NL1012577C1 - Device and arrangement involve two or more electrodes, with capacity differences between them, which are dimension of two magnitudes which are unconnected and are to great extent independent, such as wind direection and wind force - Google Patents
Device and arrangement involve two or more electrodes, with capacity differences between them, which are dimension of two magnitudes which are unconnected and are to great extent independent, such as wind direection and wind force Download PDFInfo
- Publication number
- NL1012577C1 NL1012577C1 NL1012577A NL1012577A NL1012577C1 NL 1012577 C1 NL1012577 C1 NL 1012577C1 NL 1012577 A NL1012577 A NL 1012577A NL 1012577 A NL1012577 A NL 1012577A NL 1012577 C1 NL1012577 C1 NL 1012577C1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- electrodes
- arrangements
- devices
- relates
- wind
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/223—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to joystick controls
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
- G01D5/2412—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying overlap
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/165—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/02—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Titel: Uitvoeringen en opstellingen van een capacitieve hoek- en krachtsensor.Title: Versions and Arrangements of a Capacitive Angle and Force Sensor.
De uitvinding heeft betrekking op inrichtingen en opstellingen van twee of meerdere eleetroden, waartussen 5 de capaciteitsverschillen, die in het algemeen een maat zijn voor richting en grootte, gemeten worden.The invention relates to devices and arrangements of two or more electrodes, between which the capacitance differences, which are generally a measure of direction and size, are measured.
Een windrichting- en windsnelheidsmeter kan als toepassingsvoorbeeld genoemd worden, waarbij de twee vlakke evenwijdigiopende electroden, afhankelijk van 10 windrichting en windsnelheid, ten opzichte van elkaar van stand veranderen. Hierbij kan verdraaiing van om de vertikale as voor nog een grootheid zorgen, bijvoorbeeld de noord-zuidpoolrichting.A wind direction and wind speed meter can be mentioned as an example of application, in which the two flat parallel electrodes change position with respect to each other, depending on the wind direction and wind speed. Rotation about the vertical axis can provide a further quantity, for example the north-south pole direction.
Een geringe verdraaiing om de vertikale as kan zorgdragen 15 voor de mechanische nulpuntsinstelling, indien noodzakelijk.A slight rotation about the vertical axis can ensure the mechanical zero point adjustment, if necessary.
Alle standsveranderingen worden in sensorkwadranten gedetecteerd, gemeten en via de interface in waarden weergegeven, waarop door actuatoren gereageerd kan 2 0 worden.All changes in position are detected in sensor quadrants, measured and displayed in values via the interface, to which actuators can respond.
Het brede toepassingsgebied van de onderhavige meettechniek strekt zich uit over de automobielindustrie, de procesindustrie, de weg- en waterbouw, de land- en tuinbouw en zelfs over de computerindustrie, kortom 25 overal waar een tweetal al dan niet afhankelijke faktoren een cruciale rol spelen.The broad field of application of the present measuring technique extends to the automotive industry, the process industry, civil engineering, agriculture and horticulture and even to the computer industry, in short everywhere where two dependent or non-dependent factors play a crucial role.
De onderhavige electroden kunnen vlak uitgevoerd zijn, maar boogvormige behoren evenzeer onder de uitvinding.The present electrodes may be planar, but arcuate are equally within the scope of the invention.
Bij de onderhavige meetmethode wordt gebruik gemaakt van 30 de reeds in de techniek bekende universal transducer interface ( UTI), waarbij micro-computerverwerking centraal staat.The present measuring method uses the universal transducer interface (UTI) already known in the art, in which micro-computer processing is central.
10 1 2 5 7 6 210 1 2 5 7 6 2
De interface UTI kan veranderingen op de gebieden van capaciteit, uitzetting, kleur, vervormingen, richtingen etc. omzetten in een signaal, dat via een microcontroller bewerkt en omgezet wordt in een bruikbaar signaal.The UTI interface can convert changes in capacitance, expansion, color, distortion, directions, etc. into a signal, which is processed via a microcontroller and converted into a usable signal.
5 Een tweetal -tegelijk optredende- veranderingen, zoals richting en krachtsgrootte is bij de onderhavige uitvinding uit te filteren tot een richting en een getalswaarde voor de kracht.Two - simultaneously occurring - changes, such as direction and force size, can be filtered out in the present invention into a direction and a number value for the force.
Een drietal -tegelijk optredende- veranderingen, zoals 10 windrichting, windkrachtsgrootte en compasrichting zijn bij de onderhavige uitvinding uit te filteren tot getalswaarden voor de drie grootheden.Three - simultaneously occurring - changes, such as wind direction, wind force size and compass direction, can be filtered out in the present invention to numerical values for the three quantities.
Het regelmatig ijken van de compact te bouwen meter is beperkt tot het inregelen, waarna geen ijking meer 15 noodzakelijk is, omdat nauwelijks sprake is van bewegende delen, althans draaiende of schuivende delen.Regular calibration of the compact to be built meter is limited to balancing, after which calibration is no longer necessary, because hardly any moving parts, at least rotating or sliding parts, are involved.
De onderhavige uitvinding zal aan de hand van figuur I en diverse toepassingsvoorbeelden volgens de figuren II tot en met VI nader toegelicht worden.The present invention will be explained in more detail with reference to Figure I and various application examples according to Figures II to VI.
20 Fig.I geeft het principe weer van de principewerking van de sensor.20 Fig. I shows the principle of the principle operation of the sensor.
Fig.il geeft standen weer van een uitvoeringsvoorbeeld van een windsnelheidsmeter, waarbij de binnenste vlakke en de buitenste vlakke electroden concentrisch buisvormig 25 zijn uitgevoerd.Fig. 1l shows positions of an exemplary embodiment of a wind speed meter, in which the inner flat and the outer flat electrodes are of concentric tubular design.
Fig III toont een uitvoeringsvoorbeeld van een windsnelheidsmeter, waarbij de electrode-overlappen veranderen.Fig III shows an exemplary embodiment of a wind speed meter, in which the electrode overlaps change.
Fig.IV toont een bovenaanzicht van de 30 electrodenpositionering onderling uit Fig.III.Fig. IV shows a top view of the electrode positioning mutually from Fig. III.
10 1 2 5 7 6 310 1 2 5 7 6 3
Fig.V toont voor de windrichting/windsneleidsmeter schematisch de maximale liggingen van de overlappende electrodeoppervlakken in de kwadrantuitvoering.Fig. V schematically shows for the wind direction / wind speed meter the maximum positions of the overlapping electrode surfaces in the quadrant version.
Fig.VI toont een joy-stick als ander uitvoeringsvoorbeeld 5 van de onderhavige uitvinding.Fig. VI shows a joy stick as another embodiment 5 of the present invention.
De Figuren Ia en lb tonen respectievelijk de nulstand en een belaste stand van een uitvoeringsvoorbeeld van de windsnelheidsmeter ten behoeve van het principewerking van de sensor.Figures Ia and 1b show respectively the zero position and a loaded position of an exemplary embodiment of the wind speed meter for the principle operation of the sensor.
10 Aan staaf 1 zit de bovenste vlakke electrodeplaat 2 vast bevestigd ter plaatse van de starre electrodebevestiging 3.10 The top flat electrode plate 2 is fixed to rod 1 at the location of the rigid electrode mounting 3.
De staaf 1 is vast ingeklemd op de onderste vlakke electrodeplaat 4. Tussen de bovenste schijfvormige 15 electrodeplaat 2 (met een linkergedeelte 2a en een rechtergedeelte 2b) en de onderste schijfvormige electrodeplaat 4 (met een linkergedeelte 4a en een rechtergedeelte 4b) worden schematisch de linkse capaciteit 5 en de rechtse capaciteit 6 aangegeven.The rod 1 is firmly clamped on the bottom flat electrode plate 4. Between the upper disc-shaped electrode plate 2 (with a left part 2a and a right part 2b) and the lower disc-shaped electrode plate 4 (with a left part 4a and a right part 4b), the left-hand side capacity 5 and right-hand capacity 6 indicated.
20 Dit zijn meetbare waarden, die een direkte relatie hebben met de plaatselijke afstand van de electroden 2 en 4. Onder de onderhavige uitvinding vallen evenzeer niet nader aangegeven boogvormige evenwijdigverlopende electrodeplaten 2 en 4.These are measurable values which have a direct relationship to the local distance of electrodes 2 and 4. The present invention also includes arc-shaped parallel electrode plates 2 and 4, not further specified.
25 Zodra een belastingkracht 7 op staaf l uitgeoefend wordt, buigt staaf 1, zoals aangegeven in Fig Ib.As soon as a load force 7 is applied to bar 1, bar 1 bends as shown in Fig Ib.
Door de buiging neemt de staaf 1 en de daaraan starverbonden bovenste electrodeplaat 2 de afgebeelde stand in, waardoor de linkse capaciteit 5 van de bovenste 30 electrodeplaat 2 vergroot wordt en dienovereenkomstig de rechtse capaciteit 6 verkleind.Due to the bending, the rod 1 and the top electrode plate 2 rigidly connected thereto assume the position shown, thereby increasing the left capacitance 5 of the top electrode plate 2 and correspondingly decreasing the right capacitance 6.
10 1 2 5 7 0 410 1 2 5 7 0 4
De mate van verandering van de capaciteiten 5 respectievelijk 6 is theoretisch een indikatie voor de grootte van de belastingskracht 7.The degree of change of capacities 5 and 6 is theoretically an indication of the magnitude of the load force 7.
De figuren Ha en Ilb tonen standen van een 5 uitvoeringsvoorbeeld van een windsnelheidsmeter, waarbij de binnenste vlakke en de buitenste vlakke electroden 8 en 9 concentrisch buisvormig zijn uitgevoerd.Figures Ha and Ilb show positions of an exemplary embodiment of a wind speed meter, wherein the inner flat and the outer flat electrodes 8 and 9 are of concentric tubular design.
Indien de electroden 8 en 9 concentrisch kegelvormig of concentrisch bolvormig uitgevoerd zijn, valt dit onder de 10 onderhavige uitvinding.If the electrodes 8 and 9 are concentrically conical or concentrically spherical, this is covered by the present invention.
De windsnelheidsmeteromkasting 10 is voorzien van een stevige bodem n, waarop niet nader aangegeven electronica geplaatst kan worden en waarop staaf 12 ingeklemd of ingeschroefd aangebracht is.The wind speed meter housing 10 is provided with a solid bottom n, on which electronics (not specified) can be placed and on which rod 12 is clamped or screwed in.
15 Door de inklemming 13, enigszins verdraaibaar en naborgbaar uit te voeren, is een nastelbare mechanische nulpuntsinstelling verkregen.An adjustable mechanical zero point setting is obtained by designing the clamping 13, which can be rotated slightly and can be locked.
Door de inklemming 13, middels een niet nader aangegeven lager verdraaibaar op te stellen in de bodem ll, is een 20 verdraaiing van staaf 12 te meten. Deze verdraaiing kan een maat zijn voor een later te noemen "derde” grootheid. De onderste electrodeplaat 14 is middels de staanders 15 stabiel en onwrikbaar bevestigd op de bodem 11.A rotation of rod 12 can be measured by arranging the clamping 13 in a rotatable manner in the bottom 11 by means of an unspecified bearing. This rotation can be a measure of a later to be called "third" quantity. The lower electrode plate 14 is fixedly and rigidly fixed to the bottom 11 by means of the uprights 15.
De onderste electrodeplaat 14 is voorzien van liggende 25 electrodemateriaal 16 en vertikaal buisvormige electrodemateriaal 17.The lower electrode plate 14 is provided with horizontal electrode material 16 and vertical tubular electrode material 17.
De bovenste electrodeplaat 18 is voorzien van liggende electrodemateriaal 19 en vertikaal buisvormige electrodemateriaal 20.The upper electrode plate 18 is provided with horizontal electrode material 19 and vertical tubular electrode material 20.
30 De onderste electrodeplaat 14 en het electrodemateriaal 16 zijn voorzien van een ruim gat 21, waarvan de grootte van het gat de maximale uitwijking van de staaf 12 bepaald.The lower electrode plate 14 and the electrode material 16 are provided with a wide hole 21, the size of the hole of which determines the maximum deflection of the rod 12.
10 1 2 57 ff 510 1 2 57 ff 5
De bovenste electrodeplaat 18 is onwrikbaar bevestigd aan de staaf 12, welke als voorbeeld voorzien is van een bolvormig aanstroomlichaam 22.The top electrode plate 18 is rigidly attached to the rod 12, which, for example, includes a spherical lead-on body 22.
De behuizing 10 is voorzien van een staafdoorvoer 23, 5 welke van licht flexibel materiaal gemaakt is.The housing 10 is provided with a rod lead-through 23, 5 which is made of slightly flexible material.
Tussen de liggende electrodematerialen 16 en 18 zijn schematisch de nagenoeg konstante capaciteiten 24 en 25 aangegeven.The substantially constant capacitances 24 and 25 are schematically shown between the lying electrode materials 16 and 18.
Tussen de staande electrodematerialen 17 en 20 zijn 10 schematisch de variabele capaciteiten 26 en 27 aangegeven.The variable capacitances 26 and 27 are schematically indicated between the standing electrode materials 17 and 20.
In Figuur Ilb is de verbuiging van de staaf 12 zichtbaar gemaakt door bijvoorbeeld een windkracht 28, waarbij de staande buisvormige electroden 17 en 20 aan de ene kant 15 dichter bij elkaar gekomen zijn en aan de rechter kant evenzoveel verder van elkaar gekomen zijn .In Fig. Ilb, the bending of the rod 12 is made visible by, for example, a wind force 28, whereby the standing tubular electrodes 17 and 20 have come closer together on one side and have moved so much further apart on the right side.
De overeenkomstige capaciteiten zijn overeenkomstig de genoemde afstanden gelijkmatig veranderd.The corresponding capacities have changed uniformly according to the stated distances.
De liggende electrodeplaten 16 en 19 veranderen 20 nauwelijks van afstand en derhalve zal hier geen capaciteitsverandering optreden.The lying electrode plates 16 and 19 hardly change in distance and therefore no capacitance change will occur here.
In het voorgaande is sprake geweest van capaciteitsverandering ten gevolge van afstandsverandering van electroden.In the foregoing there has been talk of a change in capacitance due to a change in the distance of electrodes.
25 Fig lil toont een uitvoeringsvoorbeeld van een windsnelheidsmeter, waarbij de overlappen 20 en 21 van de respectievelijk electrodeoppervlakken 22-23 en 24-25 veranderen, zodanig dat het overlappende oppervlak van het ene gedeelte van het totale oppervlak afneemt (22-23) 30 en van het tegenoverliggende gedeelte van het oppervlak toeneemt (24-25).Fig. 11l shows an embodiment of a wind speed meter, wherein the overlaps 20 and 21 of the electrode surfaces 22-23 and 24-25 respectively change, such that the overlapping surface of one part of the total surface decreases (22-23) and of the opposite portion of the surface increases (24-25).
Onder de onderhavige uitvinding vallen ook uitvoeringen, waarbij capaciteitsveranderingen ontstaan, doordat alleen 1012576 6 overlappende oppervlakken van electroden ten opzichte van elkaar veranderen.The present invention also includes embodiments in which capacitance changes occur because only 1012576 6 overlapping surfaces of electrodes change with respect to each other.
Fig III toont een uitvoeringsvoorbeeld van een windsnelheidsmeter, waarbij de overlappen 29 en 30 van de 5 respectievelijk eleetrode-oppervlakken 31-32 en 33-34 veranderen, zodanig dat het overlappende oppervlak van het ene gedeelte van het totale oppervlak afneemt (31-32) en van het tegenoverliggende gedeelte van het oppervlak toeneemt (33-34), uitgedrukt in de capaciteitswaarden van 10 de capaciteiten 35 en 36.Fig. III shows an exemplary embodiment of a wind speed meter, in which the overlaps 29 and 30 of the 5 electrode red surfaces 31-32 and 33-34 change, so that the overlapping surface of one part of the total surface decreases (31-32) and of the opposite portion of the surface increases (33-34), expressed in the capacitance values of 10 capacities 35 and 36.
De vaste electroden zijn 32, 33, 37 en 38, terwijl de "losse" electroden zijn 31,34,39 en 40.The fixed electrodes are 32, 33, 37 and 38, while the "loose" electrodes are 31, 34, 39 and 40.
Tussen de electrodencombinatie 40-37 respectievelijk 38-39 heerst een vaste capaciteit 41.A fixed capacitance 41 prevails between the electrode combination 40-37 and 38-39, respectively.
15 Fig.iv toont een bovenaanzicht van de electrodenpositionering onderling uit Fig.III.Fig. Iv shows a top view of the electrode positioning mutually from Fig. III.
De vaste (niet gearceerde) electrode bestaat overeenkomstig Fig.IIIThe fixed (non-hatched) electrode exists in accordance with Fig. III
uit: 32,33,37,38 en de in Fig.III niet zichtbare 20 electroden 42,43,44,45.from: 32,33,37,38 and the electrodes not visible in Fig. III 42,43,44,45.
Fig III is een denkbare horizontale doorsnede over Fig IV en volgens de horizontale doorsnedelijn M-M.Fig III is a conceivable horizontal section across Fig IV and along the horizontal section line M-M.
De gearceerde electroden vertegenwoordigen de "losse" electroden 32,34,40,39 en de in Fig.III niet zichtbare 25 electoden 46,47,48,49.The hatched electrodes represent the "loose" electrodes 32, 34, 40, 39 and the electrodes, which are not visible in Fig. III, 46, 47, 48, 49.
Het bovenaanzicht Fig.IV is verdeeld in kwadranten A,B,C en D, die gescheiden zijn door de hoofdrichtingslijnen 1-1 en k-k.The top view Fig. IV is divided into quadrants A, B, C and D, which are separated by the main directions 1-1 and k-k.
Fig.V toont voor de windrichting/windsnelheidsmeter 30 schematisch de maximale liggingen van de overlappende electrodeoppervlakken in de kwadranten A,B,C en D.Fig. V schematically shows for the wind direction / wind speed meter 30 the maximum positions of the overlapping electrode surfaces in the quadrants A, B, C and D.
Indien in Fig.Va sprake is van een maximale wind uit het noorden (aangeduid met pijl N), dan zal de grootste to 1 2 5 7 6 7 overlap 50 plaatsvinden in kwadrant C en de kleinste overlap 51 in kwadrant A.If in Fig. Va there is a maximum wind from the north (indicated by arrow N), then the largest to 1 2 5 7 6 7 overlap 50 will take place in quadrant C and the smallest overlap 51 in quadrant A.
Bij een maximale oostenwind (aangeduid met pijl O) in Fig Vb, zal de grootste overlap 52 plaatsvinden in kwadrant D 5 en de kleinste overlap 53 in kwadrant B plaatsvinden.At a maximum east wind (indicated by arrow O) in Fig. Vb, the largest overlap 52 will take place in quadrant D 5 and the smallest overlap 53 will take place in quadrant B.
Op deze wijze wordt overeenkomstig het voorgaande de uiterste overlappen 54 in Fig Vc en 55 in Fig Vd weergegeven voor respectievelijk een maximale zuidenwind (aangeduid met pijl Z) en een maximale westenwind 10 (aangeduid met pijl W)In this manner, in accordance with the foregoing, the extreme overlaps 54 in Fig. Vc and 55 in Fig. Vd are shown for a maximum south wind (indicated by arrow Z) and a maximum west wind 10 (indicated by arrow W), respectively.
Vanzelfsprekend zijn de tussenliggende combinatiewinden, zoals NW in Fig Ve, ZW in Fig Vf, etc. duidelijk herkenbaar aan de kwadrantligging van de grootste en kleinste oppervlakken, waarbij de grootte van de 15 oppervlakken overeenkomt met de grootte van de windkracht.Obviously, the intermediate combination winds, such as NW in Fig Ve, ZW in Fig Vf, etc., are clearly recognizable by the quadrant location of the largest and smallest surfaces, the size of the 15 surfaces corresponding to the size of the wind force.
Indien de kwadranten A,B,C en D ook nog draaibaar zijn om het middelpunt 56, dan is een derde grootheid zoals compasrichting nog te meten, welke bepaald kan 20 wordn door de ligging van de middellijnen 57 en 58 ten opzichte van de vaarlijn 59 van een denkbeeldig schip. Hiervoor zou dan het bolvormig aanstroomlichaam 22 uit Fig.II voorzien moeten zijn van magnetisch materiaal met een Noord- en Zuidpool.If the quadrants A, B, C and D are also rotatable about the center point 56, then a third quantity such as compass direction can still be measured, which can be determined by the location of the center lines 57 and 58 relative to the sailing line 59 of an imaginary ship. For this, the spherical lead-on body 22 of Fig. II would then have to be provided with magnetic material with a North and South pole.
25 Bij electroden-uitvoeringen met een andere veelvoudverdeling dan de voornoemde kwadranten, bijvoorbeeld een eenzesde verdeling, is een grootheid naukweuriger te detekteren.In electrode versions with a multiple distribution other than the aforementioned quadrants, for example a one-sixth distribution, a quantity can be detected more accurately.
Fig.VI toont een joy-stick als ander uitvoeringsvoorbeeld 30 van de onderhavige uitvinding, waarbij ook overlappende electrodeoppervlakken veranderen, zodanig dat het overlappende oppervlak van het ene gedeelte van het 10 1 2 57 6 8 totale oppervlak toeneemt en van het tegenoverliggende gedeelte van het oppervlak afneemt.Fig. VI shows a joystick as another embodiment 30 of the present invention, also overlapping electrode surfaces change such that the overlapping surface of one portion of the total area increases and of the opposite portion of the surface decreases.
Fig.VI toont een joy-stickbediening, waarbij een tweetal hydraulische servoventielen 60 en 61 om als voorbeeld een 5 tweetal hydraulische dubbelwerkende cilinders 62 en 63 dubbelzijdig proportionaal aan te sturen.Fig. VI shows a joystick operation, in which two hydraulic servo valves 60 and 61 to control an example two hydraulic double-acting cylinders 62 and 63 proportional on both sides.
De proportionele aansturingen 64 tot en met 67 van de ventielen 60 en 61 kan geschieden met de in Fig IV symbolisch aangegeven methode, waarbij overlappende 10 oppervlakken veranderen, zodanig dat het overlappende oppervlak van het ene gedeelte van het totale oppervlak toeneemt en van het tegenoverliggende gedeelte van het oppervlak afneemt, waarbij bijvoorbeeld een dubbelwerkende cilinder, zoals 62 of 63 met verschillende 15 zuigeroppervlakken toch beide bewegingskanten op dezelfde snelheid krijgt.The proportional controls 64 to 67 of the valves 60 and 61 can be effected by the method symbolically shown in Fig IV, in which overlapping surfaces change, such that the overlapping surface of one part of the total surface increases and of the opposite part decreases from the surface, whereby for instance a double-acting cylinder, such as 62 or 63 with different piston surfaces, nevertheless gets both sides of movement at the same speed.
Bij de toepassing van bijvoorbeeld twee hydraulische dubbelwerkende cilinders 62 en 63 is het mogelijk de ene cilinder proportioneel sneller uit te laten gaan, terwijl 20 de andere cilinder evenredig langzamer uitgaat, afhankelijk van de stand van de joy-stick 68.When using, for example, two hydraulic double-acting cylinders 62 and 63, it is possible to cause one cylinder to go out proportionally faster, while the other cylinder goes out proportionally slower, depending on the position of the joystick 68.
De grootte van de cilindersnelheidsveranderingen resulteren uit de toe of afnamegrootte overlappende oppervlakken 69 en 70.The magnitude of the cylinder speed changes result from the increase or decrease size overlapping surfaces 69 and 70.
25 In fig VI is eveneens schematisch weergegeven, hoe de capaciteitswaarden 71 en 72 middels de interface 73 vertaald en gekoppeld worden aan de proportionele stuurschuiven 60 en 61, waarbij genormaliseerde hydraulieksymbolen gebruikt zijn.Fig. VI also schematically shows how the capacity values 71 and 72 are translated by means of the interface 73 and coupled to the proportional control valves 60 and 61, using standardized hydraulic symbols.
30 Bij een niet nader aangegeven hydraulische hijskraan met meerdere hydraulische cilinders is deze joy-stickbediening nauwkeuriger en storingslozer bedienbaar dan de tot op heden in de techniek toegepaste mechanische joy-stick.30 With an hydraulic crane with multiple hydraulic cylinders, which is not specified in more detail, this joystick control can be operated more accurately and without disruptions than the mechanical joystick that has been used in the art until now.
10 1 2 57 6 910 1 2 57 6 9
Bij de stuurknuppelbediening van een vliegtuig, worden hydraulische signalen naar stuurschuiven uitgestuurd, waardoor hydraulische beweegbare componenten, zoals stuurkleppen, bediend.In an aircraft's tiller handle control, hydraulic signals are sent to control valves, thereby operating hydraulic movable components, such as control valves.
5 Op basis van onderhavige uitvinding, is "fly by wire" mogelijk, omdat de stuurknuppel uitgevóerd kan zijn volgens het systeem van Fig.vi.Based on the present invention, "fly by wire" is possible, because the control stick may be constructed according to the system of Fig. Vi.
Bij de 2 knops-computermuis kunnen op basis van onderhavige uitvinding eenvoudig en goedkoop 10 de linker en rechtermuisknop uitgevoerd worden volgens Fig VI.With the 2-button computer mouse, on the basis of the present invention, the left and right mouse button can be executed simply and cheaply according to Fig.
In Fig.VII zijn aanzichten van een computerjoy-stick 75, waarbij in principe gebruik gemaakt wordt van een tweetal verstelbare potentiometers 76 en 77.In Fig. VII are views of a computer joystick 75, in principle using two adjustable potentiometers 76 and 77.
15 Potentiometers hebben als nadeel, dat ze verstoffen, slijtagegevoelig zijn en hun nauwkeurigheid niet behouden, omdat ze niet kontaktloos zijn, wat wel het geval is bij onderhavige uitvinding.Potentiometers have the disadvantage that they are dusty, sensitive to wear and do not retain their accuracy because they are not contact-free, which is the case with the present invention.
De joy-stickknop 75 zit vast op de joy-stickstang 78, die 20 het kogelgewricht 79 met daaraan de pen 80, die zowel in de gebogen x-richtingssleufhouder 81, als in de y-richtingssleufhouder 82 vrij kan bewegen volgens aangegeven pijlen 83 en 84.The joystick button 75 is fixed to the joystick rod 78, which holds the ball joint 79 with the pin 80 attached thereto, which can move freely in the curved x-direction slot holder 81 as well as in the y-direction slot holder 82 according to indicated arrows 83 and 84.
De sleufhouders 81 en 82 zijn elk gelagerd met de 25 glijlagers 85 tot en met 86.The slot holders 81 and 82 are each supported with the 25 slide bearings 85 to 86.
Aan de draaibare sleufhouders 81 en 82 zijn de potentiometers 76 en 77 bevestigd.Potentiometers 76 and 77 are attached to the rotatable slot holders 81 and 82.
Bij een willekeurige (x-y)-stand van de joy-stick 75 zijn de potentiometers 76 en 77 verdraaid, waardoor een 30 tweetal meetbare weerstanden ontstaan, die een overeenkomen met het bedoelde effect van de de joy-stick: bijvoorbeeld de verlangde rijrichting en de verlangde snelheid van een computergestuurde speelgoedauto, middels stuurinrichtingsbediening en gashandelbediening.At any (xy) position of the joystick 75, the potentiometers 76 and 77 are rotated, resulting in two measurable resistances that correspond to the intended effect of the joystick: for example, the desired direction of travel and the required speed of a computer-controlled toy car, using steering wheel control and throttle control.
10 1 2 57 6 1010 1 2 57 6 10
Middels de onderhavige uitvinding kan door veranderlijke segmentoppervlakken ook het gewenste resultaat bereikt worden, zonder de nadelige effecten van een potentiometer te hebben.By means of the present invention, the desired result can also be achieved by changing segment surfaces, without having the adverse effects of a potentiometer.
5 Kortom: tal van toepassingen zijn denkbaar met onderhavige kontaktloze uitvinding met als kenmerkende eigenschap, dat geen gebruik gemaakt wordt van slijtgevoelige "bewegende" delen, althans draaiende of schuivende delen.In short: numerous applications are conceivable with the present contactless invention, characterized in that no wear-sensitive "moving" parts, at least rotating or sliding parts, are used.
10 Middels computerbewerking is ieder capaciteitssignaal om te zetten naar een betrouwbaar gegeven, dat breed toepasbaar in de techniek in zijn algemeenheid en in het bijzonder daar waar sprake is van twee totaal verschillende grootheden, zoals windkracht en 15 windrichting.By means of computer processing, each capacity signal can be converted into a reliable data that is widely applicable in the art in general and in particular where there are two completely different quantities, such as wind force and wind direction.
10 1 2 5 7 610 1 2 5 7 6
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012577A NL1012577C1 (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Device and arrangement involve two or more electrodes, with capacity differences between them, which are dimension of two magnitudes which are unconnected and are to great extent independent, such as wind direection and wind force |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1012577A NL1012577C1 (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Device and arrangement involve two or more electrodes, with capacity differences between them, which are dimension of two magnitudes which are unconnected and are to great extent independent, such as wind direection and wind force |
| NL1012577 | 1999-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1012577C1 true NL1012577C1 (en) | 2001-01-16 |
Family
ID=19769553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1012577A NL1012577C1 (en) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Device and arrangement involve two or more electrodes, with capacity differences between them, which are dimension of two magnitudes which are unconnected and are to great extent independent, such as wind direection and wind force |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1012577C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1464940A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | Wacoh Corporation | Simple force and moment detection with box like structures |
| EP1720043A1 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-08 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus and method for measuring wind and rain |
| CN103063867A (en) * | 2012-12-20 | 2013-04-24 | 东南大学 | Capacitance type wind speed and wind direction transducer |
| CN108152531A (en) * | 2017-11-21 | 2018-06-12 | 东南大学 | A kind of condenser type tri-dimensional wind speed wind direction sensor |
| CN109164270A (en) * | 2018-06-21 | 2019-01-08 | 东南大学 | A kind of super-wide range anemobiagraph and manufacturing method |
-
1999
- 1999-07-13 NL NL1012577A patent/NL1012577C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1464940A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | Wacoh Corporation | Simple force and moment detection with box like structures |
| EP1720043A1 (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-08 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus and method for measuring wind and rain |
| US7268691B2 (en) | 2005-05-02 | 2007-09-11 | Delphi Technologies, Inc. | Weather/environment communications node |
| CN103063867A (en) * | 2012-12-20 | 2013-04-24 | 东南大学 | Capacitance type wind speed and wind direction transducer |
| CN108152531A (en) * | 2017-11-21 | 2018-06-12 | 东南大学 | A kind of condenser type tri-dimensional wind speed wind direction sensor |
| CN109164270A (en) * | 2018-06-21 | 2019-01-08 | 东南大学 | A kind of super-wide range anemobiagraph and manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4959615A (en) | Electrode structure for capacitance-type measurement transducers | |
| US4221997A (en) | Articulated robot arm and method of moving same | |
| US4808064A (en) | Micropositioning apparatus for a robotic arm | |
| CN110497385B (en) | Device and method for precisely measuring pose of moving platform of six-degree-of-freedom parallel mechanism | |
| US3260106A (en) | Web tension meter | |
| US8847611B2 (en) | Capacitive differential quadrature rotary position sensor | |
| NL1012577C1 (en) | Device and arrangement involve two or more electrodes, with capacity differences between them, which are dimension of two magnitudes which are unconnected and are to great extent independent, such as wind direection and wind force | |
| US20040011149A1 (en) | Integrated angular and radial position sensor | |
| JP2006504085A (en) | Probe head for coordinate measuring machine | |
| GB2241337A (en) | Potentiometric circuit arrangement for sensing wiper position. | |
| USRE34741E (en) | Electrode structure for capacitance-type measurement transducers | |
| CN116222372A (en) | Quick reflector angle calibration method and system | |
| Garrett | Survey of displacement transducers below 50 mm | |
| CN101769712A (en) | X-Y-Theta displacement direct decoupling measuring device and method based on plane capacitor | |
| Chi et al. | A new multifunctional tactile sensor for three-dimensional force measurement | |
| US20060010701A1 (en) | Orientable probe | |
| US6940277B2 (en) | Giant magnetoresistance based nanopositioner encoder | |
| GB2104670A (en) | Force measuring devices | |
| JP4250278B2 (en) | Torque calibration device | |
| CN109655112A (en) | Adjustable measuring device that is a kind of while measuring piezoelectric actuator load and output displacement | |
| Carson | Development of an inexpensive analytical plotter | |
| Havlík et al. | Linear motion mechanisms for fine position adjustment of heavy weight platforms | |
| CN209326555U (en) | A kind of two-dimension displacement sensor | |
| JP3425672B2 (en) | Joystick | |
| JP2023015547A (en) | Magnetic sensor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20040201 |