DE4113545A1 - Beschleunigungsfuehler - Google Patents

Beschleunigungsfuehler

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschleunigungsfühler und genauer einen Beschleunigungsfühler für die Erfassung des Klopfens bei einer Verbrennungskraftmaschine.
Ein herkömmlicher Beschleunigungsfühler für die Erfassung von Klopfen bei einer Verbrennungskraftmaschine umfaßt ein Gehäuse, das adaptiert ist, um starr an einer Maschine befestigt zu werden, und einen Beschleunigungswandler, der in dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erfassung der Beschleunigung des Gehäuses, die dem Klopfen der Maschine entspricht. Das Gehäuse umfaßt einen Grundteil und eine Abdeckung, die fest zusammen verbunden sind. Die Wandleranordnung umfaßt eine Scheibenmembran und ein piezoelektrisches Element, das konzentrisch am Mittelpunkt der Membran angebracht ist, zur Erfassung deren Durchbiegung zur Erzeugung eines der Beschleunigung des Gehäuses entsprechenden Signals. Die Membran wird starr durch das Gehäuse an ihrem äußeren kontinuierlichen Umfangskantenbereich gehaltert. Typischerweise ist der Umfangskantenbereich fest zwischen den Kanten des Grundteils und der Abdeckung des Gehäuses eingeklemmt, die mechanisch mittels Verstemmen miteinander verbunden sind.
Die Empfindlichkeit der Beschleunigungswandleranordnung, die die Membran und das piezoelektrische Element umfaßt, ist am besten bei der Resonanzfrequenz f0, die durch den Durchmesser und die Dicke der Membran und das piezoelektrische Element festgelegt ist, woraufhin das Ausgangssignal der Wandleranordnung bei seinem Maximum ist. Die Resonanzfrequenz f0 ist eine wichtige Größe des Beschleunigungsfühlers und es ist erforderlich, daß die Abweichung der Resonanzfrequenz f0 von einem Detektor zum anderen minimiert ist.
Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Veränderung der Resonanzfrequenz ist die Temperatur, wie in dem Diagramm in Fig. 4 dargestellt. Da die Temperatureigenschaften des Beschleunigungsfühlers Veränderungen in der Resonanzfrequenz f0 aufgrund von Temperaturveränderungen bestimmen und diese Veränderung der Resonanzfrequnez f0 die Systemfunktionsfähigkeit beführen, ist es wünschenswert, den Betrag der obigen Veränderung zu reduzieren.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Beschleunigungsfühler wird die scheibenförmige Membran starr durch das Gehäuse an ihrer gesamten Umfangskante gehalten, so daß die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz schlecht sind und es ist wünschenswert, die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz des Beschleuigungsfühlers zu verbessern.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Beschleunigungsfühler frei von den oben geschilderten Schwierigkeiten des herkömmlichen Beschleunigungsfühlers zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Beschleunigungsfühler zu schaffen, der gute Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Resonanzfrequenz einer Beschleunigungswandleranordnung zu schaffen.
Im Hinblick auf die obigen Aufgaben umfaßt der Beschleunigungsfühler ein Gehäuse, das dafür vorgesehen ist, an einem Gegenstand, dessen Beschleunigung zu erfassen ist, etwa einer Verbrennungskraftmaschine starr befestigt zu werden, und eine Wandleranordnung, die in dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erfassung der Beschleunigung des Gehäuses. Die Wandleranordnung umfaßt eine im wesentlichen scheibenförmige Membran mit einem im wesentlichen kreisförmigen Zentralbereich, der in Reaktion auf die Beschleunigung des Gehäuses flexibel ist, und eine Vielzahl von flexiblen radialen Armen, die jeweils ein inneres Ende, das mit dem Zentralbereich verbunden ist, und ein äußeres Ende, das mit dem Gehäuse verbunden ist, aufweisen. Ein im wesentlichen scheibenförmiges piezoelektrisches Element ist an dem Zentralbereich der Membran angebracht zur Erfassung der Durchbiegung des Zentralbereichs und Erzeugung eines der Beschleunigung des Gehäuses entsprechenden Signals.
Der Zentralbereich und die radialen Arme der Membran können integrale Bereiche der Membran sein und die radialen Arme, die den Zentralbereich halten, haben eine Gesamtumfangsweitenabmessung, die wirksam ist, um die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz der Wandleranordnung zu verbessern. Der Zentralbereich hat einen Durchmesser, der durch Bearbeitung angepaßt werden kann, um eine gewünschte Resonanzfrequenz der Wandleranordnung bereitzustellen. Alternativ umfaßt das Gehäuse ein Grundteil und eine Abdeckung, die sicher mit dem Grundteil verbunden ist und ein kontinuierliches ringförmiges Element, das integral mit den äußeren Enden der radialen Arme verbunden ist, ist fest zwischen dem Grundteil und die Abdeckung eingeklemmt, um ein luftdichtes Verhältnis dazwischen aufzubauen.
Die vorliegende Erfindung geht aus der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer hervor, in denen zeigt:
Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Beschleunigungsfühlers gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine ebene Ansicht, die die Membran des Beschleunigungsfühlers gemäß der vorliegenden Erfingung, dargestellt in Fig. 1, darstellt,
Fig. 3 eine ebene Ansicht, die ein Beispiel der Positionierung des piezoelektrischen Elements auf der Membran darstellt;
Fig. 4 eine diagrammartige Schnittansicht der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 ein Diagramm, das darstellt, wie die Veränderungsrate der Resonanzfrequenz sich in Abhängigkeit von der Temperaturänderung verändert;
Fig. 6 eine Ansicht, ähnlich wie Fig. 4, die aber ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 eine diagrammartige ebene Ansicht des Beschleunigungswandlers;
Fig. 8 eine diagrammartige Seitenansicht des Beschleunigungswandlers;
Fig. 9 eine diagrammartige Schnittansicht des Geräts zum Einsatz beim Steuern der Resonanzfrequenz des Beschleunigungswandlers, und
Fig. 10 eine ebene Ansicht der Membran eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Beschleunigungsfühler, der ein Gehäuse 1 umfaßt, das ein metallisches Grundteil 2 mit einer Schraube 3 und einem Flansch 4 und eine Plastikkappe 5 mit einem Flansch 6 aufweist. Das Grundteil 2 ist dafür angepaßt, um mittels der Schraube 3 an einem Gegenstand, dessen Beschleunigung zu erfassen ist, etwa einer Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) befestigt zu werden. Der Beschleunigungsfühler umfaßt ferner eine Beschleunigungswandleranordnung 7, die in dem Gehäuse 1 angeordnet ist, zur Erfassung der Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) und damit des Gehäuses 1. Die Wandleranordnung 7 ist auf einer ringförmigen ebenen Oberfläche plaziert, die durch eine Stufe 8 am Grundteil 2 innerhalb des Flansches 4 festgelegt ist. Die Kappe 5 ist fest an dem Grundteil 2 durch Verstemmen des Flansches 4 des Grundteils 2 über den Flansch 6 der Kappe 5 befestigt, wobei der Kantenbereich der Wandleranordnung 7 fest zwischen den Kappenflansch 6 über eine Federscheibe 6a und die Stufe 8 des Grundteils 2 zwischengelegt ist.
Die Wandleranordnung 7 umfaßt eine im wesentlichen scheibenförmige metallische Membran 11 und ein im wesentlichen scheibenförmiges piezoelektrisches Element 12, das an der Membran 11 angebracht ist, zur Erfassung der Durchbiegung der Membran 11 und zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das die Beschleunigung des an der Maschine (nicht dargestellt) angebrachten Gehäuses 1 darstellt. Das Signal vom piezoelektrischen Element 12 wird über eine Zuleitung 13, die an dem piezoelektrischen Element 12 angeschlossen ist, und einen Ausgangsanschluß 14 weitergeleitet, der in die Plastikkappe 5 eingeschmolzen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie am besten aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, umfaßt die scheibenförmige Membran 11 einen im wesentlichen kreisförmigen Zentralbereich 15, der in Reaktion auf die Beschleunigung des Gehäuses 1 flexibel ist und das piezoelektrische Element 12 aufweist, das an dem Zentralbereich befestigt ist. Die Membran 11 umfaßt ferner eine Vielzahl von flexiblen radialen Armen 16, die jeweils ein inneres Ende 17, das einstückig mit dem Zentralbereich 15 verbunden ist, und ein äußeres Ende 18 aufweisen. Die radialen Arme 16 sind durch Kerben oder Zwischenräume 19 getrennt und sind in gleichen Umfangsintervallen angeordnet. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die äußeren Enden 18 der Membran 11 mit dem Gehäuse 1 durch Einklemmen zwischen dem Kappenflansch 4 über die Federscheibe 6a und der Grundteilstufe 8 starr verbunden. Der Zentralbereich 15 hat einen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des piezoelektrischen Elements 12, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Wenn die Durchmesser des piezoelektrischen Elements 12 und des Zentralbereichs 15 der Membran 11 gleich sind, kann die genaue konzentrische Positionierung des Elements 12 auf dem Zentralbereich 15 während des Befestigens relativ einfach durch den Einsatz von Positionierstiften 20 (Fig. 3 und 4) erzielt werden, die auf einer Lehre (nicht dargestellt) befestigt sind, wobei die Abweichung der Resonanzfrequenz f0 der Wandleranordnung 7 von einer Anordnung zur anderen minimiert werden kann.
Die radialen Arme 16, die den Zentralbereich 15 tragen, besitzen eine gesamte Umfangsweitenabmessung, die wirksam ist, um die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz der Wandleranordnung 7 zu verbessern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 1 bis 4, ist die Zahl der radialen Arme 16 acht und die gesamte Weitenabmessung der radialen Arme 16 ist im wesentlichen gleich der gesamten Weitenabmessung der Zwischenräume 19, die zwischen den radialen Armen 16 festgelegt sind.
Da die Umfangslänge der äußeren Umfangskante der Membran 11 an der die Membran 11 zwischen dem Grundteil 1 und die Kappe 2 eingeklemmt ist, nur ungefähr 50% der gesamten äußeren Umfangskantenlänge der Membran 11 beträgt, können die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz f0 signifikant verbessert werden.
Fig. 5 zeigt die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz f0 der Beschleunigungswandleranordnung 7 gemäß der vorliegenden Erfindung (Kurve A), bei der die Membran 11 starr mit dem Gehäuse an den äußeren Enden 18 der radialen Arme 16 verbunden ist, im Vergleich mit den Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz f0 einer herkömmlichen Wandleranordnung (Kurve B), in der die Membran mit dem Gehäuse an der gesamten äußeren Umfangskante der Membran fest verbunden ist.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt die Beschleunigungswandleranordnung 7 ferner eine gute Beständigkeit gegenüber Hitze. Ferner ist es wichtig, mit dem Ziel die Wirkungen der Temperaturveränderung auf die Eigenschaften der Beschleunigungswandleranordnung 7 zu reduzieren, die Koeffizienten der thermischen Ausdehnung der Membran 11, des piezoelektrischen Elements 12 und des Klebstoffs dazwischen auszubalancieren. Dies ist ebenfalls wichtig für eine längere Beständigkeit.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beschleunigungswandleranordnung 7a der vorliegenden Erfindung, bei der der scheibenförmige Zentralbereich 15 größer als das piezoelektrische Element 12 ist. Bei dieser Anordnung dient der äußere Peripheriebereich 15a des Zentralbereichs 15 außerhalb des piezoelektrischen Elements 12 dazu, um einen überschüssigen Teil des Klebstoffs zu halten, der zwischen dem piezoelektrischen Element 12 und der Membran 11 herausfließt, so daß das Verlaufen des überschüssigen Klebstoffs vermieden werden kann.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Membran 21, die anstelle der Membran 11 der Beschleunigungswandleranordnung 7 verwendet werden kann, ein kontinuierliches ringförmiges Element 22 umfaßt, das einstückig mit dem äußeren Ende eines jeden der radialen Arme 23 verbunden ist, die durch Fenster oder Öffnungen 24 getrennt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das ringförmige Element 22 ein integraler Teil der Membran 23, die durch Ausstanzen der Öffnungen 24 gebildet wird, die die Freiräume von einer metallischen Scheibe festlegen. Im zusammengesetzten Zustand ist das kontinuierliche ringförmige Element 22 entlang des Umfangs kontinuierlich zwischen und daher in Kontakt mit dem Grundteil 2 und der Kappe 5 eingeklemmt, ohne jede Diskontinuität. Dementsprechend kann eine verläßliche hermetische Versiegelung vollständig entlang des Umfangs der Membran 21 erzielt werden.
Wie diagrammartig in den Fig. 8 und 9 dargestellt, besitzt die Beschleunigungswandleranordnung 7, dargestellt in den Fig. 3 und 4, oder die Beschleunigungswandleranordnung 7a, dargestellt in Fig. 6 einen Durchmesser D1 einer wirksamen Fläche der Membran 11, die innerhalb des tragenden Schulterbereichs des Gehäuses 1 festgelegt ist, einen Durchmesser D2 des Zentralbereichs 15 der Membran 11, einen Durchmesser D3 des piezoelektrischen Elements 12 und eine wirksame Länge der radialen Arme 16 oder 23 oder die radiale Tiefe d der Zwischenräume 19. Diese Verhältnisse treffen ebenfalls auf die Membran 21, dargestellt in Fig. 7, zu. Die Resonanzfrequenz f0 der Wandleranordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung, dargestellt in Fig. 3, 4, 6 und 7, ist abhängig von den Durchmessern D1, D2 (oder d), D3, ebenso wie von der Dicke der Membran 11 und dem piezoelektrischen Element 12.
Bei der Wandleranordnung 7, 7a oder der Wandleranordnung, die die Membran 21 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, bei der eine Vielzahl von radialen Armen 16 oder 23 vorgesehen sind, kann demgemäß die Resonanzfrequenz f0 der Wandleranordnung leicht auf jede von verschiedenen Maschinentypen oder unterschiedliche Bereiche der Klopffrequenzen durch Anpassen des Durchmessers D2 der Zentralbereich der Membran oder der radialen Tiefe d der Öffnungen zwischen den radialen Armen zugeschnitten werden. Dies ist signifikant, da derselbe Typ von Beschleunigungsfühler jedoch mit unterschiedlicher Resonanzfrequenz relativ einfach für verschiedene Maschinen vorbereitet werden kann, ohne das Erfordernis der Veränderung der Hauptbestandteile des Beschleunigungsfühlers.
Bei der herkömmlichen Wandleranordnung, die keine radialen Arme oder Zwischenräume in der Membran besitzt, kann der Durchmesser D2 des Zentralbereichs der Membran nicht als Faktor für die Einstellung der Resonanzfrequenz f0 verwendet werden. Falls der Durchmesser der Membran zu ändern ist, muß der Durchmesser des Gehäuses geändert werden und falls die Dicke der Membran zu ändern ist, müssen die Abmessungen der Beschleunigung oft verändert werden, so daß diese Maße schwierig anzupassen sind, da der Preis des Beschleunigungsfühlers erhöht ist. Falls der Durchmesser oder die Dicke des piezoelektrischen Elements zu ändern ist, müssen die Formmatrizen für das Element verändert werden, und falls unterschiedliche piezoelektrische Elemente vorzubereiten sind, müssen verschiedene Formmatrizen vorbereitet werden. Dies ist schwierig zu beherrschen und die Kosten der Wandler werden erhöht. Während die Dicke des piezoelektrischen Elements durch Abschleifen im Schleifschritt des Elements verändert werden kann, ist dies ein zusätzlicher Schritt und die genaue Anpassung der Resonanzfrequenz f0 ist schwierig.
Fig. 10 zeigt eine Lehre 25, die bei der Justierung der Resonanzfrequenz f0 der Beschleunigungswandleranordnung 7 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Lehre 25 ist ein im wesentlichen hohles zylindrisches Element, das an einem Schwinger 26 über eine Schraube 27 befestigt ist. Der hohle Bereich der Lehre 25 besitzt eine mit Gewinde versehene innere Oberfläche 28 und einen Bereich 29 mit verringertem Durchmesser, der über einen Schulterbereich 30 abgetrennt ist. Die Wandleranordnung 7 wird auf dem Schulterbereich 30 plaziert und eine mit Gewinde versehene Mutter steht über das Gewinde in Eingriff mit der mit Gewinde versehenen Oberfläche 28, so daß die Hohlmutter 31 fest die äußere Umfangskante der Membran 11 der Wandleranordnung 7 hält.
Um die Resonanzfrequenz f0 der Wandleranordnung 7 zu justieren, wird die Wandleranordnung 7, die in der Lehre 25 gehalten ist, über den Schwinger 26 bei einer gewünschten Entwurfsfrequenz fE in Schwingung versetzt und ein äußeres Signal des piezoelektrischen Elements 3 wird gemessen. Falls die Resonanzfrequenz f0 vn der Entwurfsfrequenz fE verschieden ist, ist das Ausgangssignal des piezoelektrischen Elements 3 Null oder klein. In diesem Fall wird der Durchmesser D2 des zentralen Bereichs 15 der Membran 11 verringert durch Bearbeitung des äußeren Durchmesserbereichs des zentralen Bereichs 15 bis das Ausgangssignal der Wandleranordnung 7 anzeigt, daß die Resonanzfrquenz f0 gleich der Entwurfsfrequenz fE ist. Diese Bearbeitung kann bequem mittels eines Laserstrahls 32 erzielt werden. Falls es aus irgendeinem Grund schwierig ist, die obige Justierung der Resonanzfrequenz f0 durchzuführen, während die Wandleranordnung 7 in Schwingung versetzt wird, etwa wenn das Signal durch die Schwingung der Membran gestört ist, induziert durch die durchmesserreduzierende Bearbeitung, sollte die Bearbeitung zumindest während der Messung des Ausgangssignals unterbrochen werden und die Bearbeitung und Messung können wiederholt werden, bis die Resonanzfrequenz f0 gleich der Entwurfsfrequenz fE ist.

Claims (15)

1. Beschleunigungsfühler mit einem Gehäuse (1), das dafür vorgesehen ist, an einem Gegenstand, dessen Beschleunigung zu erfassen ist, starr befestigt zu werden, und einer Wandleranordnung (7), die in dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erfassung der Beschleunigung des Gehäuses, wobei die Wandleranordnung umfaßt:
eine im wesentlichen scheibenförmige Membran (11), die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die einen im wesentlichen kreisförmigen Zentralbereich (15) aufweist, der in Reaktion auf die Beschleunigung des Gehäuses flexibel ist und eine Vielzahl von flexiblen radialen Armen (16, 23) aufweist, die ein inneres Ende, das mit dem Zentralbereich verbunden ist, und ein äußeres Ende aufweisen, das mit dem Gehäuse verbunden ist; und
ein im wesentlichen scheibenförmiges piezoelektrisches Element, das an dem Zentralbereich der Membran angebracht ist, zur Erfassung von dessen Durchbiegung und zur Erzeugung eines der Beschleunigung des Gehäuses entsprechenden Signals.
2. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, bei dem der Zentralbereich und die radialen Arme der Membran einstückige Bereiche der Membran sind.
3. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Arme in gleichen Umfangsintervallen angeordnet sind.
4. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich einen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des piezoelektrischen Elements besitzt.
5. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich einen Durchmesser größer als der Durchmesser des piezoelektrischen Elements besitzt.
6. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Arme, die den Zentralbereich tragen, eine gesamte Umfangsweitenabmessung besitzen, die wirksam ist, die Temperatureigenschaften der Resonanzfrequenz der Wandleranordnung zu verbessern.
7. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Weitenabmessung der radialen Arme im wesentlichen gleich der gesamten Weitenabmessung eines Zwischenraums ist, der zwischen den radialen Armen festgelegt ist.
8. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Grundteil und eine Abdeckung umfaßt, die fest mit dem Grundteil verbunden ist, und daß die äußeren Enden der radialen Arme fest zwischen dem Grundteil und der Abdeckung eingeklemmt sind.
9. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich einen Durchmesser besitzt, der durch Bearbeitung justiert ist, um eine gewünschte Resonanzfrequenz der Wandleranordnung bereitzustellen.
10. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran ein im wesentlichen ringförmiges Element besitzt, das mit den äußeren Enden der radialen Arme verbunden ist.
11. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran ein im wesentlichen kontinuierliches ringförmiges Element besitzt, das einstückig mit den äußeren Enden der radialen Arme verbunden ist.
12. Beschleunigungsfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Grundteil und eine Abdeckung umfaßt, die fest mit dem Grundteil verbunden ist, und daß das ringförmige Element, das mit den äußeren Enden der radialen Arme verbunden ist, fest zwischen dem Grundteil und der Abdeckung in luftdichter Art eingeklemmt ist.
13. Verfahren zur Justierung einer Resonanzfrequenz des Beschleunigungsfühlers nach Anspruch 1, mit den Schritten:
in Schwingung versetzen der Wandleranordnung bei einer gewünschten Entwurfsfrequenz fE, um ein Ausgangssignal der Wandleranordnung zu erzeugen, wobei das Ausgangssignal für eine Resonanzfrequenz f0 der Wandleranordnung bezeichnend ist;
Messen des Ausgangssignals und Feststellen, ob die Resonanzfrequenz f0 von der Entwurfsfrequenz fE verschieden ist; und
Bearbeiten eines äußeren Durchmessers des Zentralbereichs der Membran, um zu verkleinern, bis das Ausgangssignal der Wandleranordnung anzeigt, daß die Resonanzfrequenz f0 gleich der Entwurfsfrequenz fE ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt eine Laserbearbeitung mittels Laserstrahl umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung während des Messungsschritts unterbrochen ist und wiederholt wird.
DE4113545A 1990-04-27 1991-04-25 Beschleunigungsfühler Expired - Lifetime DE4113545C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2113646A JP2619110B2 (ja) 1990-04-27 1990-04-27 振動検出器の製造方法
JP2122995A JPH0419523A (ja) 1990-05-15 1990-05-15 振動検出器の固有振動周波数調整方法
JP6016190U JPH0421823U (de) 1990-06-08 1990-06-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4113545A1 true DE4113545A1 (de) 1991-10-31
DE4113545C2 DE4113545C2 (de) 1994-01-27

Family

ID=27297111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4113545A Expired - Lifetime DE4113545C2 (de) 1990-04-27 1991-04-25 Beschleunigungsfühler

Country Status (3)

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US (1) US5226325A (de)
KR (1) KR930009516B1 (de)
DE (1) DE4113545C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2715737A1 (fr) * 1994-02-01 1995-08-04 Siemens Automotive Sa Capteur accélérométrique pour mesure du cliquetis d'un moteur à combustion interne.

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5798460A (en) * 1994-06-20 1998-08-25 Sony Corporation Vibration sensor employing a flexible diaphragm and an electret film
CN1090319C (zh) * 1994-06-20 2002-09-04 索尼公司 振动传感器
DE4428124B4 (de) * 1994-08-09 2005-08-18 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor
KR100360479B1 (ko) * 1995-05-25 2003-03-19 삼성전자 주식회사 진동구조물의고유진동수조정방법
JP3123435B2 (ja) * 1996-07-29 2001-01-09 株式会社村田製作所 圧電型電気音響変換器
US6247364B1 (en) 1997-10-27 2001-06-19 Thomas P. Kicher & Co. Acceleration transducer and method
EP1162468A3 (de) * 2000-06-05 2002-05-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Beschleunigungsaufnehmer
WO2011005939A2 (en) 2009-07-09 2011-01-13 Mayo Foundation For Medical Education And Research Long acting atrial natriuretic peptide (la-anp) and methods for use thereof
CN107090028A (zh) 2011-08-30 2017-08-25 梅约医学教育与研究基金会 利钠多肽
WO2013103896A1 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Mayo Foundation For Medical Education And Research Treating cardiovascular or renal diseases
WO2013118843A1 (ja) * 2012-02-09 2013-08-15 富士電機株式会社 物理量センサおよび物理量センサの製造方法
EP3538131A4 (de) 2016-11-09 2020-07-01 Mayo Foundation for Medical Education and Research Manp-analoga

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3817354A1 (de) * 1987-05-21 1988-12-01 Nissan Motor Sensor zur erfassung kinetischer energie, insbesondere piezoelektrischer sensor zur erfassung dynamischer oder kinetischer energie

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190782A (en) * 1978-07-24 1980-02-26 Telex Communications, Inc. Piezoelectric ceramic resonant transducer with stable frequency
US4193647A (en) * 1978-09-11 1980-03-18 Telex Communications, Inc. Piezoelectric ceramic transducers with uniform resonant frequency
US4337640A (en) * 1979-04-10 1982-07-06 Nissan Motor Co., Ltd. Knocking sensor
US4414840A (en) * 1980-02-22 1983-11-15 Nippon Soken, Inc. Knock detecting apparatus for internal combustion engines
US4382377A (en) * 1980-05-16 1983-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Pressure sensor for an internal combustion engine
US4630465A (en) * 1984-11-19 1986-12-23 Eaton Corporation Low viscous drag knock sensor
JPS62294920A (ja) * 1986-06-13 1987-12-22 Omron Tateisi Electronics Co 振動センサ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3817354A1 (de) * 1987-05-21 1988-12-01 Nissan Motor Sensor zur erfassung kinetischer energie, insbesondere piezoelektrischer sensor zur erfassung dynamischer oder kinetischer energie

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2715737A1 (fr) * 1994-02-01 1995-08-04 Siemens Automotive Sa Capteur accélérométrique pour mesure du cliquetis d'un moteur à combustion interne.
WO1995021384A1 (fr) * 1994-02-01 1995-08-10 Siemens Automotive S.A. Capteur accelerometrique pour mesure du cliquetis d'un moteur a combustion interne
US5744698A (en) * 1994-02-01 1998-04-28 Siemens Automotive, S.A. Accelerometric sensor for measuring the piston knock of an internal combustion engine

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Publication number Publication date
DE4113545C2 (de) 1994-01-27
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KR910018785A (ko) 1991-11-30

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