加速度計の感度軸に沿う力に応答して動く。また、
支持リング22及びたわみ要素32及び34の上に置か
れて薄いフィルムのピックオフ導体36及び38がある
が、これらは容量性板28及び力回復コイル30に、電
気的接続を与える。前に検討されたように、支持リング
22の固定部材10及び12への固着は、支持リング2
2の中に過剰の応力を生じさせることがあり、その結果
、ひずみがたわみ要素32及び34に伝達されることが
ある。たわみ要素32及び34内に生じたたわみは、サ
ーボ加速度計の中の力コイルを経て、電流が伝導される
ことを必要とすることがあり得る。このようにして、加
速度計の信号出力の中に、重要なバイアス誤差が導入さ
れる。第2図には、本発明の推奨実施例が示されている
が、第2図においては、第1図に一般的に20によって
示された形式の円形形状に輪郭付けされた振動組立体が
示されており、また、この組立体においては、パッド又
はスべ−サ要素の対が、外方環状支持部材22の上に、
上方固定子10及び下方固定子12が一諸に縦付けられ
た時に、支持リング22の中における応力の効果を減少
させるように、配置されている。The flexure elements 32 and 34 are connected to the flapper 26 and the coil 3.
0 is allowed to move in a rotating pendulum manner with respect to the annular support ring 22. flapper 26
moves in response to a force along the accelerometer's axis of sensitivity. Also,
Overlying the support ring 22 and flexure elements 32 and 34 are thin film pickoff conductors 36 and 38 which provide electrical connections to the capacitive plate 28 and force recovery coil 30. As previously discussed, the securing of support ring 22 to fixation members 10 and 12
2, resulting in strain being transferred to the flexure elements 32 and 34. The deflections created in the flexure elements 32 and 34 may require current to be conducted through the force coils in the servo accelerometer. In this way, a significant bias error is introduced into the signal output of the accelerometer. A preferred embodiment of the invention is shown in FIG. 2, in which a vibratory assembly having a circularly contoured configuration of the type indicated generally by 20 in FIG. Also shown in this assembly is a pair of pad or spacer elements on the outer annular support member 22.
The upper stator 10 and the lower stator 12 are arranged to reduce the effects of stresses in the support ring 22 when mounted vertically together.
本発明の概念は、非円形の構造物及び連続表面並びにパ
ッドの取付けにも、同様に適用されることに注意をされ
たい。本発明の概念はまた、支持部材22が只1個の固
定子に、縦付け、又は、接着その他の方法によって固着
される変換器にも適用される。本発明はまた、可動部村
の上などにピックオフ要素を必要としない光学形式を含
む他の形式のピックオフ装置の使用にも、適用されるも
のである。第2図において、参照数字22,26,28
,30,32及び34は、第1図に関して説明されたも
のと同様の要素に対応するものである。It should be noted that the inventive concept applies equally to the attachment of non-circular structures and continuous surfaces and pads. The concept of the invention also applies to transducers in which the support member 22 is fixed to only one stator by vertical mounting, gluing or other methods. The invention also applies to the use of other types of pickoff devices, including optical types that do not require a pickoff element, such as on a moving part. In Figure 2, reference numerals 22, 26, 28
, 30, 32 and 34 correspond to similar elements as described with respect to FIG.
特に、第一対及び第二対の支持要素又はパッド40,4
4は、円形支持部材22の上面に1個、下面に1個(図
示されていない)置かれており、各パッド40及び44
、好適にはパッドの緑は、線42によって示されるよう
に、ピックオフ要素28の中心軌跡と本質的に整列して
いる。なお、ピックオフ要素28の中心軌跡は、第2図
には、41によって示されている。ピックオフ要素28
が容量性板を形成するように、電導性金属の薄い沈殿の
ように一様な厚さの平面状の要素の時には、ピックオフ
要素28の中心軌跡41は、ピックオフ面積の中心軌跡
である。第2図のピツクオフ面積28の中心軌跡41に
関して軸42の1側上のピックオフの面積Xその面積の
中心軌跡の半径は、軸の池側上の同じ量に等しい。第二
対のスベーサ要素又は部材44は支持リング22他側上
に、軸42と本質的に整列して置かれている。第三対の
スベーサ要素46が、支持リング22の上に、たわみ要
素32及び34と反射の側の上において置かれている。
支持リング22の中における応力を小さくするために、
スベーサ要素40,44及び46をできる限り小さくす
ることが通常望ましいと考えられるが、スベーサ要素4
0,44及び46を只1個の部材に組合わせることが望
ましい環境もあるかも知れない。上に検討されたように
、第2図に示されるように、別個のスベーサ要素が使用
されるか、又は、只1個の弓形のスベーサ部材がスべ−
サ40の位置からスベーサ部材44の位置まで延びて使
用されるかには無関係に、支持リング22の片持ちされ
た部分の有効回転軸を、ピックオフ要素28の中心軌跡
41を通る線又は軸42と本質的に一致させることが、
最も望ましいと考えられる。スベーサ要素又はパッドを
このように位置決めすることによって、第1図に示され
るように、固定子部材10及び12を一諸に締め付ける
ことによって支持リング22内に誘起される応力による
計器の感度軸に平行なピックオフ要素28の中心軌跡4
1の運動は、著しく減少される。これは、ピックオフ面
積の中心軌跡の回りの回転が、回転軸のいずれの側の上
にも等しいピックオフ効果を生じさせ、このようにして
、たわみ要素内の応力によるピックオフ誤差を、打ち消
すという事実によるものである。また、第2図の実施例
に示されるように、たわみ要素32及び34の中のひず
みを最少にするために、フラッパ26を支持しているた
わみ要素32及び34によって示されるようなヒンジを
、軸42からできる限り遠くに位置決めすることが望ま
しい。ピックオフ板28は、たわみ要素32及び34か
ら、それらがフラッパ26の角回転からの最大の利点を
受取るために、できる限り遠くに可動部材26の上に位
置決めされるべきである。ピックオフの感度は、フラッ
パ26の回転点からのピックオフ面積の距離の関数とし
て増加される。このようにして、ピックオフ面積を第2
図に示されるように、弓形状に輪郭付けることによって
、最大のピックオフ面積が、たわみ要素32及び34か
らできる限り遠く位置決めされることができる。第3図
には、追加のたわみ部分48及び50が、支持部材22
の中の、好適には、取付けスベーサ要素又はパッド40
及び44から最大の距離に位置決めされた弓形のくぼみ
によって備えられている実施例が示されている。In particular, the first and second pairs of support elements or pads 40,4
4 are placed on the top surface of the circular support member 22 and one pad (not shown) on the bottom surface of the circular support member 22.
, preferably the green of the pad, is essentially aligned with the center locus of the pickoff element 28, as shown by line 42. Note that the center locus of the pickoff element 28 is indicated by 41 in FIG. Pickoff element 28
In the case of planar elements of uniform thickness, such as thin precipitates of conductive metal, such that the pickoff element 28 forms a capacitive plate, the center locus 41 of the pickoff element 28 is the center locus of the pickoff area. The area of the pickoff on one side of the axis 42 x the radius of the center locus of that area with respect to the center locus 41 of the pickoff area 28 of FIG. 2 is equal to the same amount on the side of the axis. A second pair of spacer elements or members 44 are disposed on the other side of support ring 22 and essentially aligned with axis 42 . A third pair of flexible elements 46 is placed on the support ring 22 on the reflective side with the flexible elements 32 and 34.
In order to reduce the stress within the support ring 22,
Although it is generally considered desirable to make the spacer elements 40, 44, and 46 as small as possible, the spacer elements 40, 44, and 46
There may be circumstances in which it is desirable to combine 0, 44 and 46 into just one member. As discussed above, separate spacer elements may be used, as shown in FIG. 2, or a single arcuate spacer member may
The effective axis of rotation of the cantilevered portion of the support ring 22 is defined by a line or axis 42 passing through the center locus 41 of the pickoff element 28, regardless of whether it is used extending from the location of the support ring 40 to the location of the spacer member 44. To essentially match the
considered the most desirable. By positioning the spacer elements or pads in this manner, the sensitivity axis of the instrument due to the stresses induced in support ring 22 by tightening stator members 10 and 12 together, as shown in FIG. Center locus 4 of parallel pickoff elements 28
1 movement is significantly reduced. This is due to the fact that rotation about the center locus of the pickoff area produces an equal pickoff effect on either side of the axis of rotation, thus canceling the pickoff error due to stresses in the flexural elements. It is something. Also, as shown in the embodiment of FIG. 2, hinges such as those shown by flexure elements 32 and 34 supporting flapper 26 are used to minimize strain in flexure elements 32 and 34. It is desirable to position it as far from axis 42 as possible. Pickoff plate 28 should be positioned on movable member 26 as far as possible from flexure elements 32 and 34 in order for them to receive maximum benefit from the angular rotation of flapper 26. The sensitivity of the pickoff increases as a function of the distance of the pickoff area from the point of rotation of the flapper 26. In this way, the pickoff area is
As shown, by contouring in an arcuate shape, the maximum pickoff area can be positioned as far as possible from the flexure elements 32 and 34. In FIG. 3, additional flexures 48 and 50 are shown on support member 22.
Preferably, the mounting spacer element or pad 40 in
An embodiment is shown provided by an arcuate recess positioned at a maximum distance from and 44.
これらの追加のたわみ部分48及び50‘ま、支持リン
グ22の一部分が、放射方向にたわむことを許す。パッ
ド40からパッド44まで連続的な取付け表面が使用さ
れる時でさえも、この配置は望ましいものである。たわ
み部分48及び50と、たわみ要素32及び34の支持
リング22の回転軸42からの最大の分離との組合わせ
によって、たわみ形式のピボット32及び34内に生成
される応力又はひずみに関する支持リング22内の放射
方向たわみに対する感度は減少される。These additional flexures 48 and 50' allow portions of the support ring 22 to flex in the radial direction. This arrangement is desirable even when a continuous mounting surface is used from pad 40 to pad 44. The support ring 22 with respect to the stresses or strains created in the pivots 32 and 34 in a flexure type due to the combination of the flexure portions 48 and 50 and the maximum separation of the flexure elements 32 and 34 from the axis of rotation 42 of the support ring 22. The sensitivity to radial deflections within is reduced.
第1図は、振動質量の形式のピックオフ装置に関して可
動要素を支持する従来技術の装置を含んでいる加速度計
の分解図、第2図は加速度計において使用するための本
発明の推奨実施例を現わす保証質量組立体の平面図、第
3図は本発明の追加の実施例を現わす保証質量組立体の
一部の平面図である。
10,12・・・・・・固定子部村、20・・・・・・
保証質量組立体、22…・・・支持部材、26・・・・
・・フラッパ、28・・・・・・ピックオフ面積、32
,34・・・・・・たわみ要素、40,44,46・・
…・スベーサ要素、41・・・・・・中心軌跡、48,
50・・・・・・たわみ部分。
FIG.2FIG.3
FIG.lFIG. 1 is an exploded view of an accelerometer including a prior art device for supporting a moving element with respect to a pick-off device in the form of a vibrating mass, and FIG. 2 is a preferred embodiment of the invention for use in an accelerometer. FIG. 3 is a plan view of a portion of a proof mass assembly showing an additional embodiment of the present invention. 10, 12... Stator section, 20...
Guaranteed mass assembly, 22...Supporting member, 26...
... Flapper, 28 ... Pickoff area, 32
, 34... Deflection element, 40, 44, 46...
...Subesa element, 41... Center locus, 48,
50...Deflection part. FIG. 2FIG. 3 FIG. l
Claims (1)
る変換器の内部において使用するための可動要素におい
て 少なくとも1個の非円形のピツクオフの面積28を
含んでいる可動フラツパ26と、 第一及び第二の固定
子構造物10,12の間に介装されると共にそれらによ
つて支持されている、前記可動フラツパ26を回転状の
振子の型式で支持するためのたわみ要素32,34を含
んでいる支持部材22と、 少なくとも一方の固定子構
造物10と、前記支持部材22との間に介装された少な
くとも1個のスペーサ部材40とから成立つており、 前記スペーサ部材40は、前記支持部材22の一部分
の片持ちばりによる支持を与えるように配置されており
、また、前記片持ちばりの回転軸42が前記ピツクオフ
面積28の中心軌跡41を通過するようにしたことを特
徴とする変換器用可動要素。 2 前記たわみ要素32,34が、前記支持部材22の
上に、前記回転軸41から最大の距離に置かれるように
した特許請求の範囲第1項記載の可動要素。 3 前記スペーサ部材40,44が、前記固定子構造物
10,12のそれぞれと、前記支持部材22との間に介
装され、また、前記スペーサ部材40,44が前記ピツ
クオフ面積28の中心軌跡41と実質的に整列されてい
る特許請求の範囲第1項記載の可動要素。 4 前記スペーサ部材40,44のそれぞれの一つの縁
が、前記ピツクオフ面積28の中心軌跡41と実質的に
整列されている特許請求の範囲第3項記載の可動要素。 5 前記支持部材22が一般的に円形輪郭のものであり
、前記支持部材22の放射方向のたわみを許すように2
個のたわみ部分48,50を含んでいる特許請求の範囲
第4項記載の可動要素。Claims: 1. In a movable element for use inside a transducer having first and second stator structures 10, 12, including at least one non-circular pick-off area 28. a movable flapper 26 that is interposed between and supported by the first and second stator structures 10 and 12; the movable flapper 26 is supported in the form of a rotating pendulum; a support member 22 including flexure elements 32, 34 for making the stator structure 10 and at least one spacer member 40 interposed between said support member 22 The spacer member 40 is arranged so as to provide support by a cantilever beam for a portion of the support member 22, and the rotation axis 42 of the cantilever beam passes through a center locus 41 of the pick-off area 28. A movable element for a converter, characterized in that the movable element is configured to 2. Movable element according to claim 1, characterized in that the flexible elements (32, 34) are placed on the support member (22) at a maximum distance from the axis of rotation (41). 3. The spacer members 40, 44 are interposed between each of the stator structures 10, 12 and the support member 22, and the spacer members 40, 44 are arranged along the center locus 41 of the pick-off area 28. A movable element according to claim 1, wherein the movable element is substantially aligned with the movable element. 4. The movable element of claim 3, wherein one edge of each of said spacer members (40, 44) is substantially aligned with a center locus (41) of said pick-off area (28). 5 said support member 22 is of generally circular profile and configured to permit radial deflection of said support member 22;
5. A movable element as claimed in claim 4, including two flexible portions (48, 50).
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