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DE1285019B - Resonator - Google Patents

Resonator

Info

Publication number
DE1285019B
DE1285019B DEA39551A DEA0039551A DE1285019B DE 1285019 B DE1285019 B DE 1285019B DE A39551 A DEA39551 A DE A39551A DE A0039551 A DEA0039551 A DE A0039551A DE 1285019 B DE1285019 B DE 1285019B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arms
resonator
coils
drive
resonator according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA39551A
Other languages
English (en)
Inventor
Allison William W
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ARMEC CORP
Original Assignee
ARMEC CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ARMEC CORP filed Critical ARMEC CORP
Publication of DE1285019B publication Critical patent/DE1285019B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/24Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/48Coupling means therefor
    • H03H9/50Mechanical coupling means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

1 2
Die Erfindung betrifft einen Resonator mit einem Umgebung ziemlich unempfindlich ist und sich mit Stützrahmen und einem Resonatorkörper mit wenig- großer Genauigkeit und in der erforderlichen kleinen stens vier in etwa in einer Ebene liegenden Armen, Größe leicht herstellen läßt. Mit einem solchen Redie sich von einem gemeinsamen Mittelpunkt weg sonator sollen also die den üblichen mechanischen erstrecken, der am Stützrahmen befestigt ist, und mit 5 Resonatoren eigentümlichen Nachteile überwunden einer Antriebsvorrichtung, die den Resonatorkörper werden, so daß er in einem weiten Bereich von Bein Schwingung versetzt. triebszuständen genau arbeiten kann. Der Resonator
In der heutigen Meßtechnik werden hohe Anfor- soll insbesondere gegenüber Stoßen, Schwingungen,
derungen an die Genauigkeit von Resonatoren oder Beschleunigungen und Temperaturänderungen ziem-
Frequenzgeneratoren gestellt. Diese Generatoren wer- io lieh unempfindlich sein oder gemacht werden können,
den häufig als Bezugsnormalien benutzt und ihre Aus- Außerdem soll er nicht nur klein, sondern auch
gangswerte werden geteilt oder vervielfacht, um für robust und billig sein sowie genau arbeiten. Er findet
eine Vielzahl von Anwendungsfällen sehr genaue Fre- als Frequenzquelle, Bezugsfrequenzquelle, Filter und
quenzen zu erzeugen, wobei sich diese Anwendungs- dort einen Anwendungsbereich in der Meßtechnik,
fälle nicht nur auf Laborinstrumente, sondern auch 15 wo die Zeitgebung kritisch ist.
auf Anlagen zur Nachrichtenübermittlung in Flug- Die Erfindung geht aus von dem bereits eingangs
zeugen oder Raumfahrzeugen erstrecken. erwähnten bekannten Resonator mit einem Stütz-
Es ist wichtig, daß diese Geräte sehr genau arbei- rahmen und einem Resonatorkörper mit wenigstens
ten, da jeder Fehler oder jede Abweichung sich stark vier in etwa einer Ebene liegenden Armen, die sich
vervielfachen kann. Ein wesentlicher Faktor hinsieht- ao von einem gemeinsamen Mittelpunkt weg erstrecken,
lieh der Zuverlässigkeit und Schaffung einer derarti- der am Stützrahmen befestigt ist, und der eine An-
gen Präzision besteht in der Ausschaltung der Emp- triebsvorrichtung aufweist, die den Resonatorkörper
findlichkeit gegen äußere Einwirkungen, wie z. B. in Schwingung versetzt.
Stöße, Schwingungen und Temperaturänderungen. Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe Die Geräte müssen unter verschiedenen Betriebs- 35 dadurch gelöst, daß die Antriebsvorrichtung mit minbedingungen mit großer Genauigkeit arbeiten. Genau destens einem der abstehenden Arme gekuppelt ist geregelte Frequenzen werden mit Geräten erzielt, die und diese(n) im Betrieb mit der dem Resonatorauf der elektronischen oder mechanischen Eigen- körper eigentümlichen Resonanzfrequenz aus der resonanz basieren. Als Beweis für eine elektronische Ebene herausbiegt und daß jeweils benachbarte Arme Resonanz können z. B. abgestimmte Resonanzkreise 30 des Resonatorkörpers sich in entgegengesetzter Richdienen, die unter gewissen Erregungszuständen bei tung aus der Ebene heraus verbiegen, in der sich alle genau festgelegten Frequenzen zur Oszillation ge- Arme befinden, wenn der Resonatorkörper seine bracht werden. Die mechanische Resonanz, die elek- Ruhelage einnimmt.
trisch, elektromagnetisch oder mechanisch herbei- Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der
geführt sein kann, basiert auf mechanischen Bewe- 35 Resonator die Form eines Kreuzes, dessen Arme etwa
gungen, z. B. auf der Schwingung eines Pendels, der die gleiche Gestalt und Größe besitzen und das an
Oszillation eines ins Gleichgewicht kommenden Rades dem gemeinsamen Knotenpunkt abgestützt ist. Die
oder auf den Schwingungen von Körpern mit einem Arme werden z. B. mit einem elektromagnetischen
speziellen geometrischen Aufbau, z. B. von Kristallen Antriebssystem in eine koordinierte und gleichzeitige
und Stimmgabeln. Von diesen mechanischen Geräten 40 mechanische Vibration aus ihrer normalen Ebene
können elektrische Wechselstromsignale abgegeben heraus verbogen, wobei sich benachbarte Arme in
werden, oder an diese kann unmittelbar ein mecha- entgegengesetzter Richtung bewegen, also gegenüber-
nischer Antrieb angekuppelt sein. liegende oder diagonal entgegengerichtete Arme in
Herkömmliche, zur Erzeugung dieser Frequenzen derselben Richtung zuerst von der normalen Ebene verwendete Stimmgabeln sind jedoch in nachteiliger 45 weg und dann auf diese zu schwingen. Die Trägheits-Weise lageempfindlich, und Lageänderungen relativ reaktion bei der Schwingung der Arme am Körper zur Schwerkraft verursachen bei solchen Geräten des Resonators summiert sich zu Null, wobei sich Variationen in der Resonanzfrequenz. ein Knoten oder ein Punkt ohne Bewegung normaler-
Es ist ferner ein mechanisches, durch elektrische weise etwa im geometrischen Mittelpunkt des Kör-
Einrichtungen in Schwingungen zu versetzendes 50 pers befindet. Die gegenüberliegenden Arme erfahren
Schwingsystem bekannt, in dem die kurzen Verbin- eine Reaktionskraft am Knoten, die sich addiert, und
dungsschenkel zweier Stimmgabeln Rücken an Rücken ein Reaktionsmoment, das sich auslöscht. Das Dreh-
miteinander verbunden sind, so daß die benachbarten moment der anderen Armpaare löscht sich in gleicher
Zinken sich gegeneinander und voneinander weg Weise aus; sie besitzen aber eine Kraftkomponente,
bewegen können. In diesem Zusammenhang ist auch 55 die dem ersten Paar gleich und entgegengerichtet ist,
ein kreuzförmiger Resonatorkörper bekannt, bei dem so daß eine vollständige Löschung am Knotenpunkt
die Arme in der durch die kreuzförmige Fläche vor- vorhanden ist.
gegebenen Ebene schwingen. Dadurch läßt sich zwar Der Resonator ist an seinem Knotenpunkt gehalhinsichtlich der Lageempfindlichkeit eine gewisse tert, folglich beeinflußt seine Montage nicht die ReVerbesserung erzielen, derartige Stimmgabeln sind 60 sonanzwirkung. Wenn erwünscht, kann der Resonator jedoch in Abhängigkeit von der Befestigung oder an einer Kopplungsfeder abgestützt sein, die den Lagerung auf Außenschwingungen empfindlich, deren Resonator mit der Basis verbindet. Die Kopplungs-Frequenz der Resonanzfrequenz entspricht. Im übri- feder kann ebenfalls eine Kreuzform besitzen und ungen ist die Lagerung bzw. Befestigung der Stimm- mittelbar unterhalb des Resonators angeordnet und gabeln als auch deren Herstellung verhältnismäßig 65 um einen Winkel von 45° verdreht sein, so daß die schwierig und teuer. Resonatorarme über die Grundfläche hinausstehen. Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung Die Arme der Kopplungsfeder sind auf Stützen geeines Resonators, der gegenüber den Einflüssen der haltert, die mit der Basis verbunden sind; die Axial-
bewegungen des Knotenpunktes des Resonators und der Feder werden durch die Reibung eines viskosen Materials oder dämpfender Massen gedämpft.
Um die gewünschte Grundschwingung der Resonatorplatte zu erregen, braucht nur ein Arm mit der Eigenfrequenz des Resonators angetrieben zu werden; eine mechanische Kupplung des Resonatorkörpers regt alle anderen Arme zur Schwingung in der Grundform an. Bei einer bevorzugten Antriebsanordnung sind gesonderte elektromagnetische Antriebs- und Abtast- oder Aufnahmespulen benutzt, in der ein magnetischer Fluß von einem Punkt in der Nähe der Armspitze zu einer an der Grundplatte gehalterten Spule hindurchgeht. Wenn die Frequenz des in der Spule fließenden Stromes mit der Eigenfrequenz des Resonators zusammenfällt, schwingt der letztere in seiner Grundschwingung.
Beim Betrieb führt die Bewegung eines einer Aufnahmespule zugeordneten Arms dadurch zu einer Änderung des Magnetflusses, daß der magnetische Widerstand der magnetischen Bahn verändert wird. Durch Flußänderungen wird eine elektrische Spannung erzeugt, die nach ihrer Verstärkung eine Stromquelle für die Antriebsspule darstellt. Wenn das System so ausgebildet ist, daß in der Antriebsspule ein Strom infolge der von der Aufnahmespule gelieferten Spannung fließt und eine Vibration des Resonators in der Weise herbeiführt, daß die Wechselspannung der Aufnahmespule zunimmt, wird der Resonator bleibend in seiner Eigenresonanzfrequenz angetrieben. Die Löschung der induzierten Spannungen, die sich aus der Translationsbewegung des gesamten Resonators, also aus der Bewegung des Knotenpunktes ergeben, wird dadurch beeinflußt, daß zwei Aufnahmespulen unter zwei benachbarten Armen und zwei Antriebsspulen unter zwei anderen benachbarten Armen angebracht werden, die durch Permanentmagnete verbunden und polarisiert werden; diese werden je von der Grundplatte oder den Armen gehaltert, so daß sich addierende Spannungen, wenn sich benachbarte Finger in entgegengesetzten Richtungen bewegen, und einander abziehende elektrische Spannungen entstehen, wenn sich die Finger in derselben Richtung bewegen. Hierdurch wird die Einheit äußerst unempfindlich gegen äußere Bewegungen oder äußere Stöße in allen Ebenen und unterscheidet sich grundlegend von den am Rand gehalterten Kristallresonatoren und von den Stimmgabeln, bei denen zwei Zinken sich in der Montageebene aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen.
Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes seien die Figuren näher erläutert.
F i g. 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht von unten einer in einem Gehäuse enthaltenen, elektromagnetisch angetriebenen Resonatoreinheit;
Fig. 3 und 4 sind Querschnitte durch den Resonator längs der Linien 3-3 bzw. 4-4 in vergrößertem Maßstab, wenn man in Richtung der Pfeile blickt;
F i g. 5 und 6 sind vergrößerte Vertikalschnitte längs der Linie 5-5 bzw. 6-6 der F i g. 3 und 4, wenn man in Richtung der Pfeile blickt;
Fig. 7 ist ein vergrößerter Querschnitt in der Linie 7-7 der Fig. 5;
F i g. 8 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Resonatoreinheit, deren Gehäuse abgenommen ist;
Fig. 9 ist ein Schaltbild und zeigt den Weg des Stromes, der den Resonator antreibt.
In den Figuren ist eine Resonatoreinheit 10 mit einer Grundplatte 11 vorzugsweise aus ferromagnetischem Material und einem Deckel oder Gehäuse 12 zu sehen. Innerhalb des Gehäuses werden auf der Grundplatte 11 eine Resonanzplatte 13 und ein Satz aus vier elektromagnetischen Spulen 14 α bis 14 d getragen. Der Resonanzkörper 13 besteht aus einem
ίο elastischen Material, z. B. Metall, und hat vorzugsweise eine Kreuzform mit vier Armen 13 α bis 13 d, die je die betreffende Spule 14 α bis 14 d überragen. Der Resonanzkörper 13 ist in seinem geometrischen Mittelpunkt von einem Montagezapfen 15 abgestützt (F i g. 5). Der Befestigungspunkt stellt einen gemeinsamen Knotenpunkt dar, wie später erläutert ist.
Wenn auch in gewissen Fällen, bei denen eine stoßsichere Halterung nicht kritisch ist, der Zapfen 15 direkt an der Grundplatte angekuppelt sein kann,
ao wird er doch bei der dargestellten Anordnung von einer direkten Kupplung, nämlich Kupplungsfeder 16 abgestützt, die ebenfalls eine geometrische Kreuzform besitzen kann. Die Kupplungsfeder 16 ist in einem Winkel von 45° zum Resonanzkörper 13 versetzt, so daß ihre betreffenden Arme 16 α bis 16 d im allgemeinen in der Mitte zwischen benachbarten Paaren der elektromagnetischen Spulen 14 a bis 14 d liegen. Die freien Enden der betreffenden Arme 16 a bis 16 d sind in aufrecht stehende, von der Grundplatte getragene Zapfen 17 α bis 17 d eingelassen und z. B. mit Sperrmuttern 18 befestigt. Wenn auch die Arme starr an den Haltezapfen befestigt sind, zieht man es doch vor, einen geringen Spielraum zwischen den öffnungen in den betreffenden Armen und den Haltezapfen vorzusehen, damit eine begrenzte Bewegung in der die Kupplungsfeder 16 enthaltenden Ebene möglich ist. Die betreffenden Federarme sind mit Einbuchtungen 19 α bis 19 d versehen, um die Federwirkung zu verbessern.
Eine abwärts führende Verlängerung 15' des Haltezapfens 15 steht mit einer Dämpfungseinheit 20 in leichtem Reibungseingriff, die die Axialbewegung des Zapfens 15 und somit die Translationsbewegung des Resonanzkörpers 13 bei der kritischen Frequenz der Kupplungsfeder dämpft. Die Dämpfungseinheit kann z. B. als plastische oder Kunststoffhülse 20 α vorliegen, deren Schlitz eine Federklammer 20 b gemäß F i g. 7 aufnimmt.
Durch den Mittelpunkt der Spulen 14 α bis 14 d geht je ein ferromagnetischer Körper 21a bis 21 d hindurch, der magnetisch mit der Grundplatte 11 gekoppelt ist. An der Unterseite der betreffenden Arme 13 α bis 13 d des plattenförmigen Resonatorkörpers 13 sind kleine Permanentmagnete 22 α bis 22 d befestigt. Die Körper 21 α bis 21 d können ebenfalls Permanentmagnete sein, wenn die Magnete 22 α bis 22 d in gewissen Fällen ausgeschaltet oder durch ferromagnetische Massen ersetzt werden sollen.
Unabhängig davon, ob die Permanentmagnete von
6c der Grundplatte oder dem Resonator abgestützt sind, sind vorzugsweise drei von ihnen in gleicher Weise polarisiert, während ein vierter entgegengesetzt polarisiert ist. Die in F i g. 8 gezeigten Magnete 22 a, 22 b und 22 d sind z. B. so polarisiert, daß ihr unteres Ende, also das Ende, das dem aufrecht stehenden magnetischen Körper 21a, 21 b und 21 d am nächsten ist, einen Südpol darstellt, während der Magnet 22 c an seinem unteren Ende einen Nordpol aufweist. In diesem Fall

Claims (12)

  1. 5 6
    sind die Spulen 14 α bis 14 d so verbunden, daß die Schwingung bei der Resonanzfrequenz aufrechterhal-Spulen 14 α und 14 d als in Reihe geschaltete Auf- ten wird. Die kombinierte Wirkung der Spulen ist nahmespulen und die Spulen 14 b und 14 c als in Reihe derart gewählt, daß eine beliebige elektrische Spangeschaltete Antriebsspulen arbeiten. Zu diesem Zweck nung, die durch die Translationsbewegung der Ansind die Spulen 14 α und 14 d miteinander durch einen 5 Ordnung einschließlich des Resonators 13 und der Leiter 23 verbunden und stehen über Leiter 24 bzw. Kupplungsfedern 16 erzeugt werden kann, ausgelöscht 25 mit Aufnahmeklemmen 26 und 27 in Verbindung. wird.
    Die Spulen 14 α und 14 d sind in Uhrzeigerrichtung Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel kann von oben nach unten gewickelt, wie in F i g. 8 zu in verschiedener Form für andere Anordnungen absehen ist, während das obere Ende der Spulen an den io geändert werden. Zum Beispiel kann der Resonator Leiter 23 angeschlossen ist. dadurch zur Resonanz erregt werden, daß nur ein Die gegen den Uhrzeigersinn von oben nach unten Arm angetrieben wird, während derselbe oder ein gewickelten Antriebsspulen 14 b und 14 c sind von anderer Arm als Aufnahmesystem verwendet werden unten nach oben durch einen Leiter 28 verbunden. kann. Auch kann eine gekuppelte Antriebs- und Auf-Das obere Ende der Spule 14 b und das untere Ende 15 nahmevorrichtung mit einem veränderlichen Fluß an der Spule 14 c sind mit Leitern 29 bzw. 30 an Klem- Stelle einer Anordnung mit einem veränderlichen mamen 31 und 32 angeschlossen, die Antriebsklemmen gnetischen Widerstand für die vorliegenden Zwecke darstellen. benutzt werden. Man kann also einfach die Kernin Fig. 9 ist eine Verstärkerschaltung zu sehen, abschnitte21 zugunsten hohler Kerne weglassen. In mit der die Ausgangssignale der beiden Aufnahme- ao diesem Fall läßt man die Permanentmagnete 22 vorspulen 14 α und 14 d verstärkt werden und die An- zugsweise in die offenen Kerne teilweise eintreten, triebsspulen 14 δ und 14 c erregt werden, so daß wenn sich die Arme der Resonatorplatte 13 nach rechteckförmige und sinusförmige Wellenzüge ent- unten biegen. Der Weg des Flusses kann in den gestehen, kuppelten Systemen mit einem veränderlichen ma-Die Verstärkerschaltung enthält zwei Flächentran- 25 gnetischen Widerstand bzw. mit einem veränderlichen sistoren 33 und 34. Die Basis 33 α des Transistors 33 Magnetfluß dadurch verbessert werden, daß man ist an der Aufnahmeklemme 26 angeschlossen, wäh- überstehende Bügel aus ferromagnetischem Material rend die andere Aufnahmeklemme zwischen zwei an den freien Enden der Arme vorsieht, wie durch Widerständen 35 und 36 eingeschaltet ist, von denen unterbrochene Linien 48 am Arm 13 d in F i g. 4 ander erste mit einer positiven Spannungsquelle 37 und 3° gedeutet ist.
    der letztere mit Erde 38 in Verbindung steht. Der Es können auch andere Antriebs- und Aufnahme-Emitter 33 b des Transistors 33 liegt unmittelbar an geräte als elektromagnetische Anordnungen benutzt einer die sinusförmige Welle liefernden Klemme 41, werden. Zum Beispiel können piezoelektrische Kriüber einen Widerstand 39 an Erde und über einen stallelemente körperlich an einem oder mehreren weiteren Widerstand 40 an der Basis 34 α des Tran- 35 Armen des Resonators angekoppelt werden, so daß sistors 34. Der Kollektor 33 c ist an der Stromquelle die Bewegung, die sich aus der Biegung des Antriebs-37 angeschlossen. Der Emitter 34 b des Transistors kristalle ergibt, die durch die Rückkopplungsspannun-34 liegt über ein i?-C-Netzwerk 42 an Erde, während gen des Verstärkers herbeigeführt wird, den Resonader Kollektor 34 c zur Antriebsklemme 32 des Reso- tor antreibt, der seinerseits den Aufnahmekristall zur nators geführt ist. Die andere Antriebsklemme 31 40 Erzeugung der die Frequenz steuernden elektrischen steht über einen Widerstand 43 mit der positiven Spannung antreibt, die dem Eingang des Verstärkers Quelle 37 und mit einer Ausgangsklemme 44 in Ver- zugeführt wird. Die körperliche Kopplung zwischen bindung, an der eine Rechteckwelle erscheint. den Kristallen und den Armen des Resonators soll Das Gehäuse kann mit einem reaktionsunfähigen normalerweise ganz dicht am Knotenmittelpunkt und Gas über einen Nippel 45 gefüllt oder evakuiert wer- 45 nicht an den Enden der Arme wegen der ziemlich den; die gesamte Einheit wird mit einem Schrauben- geringen Bewegung bzw. Amplitude stattfinden, die zapfen 46 an einer Unterlage festgehalten. den erregten piezoelektrischen Kristallen eigentüm-
    Im Betrieb ergibt sich eine mechanische Schwin- lieh ist.
    gung des kreuzförmigen Resonanzkörpers 13, bei der Der Erfindungsgegenstand sei nicht auf diese spe-
    sich die freien Enden der diagonal gegenüberliegen- 50 zielle Verstärkerschaltung beschränkt. In gewissen
    den Arme in derselben Richtung bewegen, während Fällen kann ein Einstufenverstärker benutzt werden,
    benachbarte Arme in entgegengesetzter Richtung um eine Schaltung zu liefern, die spezielle gewünschte
    schwingen. Somit bewegen sich die Arme 13 α und Funktionen übernimmt. 13 d nach oben, während sich die Arme 13 b und 13 c
    nach unten bewegen bzw. umgekehrt. Bei dieser 55 Patentansprüche: Schwingungsart, bei der sich im geometrischen Mittelpunkt oder an der Kupplung mit dem Zapfen 15 ein 1. Resonator mit einem Stützrahmen und gemeinsamer Knotenpunkt befindet, ist das System einem Resonatorkörper mit wenigstens vier in dynamisch im Gleichgewicht, da es in einem symme- etwa in einer Ebene liegenden Armen, die sich trischen Bild, das durch die Länge der Arme und 60 von einem gemeinsamen Mittelpunkt weg erstrekdurch die Dicke des Materials festgelegt ist, in Reso- ken, der am Stützrahmen befestigt ist, und mit nanz schwingt. Die Resonanzbedingung wird durch einer Antriebsvorrichtung, die den Resonatordie Wechselwirkung der Aufnahmespulen 14α und körper in Schwingung versetzt, dadurch g e 14dbeibehalten, bei der die elektrischen Spannungen kennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung von den in Resonanz schwingenden Armen 13 α und 65 (14, 21, 22) mit mindestens einem der abstehen-13 d und von den Antriebsspulen 14 b und 14 c indu- den Arme (13 α bis 13 d) gekuppelt ist und ziert werden, die elektromagnetisch die entsprechen- diese(n) im Betrieb mit der dem Resonatorkörper den Arme 13 b und 13 c vorspannen, so daß die eigentümlichen Resonanzfrequenz aus der Ebene
    herausbiegt und daß jeweils benachbarte Arme (13 a, 13 b) des Resonatorkörpers (13) sich in entgegengesetzter Richtung aus der Ebene heraus verbiegen, in der sich alle Arme befinden, wenn der Resonatorkörper seine Ruhelage einnimmt.
  2. 2. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Halterung des Resonatorkörpers (13) Federn (16 α bis 16 d) enthält, die in Richtung der Biegebewegung der Arme (13 α bis 13 d) nachgiebig oder elastisch sind.
  3. 3. Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (16 α bis 16 d) eine mit mehreren Armen versehene Federplatte bilden, die neben den Enden der Arme (13 α bis 13 d) mit dem Stützrahmen (11) lose in Verbindung steht.
  4. 4. Resonator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungsemrichtung (20) die Schwingung der Federn (16 α bis 16 d) dämpft.
  5. 5. Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (20) ein am gemeinsamen Mittelpunkt des Resonatorkörpers (13) befestigtes Teil (15) sowie Reibungsmittel (20 a, 20 b) enthält, die vom Stützrahmen (11) getragen werden und mit dem Teil (15) in Berührung stehen.
  6. 6. Resonator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (13 α bis 13 d) einen gemeinsamen Schwingungsknotenpunkt bei der Grundschwingung in Resonanz aufweisen, der innerhalb des gemeinsamen Mittelpunktes liegt, und daß der Resonatorkörper (13) sich an diesem Knotenpunkt abstützt.
  7. 7. Resonator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung piezoelektrische Kristalle aufweist, die zwischen den abstehenden Armen und der Ebene (11) zwischengeschaltet sind.
  8. 8. Resonator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkungsvorrichtung elektrisch zwischen die Kristalle eingeschaltet ist, um die Schwingung des Resonatorkörpers (13) aufrechtzuerhalten.
  9. 9. Resonator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung zusammenarbeitende Elektromagnete (14 a bis 14 d) umfaßt, die an dem Stützrahmen (11) angebracht sind.
  10. 10. Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete Spulen (14 α bis 14 d), die neben den abstehenden Armen (13 α bis 13 d) angeordnet sind sowie Permanentmagnete (22 α bis 22 d) aufweisen, die eine zusätzliche magnetische Kopplung zwischen den Spulen und den abstehenden Armen schaffen, wobei ein Verstärker (F i g. 9) mit den Spulen gekoppelt ist, der die Schwingung des Resonatorkörpers (13) aufrechterhält.
  11. 11. Resonator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen und Permanentmagnete so polarisiert sind, daß sie Spannungen abgeben, die durch die Translationsbewegung des Resonatorkörpers (13) in Richtung senkrecht zu seiner eigenen Ebene erzeugt werden.
  12. 12. Resonator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonatorkörper (13) aus einer kreuzförmigen Platte besteht.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 809647/1585
DEA39551A 1961-02-27 1962-02-24 Resonator Pending DE1285019B (de)

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US104192A US3150337A (en) 1961-02-27 1961-02-27 Electro-mechanical resonant device

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