DE20303784U1 - Vorrichtung zur aktiven Schwingungsisolation und/oder -steuerung - Google Patents

Description

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Patentanwälte

European Patent and Trademark Attorneys

Anmelder: Halcyonics GmbH
Anwaltsakte: G-HAL 17

Vorrichtung zur aktiven Schwingungsisolation und / oder -steuerung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur aktiven Schwingungskompensation, umfassend eine Basisstruktur und einen relativ zu dieser auslenkbaren Aufnahmetisch, weiter umfassend: wenigstens einen mit dem Aufnahmetisch gekoppelten Sensor zur Erfassung wenigstens einer Komponente einer Beschleunigung und / oder einer Kraft, welcher der Sensor infolge einer Schwingung ausgesetzt ist, sowie zur Erzeugung entsprechender Sensorsignale,

wenigstens einen Aktuator zur gesteuerten Kraftbeaufschlagung und / oder Auslenkung des Aufnahmetisches in Abhängigkeit von Sensorsignalen wenigstens eines Sensors, wenigstens eine Steuerschaltung zur Aufnahme und Verarbeitung von Sensorsignalen sowie zur Ansteuerung des wenigstens einen Aktuators.

Eine derartige Vorrichtung, die beispielsweise als MOD-I der Firma Halcyonics GmbH, Göttingen, Deutschland bekannt ist, dient der aktiven Schwingungsisolation bzw. -steuerung einer auf dem Aufnahmetisch angeordneten, schwingungsempfindlichen Apparatur, beispielsweise einer Messapparatur für hochauflösende, bildgebende Anwendungen, wie etwa AFM (Atomic Force Microscopy), SNOM (Scanning-Nearfield-Optical-Microscopy) u.a.. Derartige Messbandordnungen, die allgemein unter dem Begriff „Scanning Probe Microscopy" zusammengefasst werden, sind extrem empfindlich gegen Schwingungen, wobei sowohl niederfrequente Gebäudeschwingungen im Bereich von ca. 0,5 bis 30 Hz, akustische Schwingungen mit Frequenzen > 20 Hz sowie von mit der Messanordnung selbst in Beziehung stehenden motorischen Ausrüstungsgegenständen verursachte Schwingungen im

Bereich von ca. 10 - 500 Hz (z.B. Vakuumpumpen) störend sind. Aktive Schwingungskompensationssysteme können zur Schwingungsisolation, d.h. zum Schutz der schwingungsempfindlichen Apparatur gegen Schwingungen des Fundamentes, und / oder zur Schwingungssteuerung, d.h. zum Ausgleich von Schwingungen, welche von der Apparatur selbst oder mit ihr verbundenen Geräten erzeugt werden, ausgelegt sein. Unter dem Begriff „Schwingungskompensation" werden im Rahmen dieser Anmeldung beide Formen sowie Mischformen verstanden. Grundlegendes Prinzip der aktiven Schwingungskompensation ist die Erfassung der zu kompensierenden Schwingung mittels geeigneter Sensoren und die möglichst schnelle Umformung der Sensorsignale in Steuersignale zur Ansteuerung kompensatorischer Aktuatoren. Sowohl die Sensoren wie auch die Aktuatoren bedienen sich günstiger Weise des piezoelektrischen Effektes. Die Steuerschaltung zur Umformung der Sensorsignale in Steuersignale für die Aktuatoren erfolgt üblicherweise über eine analoge, elektronische Steuerschaltung mit geeigneten Filter-, Differenzier-, Integrier- u.a. Elementen.

Bei der bekannten Vorrichtung werden die analogen Sensorsignale nicht allein der Steuerschaltung zugeführt. Vielmehr ist eine analoge Schnittstelle vorgesehen, die zum einen einen Multiplexer enthält, welcher die Signale einzelner Sensoren abschnittweise zu einem einzigen Signal zusammenführt und dieses zum externen Abgriff an einer BNC-Buchse zur Verfügung stellt. Das Multiplext-Signal kann beispielsweise an einem Oszilloskop sichtbar gemacht werden, um qualitativ die Wirkung der aktiven Schwingungskompensation beobachten zu können. So kann beispielsweise der Ausfall eines Sensors oder Aktuators durch Vergleich des Oszilloskopsignals bei eingeschalteter und ausgeschalteter Schwingungskompensation festgestellt werden. Für eine weitergehende Analyse ist diese Maßnahme jedoch nicht ausreichend. Das Ausgangssignal der analogen Schnittstelle ist so aufgebaut, dass auf einen Trigger-Puls eine der Anzahl der Sensoren entsprechende Zahl von Signalintervallen von wenigen Millisekunden Länge mit jeweils unterschiedlichem Offset folgt. Dies führt auf dem Oszil-

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loskop-Bildschirm zu einem stufenartigen Signal, bei dem die „Unruhe" jeder einzelnen Stufe ein qualitatives Maß für die Größe des an dem jeweiligen Sensor aufgenommenen Schwingung darstellt. Aufgrund der offensichtlichen Ungenauigkeit dieser Methode eignet sie sich nur zur Feststellung eines Totalausfalls eines Sensors bzw. Aktuators, nicht jedoch für irgendwelche weitergehenden Beurteilungen. Es besteht häufig Interesse an einer detaillierten Bewertung der aktuellen Schwingungsumgebung der Kompensationsvorrichtung. So sind beispielsweise bestimmte Bereiche eines Laborraumes aufgrund baulicher Eigenschaften einem höheren Schwingungsniveau ausgesetzt als andere. Zur optimalen Durchführung schwingungsempfindlicher Experimente wäre es daher günstig, einen besonders schwingungsarmen Bereich zur Aufstellung der Schwingungskompensationsvorrichtung ermitteln zu können. Auch gibt es, zum Beispiel bedingt durch Straßenverkehr außerhalb des Gebäudes, zu bestimmten Zeiten laufende Maschinen, Publikumsverkehr, etc., täglich wiederkehrende Zeiträume besonders hoher und besonders niedriger Schwingungsbelastung eines Laborraumes. Auch die Ermittlung dieser Zeiträume kann für die Optimierung eines schwingungsempfindlichen Experimentes wertvoll sein. Die beim Stand der Technik zugänglichen Sensorsignale sind für diesen Zweck nicht verwertbar.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass ein Benutzer bei der Ermittlung eines optimalen Aufstellungsortes der Vorrichtung selbst und / oder optimaler Zeiten zur Durchführung eines mittels der Vorrichtung schwingungskompensierten Experimentes unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass eine digitale Datenverarbeitungseinrichtung zur digitalen Verarbeitung von Sensorsignalen vorgesehen ist sowie wenigstens eine mindestens einen A/D-Wandler umfassende Schnittstelle zur Digitalisierung von Sensorsignalen und zur Übertragung der digitalisierten Sensorsignale an die digitale Datenverarbeitungs-

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einrichtung und dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass Analysen von zu verschiedenen Zeiten erzeugten Sensorsignalen und auf Basis der Analyseergebnisse automatisch eine vergleichende, schwingungstechnische Bewertung der Schwingungsumgebungen zu den verschiedenen Zeitpunkten der Erzeugung der Sensorsignale durchführbar sind.

Durch diese besondere Ausgestaltung der Schwingungskompensationsvorrichtung wird es möglich, ein Verfahren durchzuführen, welches die folgenden Schritte umfasst:

Erzeugen wenigstens eines ersten analogen Sensorsignals zu einer ersten Zeit, Digitalisieren des wenigstens einen ersten analogen Sensorsignals mittels wenigstens eines Schnittstelle umfassten A/D-Wandlers, Übertragen des wenigstens einen ersten digitalisierten Sensorsignals an die digitale Datenverarbeitungseinrichtung, schwingungstechnische Analyse des wenigstens einen ersten digitalisierten Sensorsignals, Zwischenspeichern des wenigstens einen ersten digitalisierten Sensorsignals und / oder des korrespondierenden ersten Analyseergebnisses, Erzeugen wenigstens eines zweiten analogen Sensorsignals zu einer zweiten Zeit, Digitalisieren des wenigstens einen zweiten analogen Sensorsignals mittels wenigstens eines von einer Schnittstelle umfassten AD-Wandlers, Ü-bertragen des wenigstens einen zweiten digitalisierten Sensorsignals an die digitale Datenverarbeitungseinrichtung, schwingungstechnische Analyse des wenigstens einen zweiten digitalisierten Sensorsignals, Zwischenspeichern des wenigstens einen zweiten digitalisierten Sensorsignals und / oder des korrespondierenden zweiten Analyseergebnisses, Vergleich der zwischengespeicherten Analyseergebnisse und Ausgabe eines Wertes zur Anzeige eines nach vorprogrammierten Kriterien bestimmten, besten Analyseergebnisses. Dieses Verfahren ist beispielsweise zur Bestimmung des günstigsten Zeitpunktes zur Durchführung eines Experimentes anwendbar. Die Erfassung der Sensorsignale bei ausgeschalteter aktiver Schwingungskompensation entspricht nämlich im Wesentlichen einer Messung der

Schwingungsuingebung am Aufstellungsort der Schwingungskompensationsvorrichtung zur aktuellen Messzeit. Eine schwingungstechnische Analyse der digitalisierten Sensorsignale ermöglicht eine quantitative Beurteilung dieser Schwingungsumgebung. Selbstverständlich ist es möglich, die Schwingungsumgebung der Kompensationsvorrichtung zu mehr als zwei unterschiedlichen Zeiten zu erfassen. Grundsätzlich besteht hier keine Beschränkung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schwingungskompensationsvorrichtung wird es möglich, auch den optimalen Aufstellungsort der Vorrichtung zu erfassen. Dies erfolgt vorzugsweise, indem die Vorrichtung zwischen den verschiedenen Erfassungszeiten der Schwingungsumgebung an unterschiedlichen Orten aufgebaut wird. Der Vergleich der Messungen zu verschiedenen Zeiten entspricht so einem Vergleich von Messungen an verschiedenen Orten. Der Ausgabewert dient somit als Hinweis auf den optimalen Aufstellungsort.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung als externe Berechnungseinheit ausgestaltet ist, die über die Schnittstelle anschließbar ist. Hierdurch wird eine größtmögliche Flexibilität gewährleistet und gleichzeitig die Raumerfordernisse der Basisstruktur minimiert. An die Schnittstelle, die vorzugsweise als Standartschnittstelle, insbesondere als USB-Schnittstelle ausgestaltet ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise an einen Laborrechner angeschlossen werden, der üblicherweise zur Durchführung der beabsichtigten Experimente ohnehin vorhanden ist.

Obwohl bei einer besonders kostengünstigen Ausführungsform vorgesehen ist, dass die Schnittstelle zur leitungsgebundenen Datenkommunikation mit der externen Berechnungseinheit ausgelegt ist, kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation mit der externen Berechnungseinheit ausgelegt ist. Hier bieten sich insbesondere Infrarot- oder Funkstrecken zur Datenkommunikation an.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann die digitale Datenverarbeitungseinrichtung als interne Einheit in die Basisstruktur integriert sein. Dies ermöglicht die Analyse und Bewertung der Schwingungsumgebung ohne das Erfordernis eines zusätzlichen, entsprechend eingerichteten Rechners und ermöglicht den vollständigen Betrieb der Schwingungskompensationsvorrichtung als sogenannte „stand-alone" -Einheit. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann z.B. als Mikroprozessor, digitaler Signalprozessor o.a. ausgestaltet sein.

Im Gegensatz zu der Nutzung der Sensorsignale zur Erzeugung von Steuersignalen für die Aktuatoren ist die Geschwindigkeit der Datenaufnahme und -verarbeitung im Rahmen der Analyse der Schwingungsumgebung kein relevanter Faktor. Hier können Zeit-Verluste durch Digitalisierung, Übertragung, digitale Berechnung etc. der Sensorsignale in Kauf genommen werden. Im Rahmen der Schwingungskompensation ist hingegen der Zeitfaktor eine der wesentlichen Größen, so dass derzeit analoge Steuerschaltungen verwendet werden. Grundsätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die digitale Datenverarbeitungseinheit, an welche die digitalisierten Schwingungsdaten übertragen werden, gleichzeitig als Steuerschaltung nutzbar ist. Denkbar ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Schwingungsumgebungsanalyse sowie die Erzeugung der Steuersignale von einem externen Laborrechner übernommen werden. Allerdings ist auch eine alternative Ausführungsform möglich, bei der diese Aufgaben von einer internen, gegebenenfalls Hardware-optimierten Berechnungseinheit übernommen werden.

Ein Nachteil des Standes der Technik, bei dem die analogen Signale mehrer Sensoren zu einem einzigen Analogsignal gemultiplext wurden, ist die fehlende Gleichzeitigkeit der Entstehung der gemeinsam dargestellten Messdaten. Bei einer besonders günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Schnittstelle in der Lage ist, gleichzeitig erzeugte, AD gewandelte Signale mehrerer Sensoren zu einem Kommunikationspaket zu bündeln und dieses an die digitale Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen. Dies setzt

natürlich die wenigstens zeitweise Zwischenspeicherung der Signale voraus, was jedoch bei Schnittstellen mit A/D-Wandlern im Rahmen des fachmännischen Könnens liegt. Auf diese Weise wird es möglich, die Daten, welche gleichzeitig an verschiedenen Sensoren aufgenommen wurden, gemeinsam oder gesondert zu analysieren, in jedem Fall jedoch eine zuverlässige Analyse der gesamten Schwingungsumgebung zu einem konkreten Zeitpunkt zu erzielen. Dabei ist günstiger Weise vorgesehen, dass die Schnittstelle eine der Anzahl von Sensoren entsprechende Anzahl von A/D-Wandlern aufweist. Werden diese parallel betrieben, können die Daten sämtlicher Sensoren der Schwingungskompensationsvorrichtung gemeinsam erfasst werden. Selbstverständlich sind auch andere Varianten möglich, bei denen jeweils nur eine Teilmenge der gleichzeitig erzeugten Sensorsignale digitalisiert und zu einem Kommunikationspaket gebündelt werden.

Um die Datenbasis, auf welcher die Analyse der Schwingungsumgebung aufbaut, für den jeweiligen Einzelfall zu optimieren, ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung eine Eingabeschnittstelle aufweist, über die Parameter eingebbar sind, welche die Digitalisierung und / oder die Übertragung von Sensorsignalen betreffen. Dabei kann es sich beispielsweise um Angaben zu Samplingfrequenz, Triggerprametern, der Länge des aufzunehmenden Zeitintervalls, der Anordnung von Einzelsignalen innerhalb des Kommunikationsbündels, etc. handeln.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.

In der Zeichnung zeigt die einzige

Figur 1: ein Diagramm zur symbolischen Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand eines bevorzugten Verfahrens.

Ein bekannter Teil einer Schwingungskompensationsvorrichtung ist symbolhaft unter dem Bezugszeichen 10 zusammengefasst. Zweck der Schwingungskompensationsvorrichtung 10 ist es, eine auf einem Aufnahmetisch 11 aufgebaute (nicht dargestellte) schwingungsempfindliche Apparatur wie z.B. einen Messaufbau, gegen Schwingungen des Fundamentes 12 zu isolieren bzw. von der Apparatur selbst erzeugte Schwingungen auszugleichen. Dabei dient die Feder 13 zwischen dem Aufnahmetisch 11 und dem Fundament 12 als Entkopplung im Bereich hoher Frequenzen. Die Wirkung einer geeignet dimensionierten Feder 13 als mechanischer Tiefpassfilter ist dem Fachmann bekannt. Lediglich die niederfrequenten Schwingungen bedürfen daher einer aktiven Kompensation. Hierzu ist ein Beschleunigungsmesser 14 vorgesehen, der fest mit dem Aufnahmetisch 11 verbunden ist. Der Beschleunigungsmesser 14 besteht im Wesentlichen aus einer Trägheitsmasse 141, die auf eine piezoelektrische Platte 142 einwirkt. Je nach Ausrichtung von Trägheitsmasse 141 und piezoelektrischer Platte 142 lassen sich unterschiedliche Komponenten einer Schwingung des Aufnahmetischs 141 erfassen. Durch die von der Trägheitsmasse 141 in der piezoelektrischen Platte 142 erzeugten, mechanischen Spannungen entstehen am Ausgang des Beschleunigungsmessers aufgrund des piezoelektrischen Effekts elektrische Sensorsignale, welche mit der Größe der gemessenen Schwingungskomponente in Beziehung stehen. Diese werden über einen Vorverstärker 15 vorverstärkt und der analogen Steuerschaltung 16 (ctre) zugeführt. Dort erfahren sie eine geeignete Umformung zu Steuersignalen zur Ansteuerung des Aktuators 17. Für dessen Betrieb gibt es unterschiedliche Konzepte, von denen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei verwirklicht sind. Bei einem ersten Konzept arbeitet der Aktuator 17 nach dem Prinzip der Tauchspule. Hierzu ist ein Permanentmagnet 171 an dem Aufnahme-

tisch 11 befestigt. In das Magnetfeld des Permanentmagneten 171 tauchen mit Steuersignalen der Steuerschaltung angesteuerte Spulen 172 ein, deren Magnetfelder mit demjenigen des Permanentmagneten 171 wechselwirken und eine Auslenkung des Aufnahmetischs 11 bewirkt, die zur Schwingungskompensation geeignet ist. Bei einem zweiten Grundprinzip der Schwingungskompensation werden piezo-elektrische Stellglieder 173 verwendet, die durch ihre Längenänderung, welche durch Anlegen geeigneter Spannungen entstehen, Schwingungen kompensieren können.

Dieses Grundprinzip einer Schwingungskompensationsvorrichtung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die erfindungsgemäße Neuerung liegt unter anderem darin, dass zusätzlich eine Schnittstelle 20 vorgesehen ist, die wenigstens einen, vorzugsweise jedoch für jeden Sensor 14 einen Analog-Digital-Wandler (A/D) 21 umfasst. Dieser wandelt die vorverstärkten Sensorsignale in eine digitale Zeichenkette 30 um. Wesentliche Digitalisierungsparameter, wie die Samplingfrequenz, die Länge des zu digitalisierenden Intervalls, die daraus folgende Anzahl digitaler Zeichen, die Digitalisierungstiefe, etc. sind vorzugsweise über eine (nicht dargestellte) Benutzerschnittstelle eingebbar. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese in einem schnittstelleneigenen Speicher festzulegen. In Figur 1 ist der Übersichtlichkeithalber lediglich ein Sensor 10 dargestellt. Zur Erläuterung der weiteren Verfahrensschritte sind vier digitalisierte Zeichenfolgen 30 dargestellt, die jeweils auf vergleichbare Weise erzeugt wurden. Sie symbolisieren die digitalisierten Signale weiterer Sensoren. Die Anzahl der verwendeten Sensoren hat keine grundsätzliche Beschränkung und kann bei besonderen Ausführungsformen auch benutzergesteuert variiert werden.

In einem nächsten Verfahrensschritt werden die digitalen Zeichenfolgen in geeigneter Weise in der Schnittstelle zwischengespeichert, was durch das Bezugszeichen 22 symbolisch dargestellt ist. Zweck der Zwischenspeicherung ist es, eine geeignete Bündelung von digitalisierten Sensorsignalen mehrerer

Sensoren zu einem Kommunikationspaket 23 zu ermöglichen. Für die Bündelung zu einem Kommunikationspaket 23 stehen dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. In Figur 1 dargestellt ist ein Bündelungsverfahren, bei dem kurze Datenblocke, zum Beispiel einzelne Zeichen, unterschiedlicher Sensorsignale intermetierend miteinander verschachtelt werden. Dies ermöglicht eine quasi-kontinuierliche Übertragung zeitgleich erfasster Messwerte. Selbstverständlich ist es auch möglich, größere Datenblöcke seriell oder parallel miteinander zu verbinden und auf diese Weise geeignete Kommunikationspakete zu bündeln. Da bei der beabsichtigten Analyse einer Schwingungsumgebung kein Echtzeit-Erfordernis besteht, unterliegt der Fachmann bei der Ausgestaltung des Bündelungsmechanismus kaum Beschränkungen. Günstig ist es, wenn, wie in Figur 1 dargestellt, dem Kommunikationspaket 23 ein Header 24 beigefügt, vorzugsweise vorangestellt wird, welcher wichtige Kommunikations- und Codierungsparameter sowie das Signal selbst charakterisierende Parameter enthält. Hierzu zählen beispielsweise die oben bereits erwähnten Digitalisierungsparameter, die Art der Verschachtelung sowie die Länge der Datenblöcke und ähnliches. Das gebündelte Kommunikationspaket 23 wird dann zur Übertragung an geeignete Übertragungsmittel 25 weitergeleitet. In Figur 1 ist symbolisch eine Antenne dargestellt, was eine drahtlose Kommunikation zwischen der Schnittstelle und einer externen Datenverarbeitungseinheit andeutet. Meist wird jedoch aus Gründen der geringeren Komplexität eine leitungsgebundene Verbindung realisiert werden. Selbstverständlich muss die Übertragung des Kommunikationspaketes nicht an eine externe Datenverarbeitungseinheit erfolgen. Vielmehr ist auch die Übertragung an eine interne Einheit in der Schwingungskompensationsvorrichtung möglich.

Wie auch immer die Datenverarbeitungseinheit, an welche das Kommunikationspaket gesendet wird, oder die tatsächliche Ü-bertragungsstrecke ausgestaltet ist, werden die Daten 23 von geeigneten Empfangsmitteln 25^v der Datenverarbeitungseinheit 40 empfangen. Hier werden die Daten 22 zunächst nach einem dem Codierungsschema entsprechenden Decodierungsschema ent-

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schlüsselt und als Repräsentationen 50 der einzelnen Sensorsignale wiederhergestellt. Erfingungsgemäss ist die Datenverarbeitungseinheit 40 so eingerichtet, dass die einzelnen Repräsentationen 50 der Sensorsignale jeweils einer schwingungstechnischen Analyse unterzogen werden. Welche Schwingungsparameter im Einzelnen ermittelt werden, hängt von der beabsichtigten Entscheidungsfindung ab und kann vom Fachmann angepasst werden. Beispielsweise ist die Ermittlung eines Leistungsspektrums der Schwingungen möglich. Figur 1 stellt das Analyseergebnis allgemein als Ei(t=ti)dar, was andeuten soll, dass es sich hierbei um das Ergebnis der Analyse handelt, welcher die zur Zeit ti erfassten Sensordaten zugrundegelegt wurden.

Das gesamte oben beschriebene Verfahren wird zu einer Zeit t₂ erneut durchgeführt und liefert den Analyseergebniswert E₂(t=t2). Auf diese Weise können N verschiedene Analyseergebnisse von Sensordaten, welche zu N verschiedenen Zeiten aufgenommen wurden, ermittelt werden.

Je nach konkreter Aufgabenstellung wird anhand von vorprogrammierten Kriterien ein Vergleich der Analyseergebnisse Ei bis E_n durchgeführt und ein Ergebniswert W ausgegeben als Hinweis auf die „beste" Schwingungsumgebung. Der Begriff der „besten" Schwingungsumgebung ist jeweils in Bezug auf die verwendeten Analyse- und Vergleichskriterien zu interpretieren. Bei dem Ausgabewert W muss es sich auch nicht um einen einzelnen Wert handeln. Vielmehr kann beispielsweise auch eine geordnete Liste als Ausgabewert fungieren.

Erfindungsgemäß läuft das oben skizzierte Verfahren in seinen wesentlichen Punkten automatisch ab, was es dem Benutzer erlaubt, auf besonders einfache Weise eine für seine Bedürfnisse optimale Schwingungsumgebung zu erkennen. Wird die Schwingungskompensationsvorrichtung zwischen der Aufnahme der einzelnen Sensormesswerte, d.h. zwischen den Zeiten ti,t₂,.., t_N an unterschiedlichen Orten aufgebaut, eignet sich das beschriebene Verfahren, das durch die erfindungsgemäße Ausges-

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taltung der Vorrichtung ermöglicht wird, zur Erkennung eines optimalen Aufstellungsortes der Vorrichtung. Selbstverständliche ist es auch möglich zwischen den Zeiten ti,t2,.., tN die Konfiguration der Messapparatur oder anderer Parameter zu ändern, so dass der Begriff der „Schwingungsumgebung" grundsätzlich weit interpretierbar ist.

Natürlich stellt die anhand des Ausführungsbeispiels von Figur 1 beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des durch diese ermöglichten Verfahrens lediglich ein besonders günstiges Ausführungsbeispiel zum Zwecke der Illustration dar. Insbesondere im Hinblick auf die Anzahl und spezielle Art der Erzeugung von Sensorsignalen, der Signalcodierung und Übertragung sowie der konkreten Analyse und Entscheidungsfindung stehen dem Fachmann weite Gestaltungsmöglichkeiten offen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur aktiven Schwingungskompensation, umfassend eine Basisstruktur und einen relativ zu dieser auslenkbaren Aufnahmetisch 11, weiter umfassend:

- wenigstens einen mit dem Aufnahmetisch (11) gekoppelten Sensor (14) zur Erfassung wenigstens einer Komponente einer Beschleunigung und/oder einer Kraft, welcher der Senor (14) infolge einer Schwingung ausgesetzt ist, sowie zur Erzeugung entsprechender Sensorsignale,

- wenigstens einen Aktuator (17) zur gesteuerten Kraftbeaufschlagung und/oder Auslenkung des Aufnahmetisch (11) in Abhängigkeit von Sensorsignalen wenigstens eines Sensors (17),

- wenigstens eine Steuerschaltung (16) zur Aufnahme und Verarbeitung von Sensorsignalen sowie zur Ansteuerung des wenigstens einen Aktuators (17),

dadurch gekennzeichnet,
dass weiter eine digitale Datenverarbeitungseinrichtung zur digitalen Verarbeitung von Sensorsignalen vorgesehen ist sowie wenigstens eine mindestens einen A/D-Wandler umfassende Schnittstelle zur Digitalisierung von Sensorsignalen und zur Übertragung der digitalisierten Sensorsignale an die digitale Datenverarbeitungseinrichtung und dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass Analysen von zu verschiedenen Zeiten erzeugten Sensorsignalen und auf Basis der Analyseergebnisse automatisch eine vergleichende, schwingungstechnische Bewertung der Schwingungsumgebungen zu den verschiedenen Zeitpunkten der Erzeugung der Sensorsignale durchführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den verschiedenen Zeitpunkten der Erzeugung der Sensorsignale der Aufstellungsort der Vorrichtung änderbar ist, sodass die vergleichende Bewertung der Schwingungsumgebungen einem schwingungstechnischen Vergleich der verschiedenen Aufstellungsorte entspricht.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung als externe Berechnungseinheit ausgestaltet ist, die über die Schnittstelle anschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle zur leitungsgebundenen Datenkommunikation mit der externen Berechnungseinheit ausgelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation mit der externen Berechnungseinheit ausgelegt ist.

6. Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 oder 2, dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung als interne Einheit in die Basisstruktur integriert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Datenverarbeitungseinheit zusätzlich als Steuerschaltung nutzbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle in der Lage ist, gleichzeitig erzeugte, A/D-gewandelte Signale mehrerer Sensoren zu einem Kommunikationspaket zu bündeln und dieses an die digitale Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine der Anzahl von Sensoren entsprechende Anzahl von A/D-Wandlern aufweist.

10. Vorrichtung nach, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Datenverarbeitungseinrichtung eine Eingabeschnittstelle aufweist, über die Parameter eingebbar sind, welche die Digitalisierung und/oder die Übertragung von Sensorsignalen betreffen.