DE19920968A1 - Arrangement for measurement of movement characterizing values of a moving measurement body including acceleration and inclination has a pendulum for referencing the gravitational vector - Google Patents

Arrangement for measurement of movement characterizing values of a moving measurement body including acceleration and inclination has a pendulum for referencing the gravitational vector

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Abstract

The acceleration components or inclination angles of an accelerating object (81) are measured within a reference frame (200) that has significant gravitation (201). The reference to the gravitation system earth is measured using a pendulum. Pendulum movement caused by acceleration is continuously compensated using a circuit and procedure according to the invention. An Independent claim is made for a procedure for determining moving body characterizing values using the above arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Meßverfahren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 15.The invention relates to an arrangement and a measuring method according to the features of Preamble of claims 1 and 15.

Aus dem Europäischen Patent 0 192 719 B1 und aus dem US- Patent 4,821,218 sind Anordnungen zur Bestimmung von zumindest einem charakteristischen Wert einer Bewegung, wie Beschleunigung, Geschwindigkeit, zurückgelegter Weg eines sich im Wesentlichen linear und horizontal bewegenden Körpers bekannt.From European patent 0 192 719 B1 and from US patent 4,821,218 Arrangements for determining at least one characteristic value of a movement, such as acceleration, speed, distance traveled and essentially linear horizontally moving body known.

Nachteile der bekannten Anordnungen sind unter anderem:
Disadvantages of the known arrangements include:

  • - Eingeschränkte Erfassung von rotierender Bewegung und eingeschränkter Rotationsbereich des Meßgerätegrundkörpers- Limited detection of rotating movement and restricted range of rotation of the Main body of the measuring device
  • - ungenaue Erfassung der Bewegungskomponenten des Meßgerätegrundkörpers- Inaccurate detection of the movement components of the body of the measuring device
  • - ungenaue Signalverarbeitung- imprecise signal processing
  • - keine Kalibrierung- no calibration

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art in der Weise zu verbessern, daß eine Vielzahl der für einen bewegten Körper charakteristischen Bewegungsmerkmale möglichst exakt ermittelt und ausgewertet werden kann.It is the object of the invention a circuit arrangement and a method in the preamble of claim 1 to improve the way that a variety of for one moving body characteristic movement characteristics as accurately as possible and can be evaluated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.This object is achieved by an arrangement according to claim 1 and by a Method according to claim 15 solved. Advantageous further developments of the invention are in the Subclaims specified. Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 und 2: das Prinzip einer Meßanordnung gemäß der Erfindung. Fig. 1 and 2: the principle of a measuring arrangement according to the invention.

Fig. 3.1 bis 3.4: den mechanischen Aufbau einer Meßanordnung gemäß der Erfindung. Fig. 3.1 to 3.4: the mechanical structure of a measurement arrangement according to the invention.

Fig. 4: das Prinzip der Signalverarbeitung in einer Meßanordnung nach den Fig. 3.1 bis 3.4. FIG. 4 shows the principle of the signal processing in a measuring arrangement according to Figures 3.1 to 3.4..

Fig. 5 bis 8: verschiedene Ausführungsbeispiele für die Signalverarbeitung Figures 5 to 8. Various embodiments of the signal processing

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Meßanordnungen zeigen einen rotierend, bzw. linear bewegbaren Meßgerätegrundkörper 81, 81', bei dem wenigstens eine horizontale az und/oder ax und/oder eine vertikale Beschleunigungskomponente ay und/oder wenigstens eine Neigungswinkel-Komponente psi und/oder phi innerhalb eines Bezugssystems x; y und z mit signifikantem Gravitationsvektor 201, z. B. Erde 200 erfaßt werden.The measuring arrangements shown in FIGS . 1 and 2 show a rotating or linearly movable measuring device main body 81 , 81 ', in which at least one horizontal az and / or ax and / or one vertical acceleration component ay and / or at least one inclination angle component psi and / or phi within a reference system x; y and z with significant gravitational vector 201 , z. B. Earth 200 can be detected.

DefinitionenDefinitions

Das Bezugssystem aus den Vektoren x, y, z und den Neigungswinkeln phi und psi wird als starr mit dem Inertialsystem 200 mit signifikantem Graviatationsvektor 201 verbunden betrachtet. Der Neigungswinkel phi dreht um den Vektor z. Der Neigungswinkel psi dreht um den Vektor x.The reference system consisting of the vectors x, y, z and the inclination angles phi and psi is considered to be rigidly connected to the inertial system 200 with a significant gravitational vector 201 . The angle of inclination phi rotates around the vector z. The angle of inclination psi rotates around the vector x.

Die Vektoren 21 und 31 geben die Richtungen der Erfassung der Linearbewegungskomponenten des Meßgerätegrundkörpers 81 bzw. 81' innerhalb der Ebene, die durch x und y des Bezugssystemes aufgespannt ist an. Die Vektoren 21' und 31' geben die Richtungen der Erfassung der Linearbewegungskomponenten des Meßgerätegrundkörpers 81' innerhalb der Ebene, die durch z und y des Bezugssystemes aufgespannt ist an.The vectors 21 and 31 indicate the directions of the detection of the linear movement components of the basic measuring device body 81 and 81 'within the plane spanned by x and y of the reference system. The vectors 21 'and 31 ' indicate the directions of the detection of the linear motion components of the measuring device main body 81 'within the plane spanned by z and y of the reference system.

Der Neigungswinkel 14, ist der Winkel, um den der Meßgerätegrundkörper 81 bzw. 81' gegenüber der Richtung des Gravitationsvektors 201, um den Rotationsvektor 15 und innerhalb der Ebene, die durch x und y des Bezugssystemes aufgespannt ist verdreht wird. Der Rotationsvektor 15 steht senkrecht auf der Ebene, die durch die Vektoren 21 und 31 aufgespannt ist. Entsprechend ist der Neigungswinkel 25 der Winkel, um den der Meßgerätegrundkörper 81 bzw. 81' gegenüber der Richtung des Gravitationsvektors 201, um den Rotationsvektor 15' innerhalb der Ebene, die durch z und y des Bezugssystemes aufgespannt ist verdreht wird. Der Rotationsvektor 15' steht senkrecht auf der Ebene, die durch die Vektoren 21' und 31' aufgespannt ist.The angle of inclination 14 is the angle through which the measuring device main body 81 or 81 'is rotated with respect to the direction of the gravitational vector 201 , around the rotation vector 15 and within the plane spanned by x and y of the reference system. The rotation vector 15 is perpendicular to the plane spanned by the vectors 21 and 31 . Correspondingly, the angle of inclination 25 is the angle through which the measuring device main body 81 or 81 'is rotated with respect to the direction of the gravitational vector 201 , around the rotation vector 15 ' within the plane spanned by z and y of the reference system. The rotation vector 15 'is perpendicular to the plane spanned by the vectors 21 ' and 31 '.

Bei dem in den Fig. 3.1 bis 3.4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist aus Gründen der einfacheren Darstellung ein System mit einem Pendelsystem 1, 12, 13 und zwei zugeordneten Beschleunigungssensoren 2 und 3 beschrieben. Das System kann auch auf ein Zweipendelsystem erweitert werden, wobei dann vorteilhaft einer der Beschleunigungssensoren 3 oder 3' mit seiner zugeordneten Signalaufbereitung entfallen kann. In der Praxis wird vorteilhaft ein vorkonfektioniertes und vorjustiertes Zwei- bzw. Dreiachsen-Beschleunigungssensorsystem, das die Sensoren 2, 3 und ggf. 2' enthält zum Einsatz kommen.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 3.1 to 3.4, a system with a pendulum system 1 , 12 , 13 and two associated acceleration sensors 2 and 3 is described for the sake of simplicity of illustration. The system can also be expanded to a two-pendulum system, in which case one of the acceleration sensors 3 or 3 'with its associated signal processing can advantageously be omitted. In practice, a pre-assembled and pre-adjusted two- or three-axis acceleration sensor system that contains sensors 2 , 3 and possibly 2 'is advantageously used.

Das Pendelsystem besteht aus einer exzentrischen Masse 13, die auf einer Scheibe 1 angebracht ist. Die Scheibe ist auf einer Achse 12 befestigt, die über Lager 51 und 52 frei drehbar um einen Rotationsvektor 15 bezüglich des Meßgerätegrundkörpers 81 gelagert ist. Das Pendelsystem kann ohne Anschlag Bewegungen von größer 360 Grad relativ zum Meßgerätegrundkörper 81 ausführen.The pendulum system consists of an eccentric mass 13 which is attached to a disc 1 . The disc is fastened on an axis 12 which is mounted in a freely rotatable manner about a rotation vector 15 with respect to the measuring device main body 81 via bearings 51 and 52 . The pendulum system can perform movements of greater than 360 degrees relative to the measuring device body 81 without a stop.

Die Scheibe 1 besteht vorteilhaft aus elektrisch leitendem Material oder ist mit leitendem Material beschichtet. Die Scheibe 1 wird im Luftspalt zwischen den Polschuhen 63 und 64 bzw. 73 und 74 wenigstens eines magnetischen Kreises, bestehend aus einem Permanentmagnet 61 bzw. 71, Joch 62 und 65 bzw. 72 und 75 und den Polschuhen 63 und 64 bzw. 73 und 74, so angeordnet, daß die Scheibe bei der Bewegung des Pendelsystems den wenigstens einen Luftspalt in tangentialer Richtung durchfährt. Ein der Winkelgeschwindigkeit der Scheibe proportionaler Wirbelstrom, der dabei in der elektrisch leitenden Scheibe induziert wird, erzeugt ein geschwindigkeitsproportionales, der Bewegung entgegengerichtetes Drehmoment, wodurch das Pendelsystem geschwindigkeitsproportional gedämpft wird, ohne daß dabei eine Verbindung zwischen Pendelsystem 1; 12; 13 und Meßgerätegrundkörper 81 zusätzlich zur Lagerung 51 und 52 erforderlich wäre. Die wirksame Fläche des Luftspaltes kann auf einen kleinen Bereich konzentriert werden. Da die magnetische Induktion im Luftspalt konstant bleibt, ist die Toleranz der Dämpfung dabei praktisch nur von der Leitfähigkeit und der Schichtdicke des leitenden Materials der Scheibe 1 abhängig.The disc 1 is advantageously made of electrically conductive material or is coated with conductive material. The disc 1 is in the air gap between the pole pieces 63 and 64 or 73 and 74 of at least one magnetic circuit consisting of a permanent magnet 61 or 71 , yoke 62 and 65 or 72 and 75 and the pole pieces 63 and 64 or 73 and 74 , arranged so that the disc moves through the at least one air gap in the tangential direction during the movement of the pendulum system. An eddy current which is proportional to the angular velocity of the disk and which is thereby induced in the electrically conductive disk generates a speed-proportional torque which is opposite to the movement, as a result of which the pendulum system is damped in proportion to the speed without any connection between pendulum system 1 ; 12 ; 13 and measuring device body 81 would be required in addition to the bearings 51 and 52 . The effective area of the air gap can be concentrated in a small area. Since the magnetic induction in the air gap remains constant, the tolerance of the damping is practically only dependent on the conductivity and the layer thickness of the conductive material of the disk 1 .

Die Rotationsbewegung des Pendelsystems 1; 12 und 13 bezüglich des Meßgerätegrundkörpers 81 um der Rotationsvektor 15 wird vom Meßwandlersystem des Pendelsystems, bestehend aus der auf der Scheibe 1 aufgebrachten optischen Rasterteilung 11, bzw. optischen Winkelcodierung 11 und den Sensoren 41 und 42 berührungslos erfaßt und in ein winkelproportionales elektrisches Signal 10 umgewandelt.The rotational movement of the pendulum system 1 ; 12 and 13 with respect to the Meßgerätegrundkörpers 81 around the rotation vector 15 consisting of the coating applied to the disc 1 optical grid division 11, or optical angle encoder 11 and the sensors from Meßwandlersystem of the pendulum system, 41 and 42 detected contact and converted into an angle-proportional electrical signal 10 .

Die Translationsbewegung des Meßgerätegrundkörpers 81 entlang des Richtungsvektors 21 wird vom Beschleunigungssensor 2 und die Translationsbewegung des Meßgerätegrundkörpers 81 entlang des Richtungsvektors 31 vom Beschleunigungssensor 3 erfaßt.The translational movement of the measuring device body 81 along the direction vector 21 is detected by the acceleration sensor 2 and the translational movement of the measuring device body 81 along the direction vector 31 by the acceleration sensor 3 .

Die Beschleunigungssensoren 2 und 3 sind so angeordnet, daß ihre Richtungsvektoren senkrecht aufeinander stehen und daß beide Richtungsvektoren rechtwinklig zum Rotationsvektor 15 des Pendelsystems 1; 12 und 13 stehen. Das elektrische Ausgangssignal 20 des Beschleunigungssensors 2 repräsentiert die Beschleunigungskomponente des entlang des Richtungsvektors 21 bewegten Meßgerätegrundkörpers 81 und das elektrische Ausgangssignal 30 des Beschleunigungssensors 3 repräsentiert die Beschleunigungskomponente des entlang des Richtungsvektors 31 bewegten Meßgerätegrundkörpers 81.The acceleration sensors 2 and 3 are arranged so that their direction vectors are perpendicular to each other and that both direction vectors are perpendicular to the rotation vector 15 of the pendulum system 1 ; 12 and 13 stand. The electrical output signal 20 of the acceleration sensor 2 represents the acceleration component of the measuring device body 81 moving along the direction vector 21 and the electrical output signal 30 of the acceleration sensor 3 represents the acceleration component of the measuring device body 81 moving along the direction vector 31 .

Das elektrische Signal 10 repräsentiert den Winkel, um den sich das Pendelsystem 1; 12 und 13 um seinen Rotationsvektor 15 relativ bezüglich dem Meßgerätegrundkörper 81 bewegt. The electrical signal 10 represents the angle through which the pendulum system 1 ; 12 and 13 moved relative to the measuring device main body 81 about its rotation vector 15 .

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen, prinzipiell wie die Signale 10, 20 und 30, bzw. 10', 20' und 30 über die Schaltungsanordnung 90 zu den Ausgangswerten ax, ay und phi, bzw. az, ay und psi verarbeitet werden. . 5, Figs. 4 and, in principle, how the signals 10, 20 and 30, or 10 ', 20' and 30 ax through the circuit assembly 90 to the initial values, ay and phi, and az, ay and psi processed .

Um Fehler, verursacht durch hohe Frequenzanteile in den Meßsignalen 10; 20 und 30, bei der Signalaufbereitung in 130; 230 und 330 zu minimieren, ist in jedem Signalzweig jeweils eine Filteranordnung 110; 210; 310 vorgesehen.For errors caused by high frequency components in the measurement signals 10 ; 20 and 30 , in signal conditioning in 130 ; To minimize 230 and 330 , a filter arrangement 110 ; 210 ; 310 provided.

Der Meßwerterechner 160, 260, 360 berechnet die Ergebniswerte phi, ax und ay. Signalaufbereitung und Meßwerterechner können in einem Ausführungsbeispiel als Signalprozessor 95 zusammengefaßt werden. Der Signalprozessor 95 verarbeitet sowohl analoge Signale 120, 220 und 320, als auch digitale Werte 150, 250, 350, phi, ax, ay. Für ein Zweipendelsystem gelten die Betrachtungen entsprechend.The measured value calculator 160 , 260 , 360 calculates the result values phi, ax and ay. Signal processing and measured value computer can be combined in one embodiment as signal processor 95 . The signal processor 95 processes both analog signals 120 , 220 and 320 , and digital values 150 , 250 , 350 , phi, ax, ay. The considerations apply accordingly to a two-pendulum system.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Filterstufen 110, 210 und 310. Jede der Filterstufen 110, 210 und 310 enthält ein Antialiasingfilter 111; 211 und 311 mit definiertem Frequenz- und Phasenverhalten. Das Filter weist vorteilhaft eine Tiefpaßcharakteristik und weiterhin vorteilhaft von höherer Ordnung auf. Fig. 6 shows an exemplary embodiment of the filter stages 110, 210 and 310. Each of the filter stages 110 , 210 and 310 contains an anti-aliasing filter 111 ; 211 and 311 with defined frequency and phase behavior. The filter advantageously has a low-pass characteristic and furthermore advantageously of a higher order.

Vorteilhaft weist wenigstens eines der Antialiasingfilter, z. B. 111 und/oder 211 und/oder 311 eine Einstellmöglichkeit für die Grenzfrequenz und/oder eine weitere Filterstufe 115 und/oder 215 und/oder 315 mit Allpaßcharakteristik und definiert einstellbarer Amplitude und/oder Gruppenlaufzeit auf, um Toleranzen im Amplitudengang und/oder Phasengang der parallel liegenden Filter, z. B. 210 und 310 so auszugleichen, daß die Ausgangssignale 120; 220 und 320 zueinander die im Wesentlichen gleiche Amplituden- und Phasenlage aufweisen wie die unterhalb der Filtergrenzfrequenz liegenden Anteile der Eingangssignale 10; 20 und 30 zueinander. Die Realisierung von Tiefpaß Filtern und von Allpaß- Filteranordnungen mit einstellbarer Gruppenlaufzeit ist z. B. beschrieben in Tietze/Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, Springer- Verlag Berlin, Kapitel 13.Advantageously, at least one of the anti-aliasing filters, e.g. B. 111 and / or 211 and / or 311 a setting option for the cut-off frequency and / or a further filter stage 115 and / or 215 and / or 315 with all-pass characteristics and defines adjustable amplitude and / or group delay to tolerances in the amplitude response and / or Phase response of the parallel filter, e.g. B. 210 and 310 so that the output signals 120 ; 220 and 320 to one another have essentially the same amplitude and phase position as the portions of the input signals 10 below the filter cut-off frequency; 20 and 30 to each other. The implementation of low-pass filters and all-pass filter arrangements with adjustable group delay is z. B. described in Tietze / Schenk, semiconductor circuit technology, Springer-Verlag Berlin, chapter 13.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Signalprozessors 95, bei dem die analogen Signale 120, 220 und 320 im Multiplexer 96 zunächst nacheinander abgetastet und im A/D-Wandler 97 in digitale Werte 121, 221 und 321 umgewandelt werden. Die Signale 120; 220; 320 bzw. 120'; 220' 320' werden dabei nicht zeitgleich parallel verarbeitet. Die beim zeitlich versetzten Abtasten entstehenden Pasenverschiebungen der Singale werden anschließend bei der Phasenkorrektur in den Stufen 130; 230 und 330 so korrigiert, daß die Ausgangssignale 150; 151; 152 und 250; 251; 252 und 350; 351; 352 zueinander keinen zeitlichen Versatz aufweisen. Fig. 7 shows an embodiment of the signal processor 95 in which the analog signals 120, 220 and 320 are first successively scanned in the multiplexer 96 and the A / D converter 97 into digital values 121, 221 and 321 are converted. The signals 120 ; 220 ; 320 or 120 '; 220 ' 320 ' are not processed in parallel at the same time. The phase shifts of the singals which arise during the temporally offset sampling are subsequently carried out in the phase correction in stages 130 ; 230 and 330 corrected so that the output signals 150 ; 151 ; 152 and 250 ; 251 ; 252 and 350 ; 351 ; 352 have no temporal offset from one another.

Mit den im Festwertspeicher 410 abgelegten Korrekturparametern 403 wird in der Signalaufbereitung 130, 230, 330 eine Korrektur der fehlerbehafteten Werte 121, 221, 321 vorgenommen.With the correction parameters 403 stored in the read-only memory 410 , the error-prone values 121 , 221 , 321 are corrected in the signal preparation 130 , 230 , 330 .

Die physikalischen Parameter des Sensorsystems und die entsprechenden Sensor-Kennlinien können entweder werkseitig bestimmt und über eine Schnittstelle 402 in den Festwertspeicher 410 eingegeben werden, oder sie werden durch eine geeignete Eichprozedur bei der ersten Inbetriebnahme bestimmt und über die Schnittstelle 400 programmgesteuert im Festwertspeicher 410 gespeichert.The physical parameters of the sensor system and the corresponding sensor characteristic curves can either be determined in the factory and entered into the read-only memory 410 via an interface 402 , or they are determined by a suitable calibration procedure during the first start-up and stored programmatically in the read-only memory 410 via the interface 400 .

Das Verfahren zum Eichen umfaßt z. B. folgende Schritte:The method for oak includes z. B. Do the following:

Der Meßgerätegrundkörper 81 wird mit einer geeigneten Anordnung in definierten Schritten um der Rotationsvektor 15 bewegt. Dabei werden für jeden Schritt die Werte 150, 250 und 350 im statischen Zustand erfaßt. Danach werden folgende Arbeitsschritte durchgeführt:The measuring device main body 81 is moved with a suitable arrangement in defined steps around the rotation vector 15 . The values 150 , 250 and 350 are recorded in the static state for each step. The following steps are then carried out:

Ermitteln der Kennlinie und/oder des Kennlinienpolynoms des Sensors 2 (Beschleunigung). Die Kennlinie und/oder das Kennlinienpolynom liefert nach dem Eichvorgang die um Nichtlinearität, Offset- und Spannenfehler bereinigten Werte 250 zum Beschleunigungssensor 2.Determining the characteristic and / or the characteristic polynomial of sensor 2 (acceleration). The characteristic curve and / or the Kennlinienpolynom delivers to verification the adjustment for non-linearity, offset and span error values 250 to the acceleration sensor. 2

  • - Speichern der Kennlinienwerte und/oder des Kennlinien Polynoms des Sensors 2 als Tabelle oder durch Speichern der Polynom-Koeffizienten im Festwertspeicher 410.Storing the characteristic curve values and / or the characteristic curve polynomial of the sensor 2 as a table or by storing the polynomial coefficients in the read-only memory 410 .

Erfassung der Kennlinie und/oder des Kennlinienpolynoms des Sensors 3 (Beschleunigung) Die Kennlinie und/oder das Kennlinienpolynom liefert nach dem Eichvorgang die um Nichtlinearität, Offset- und Spannenfehler bereinigten Werte 350 des Beschleunigungssensors 3.Detection of the characteristic curve and / or the Kennlinienpolynoms of the sensor 3 (acceleration) of the characteristic curve and / or the Kennlinienpolynom delivers to verification the adjustment for non-linearity, offset and span error values 350 of the acceleration sensor. 3

  • - Speichern der Kennlinienwerte und/oder des Kennlinien Polynoms des Sensors 2 als Tabelle oder durch Speichern der Polynom-Koeffizienten im Festwertspeicher 410.Storing the characteristic curve values and / or the characteristic curve polynomial of the sensor 2 as a table or by storing the polynomial coefficients in the read-only memory 410 .

Erfassung des Montagefehlerwinkels zwischen den Sensoren 2 und 3. Der Montagewinkel-Fehler ist der Winkel um den die beiden Richtungsvektoren der 21 und 31 der Sensoren 2 und 3 vom Sollwinkel 90 Grad abweichen. Dabei werden die auf der Basis der Kennlinien korrigierten Sensorsignale über einen volle Drehung des Meßgerätegrundkörpers um der Rotationsvektor 15 aufgenommen und in ihrer Phasenlage in Abhängigkeit vom Drehwinkel 14 miteinander verglichen. Bei einer vollen Drehung des Meßgerätegrundkörpers um der Rotationsvektor 15 entsteht jeweils eine Sinus- bzw. eine Kosinus-Funktion der Sensorsignale 20 und 21. Zweckmäßig werden signifikante Punkte der beiden Funktionen, z. B. die Nulldurchgänge miteinander verglichen. Die Abweichung der so ermittelten Phasenlage von der bei korrekter 90 Grad-Montage der beiden Vektoren 21 und 31 sich ergebenden Phasenlage gibt den Montagefehlerwinkel an.Detection of the mounting error angle between sensors 2 and 3 . The mounting angle error is the angle by which the two direction vectors of 21 and 31 of sensors 2 and 3 deviate from the nominal angle of 90 degrees. In this case, the sensor signals corrected on the basis of the characteristic curves are recorded over a full rotation of the basic body of the measuring device about the rotation vector 15 and their phase position is compared with one another depending on the angle of rotation 14 . With a full rotation of the measuring device main body about the rotation vector 15 , a sine or a cosine function of the sensor signals 20 and 21 arises. Significant points of the two functions, e.g. B. compared the zero crossings. The deviation of the phase position determined in this way from the phase position which results when the two vectors 21 and 31 are correctly installed indicates the mounting error angle.

  • - Speichern des Montagefehlerwinkels und/oder des Korrekturwertes im Festwertspeicher 410.Storing the assembly error angle and / or the correction value in the read-only memory 410 .

Erfassung der Kennlinie des Pendelwinkelsignals 10. Als Referenzwert dient der sich in Ruhelage durch Berechnung aus den korrigierten von der Erdbeschleunigung verursachten Beschleunigungswerten der Sensoren 2 und 3 ergebende Neigungswinkel:
Acquisition of the characteristic of the pendulum angle signal 10 . The reference value is the angle of inclination resulting in the rest position by calculation from the corrected acceleration values of sensors 2 and 3 caused by gravitational acceleration:

phi_0 = arctan (Wert 250/Wert 350)
phi_0 = arctan (value 250 / value 350 )

  • - Speichern der Kennlinienwerte und/oder des Kennlinien Polynoms des Pendelwinkelsignals 10 als Tabelle oder durch Speichern der Polynom-Koeffizienten im Festwertspeicher 410.Storing the characteristic curve values and / or the characteristic curve polynomial of the pendulum angle signal 10 as a table or by storing the polynomial coefficients in the read-only memory 410 .
Erfassung der Pendel-Periodendauer und der DämpfungDetection of the pendulum period and the damping

Durch kurzzeitige stoßartige lineare Beschleunigung des Systems mit anschließender linearer Ruhelage wird das Pendel zum freien gedämpften Ausschwingen angeregt. Die Periodendauer und die Dämpfung werden aus dem Zeitlichen Verlauf der abklingenden Pendelschwingung ermittelt und als Parameter 400 entweder automatisch, oder über die Schnittstelle 402 manuell im Festwertspeicher 410 abgelegt.The pendulum is stimulated to free damped swinging out by brief, sudden linear acceleration of the system with subsequent linear rest position. The period and the damping are determined from the time course of the decaying pendulum oscillation and are stored as parameters 400 either automatically or manually via the interface 402 in the read-only memory 410 .

Zusätzlich zur werkseitigen Ersterfassung der physikalischen Parameter des Sensorsystems kann sich die Anordnung in geeigneten Betriebszuständen, in denen die physikalischen Umgebungsbedingungen wenigstens teilweise bekannt sind, wie z. B. in Phasen der Ruhe selbst überprüfen und ggf eine Korrektur der gespeicherten physikalischen Sensorparameter vornehmen. Diese Prozedur ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Anordnung eine signifikante Temperaturdrift aufweist und/oder hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.In addition to the initial recording of the physical parameters of the sensor system at the factory the arrangement in suitable operating states in which the physical Ambient conditions are at least partially known, such as. B. in phases of rest itself check and if necessary a correction of the stored physical sensor parameters make. This procedure is particularly advantageous if the arrangement is significant Has temperature drift and / or is exposed to high temperature fluctuations.

Bei Verwendung beispielsweise eines inkrementalen Winkelmeßverfahrens bei der Erfassung des relativen Winkelsignals 10, das den relativen Winkel zwischen Pendelsystem 1 und Meßgerätegehäuse 81 repräsentiert, wird vorteilhaft bei jeder Inbetriebnahme der Schaltungsanordnung im Rahmen einer Initialisierungsroutine der initiale Neigungswinkel 14 der Anordnung wie folgt bestimmt:If, for example, an incremental angle measuring method is used to detect the relative angle signal 10 , which represents the relative angle between the pendulum system 1 and the measuring device housing 81 , the initial inclination angle 14 of the arrangement is advantageously determined as follows each time the circuit arrangement is started up as part of an initialization routine:

Das System wird beim Einschalten in eine Ruhelage mit Neigungswinkel ungleich 90 Grad versetzt. Wenn die Werte 150, 250 und 350 keine Veränderung mehr aufweisen, wird aus den in diesem Fall statischen, aufgrund der Erdbeschleunigung verursachten Komponentenwerte der Beschleunigungssignale 250 und 350 der statische Neigungswinkel der Anordnung berechnet:
When switched on, the system is put into a rest position with an inclination angle not equal to 90 degrees. If the values 150 , 250 and 350 no longer show any change, the static component angle of the arrangement, which is caused by acceleration due to gravity, of the acceleration signals 250 and 350 is calculated in this case:

phi_0 = arctan (Wert 250/Wert 350)phi_0 = arctan (value 250 / value 350 )

Der Wert phi_0 bildet den Anfangswert für die inkrementale Winkelmeßanordnung, auf den jede weitere Veränderung des Winkelwertes 150 bezogen wird.The value phi_0 forms the initial value for the incremental angle measuring arrangement, to which any further change in the angle value 150 is related.

Im Meßwerte-Rechner 160, 260, 360 wird aus den digitalen Werten der Ausgangssignale 150; 151; 152 und 250; 251; 252 und 350; 351; 352 zusammen mit den im Festwertspeicher 410 abgelegten physikalischen Parametern 401 wie Periodendauer und Dämpfung des Pendelsystems 1; 12; 13 auf der Basis der Schwingungsdifferentialgleichung des Pendelsystems 1; 12; 13 die Werte phi und ax und ay berechnet. Details zur Berechnung sind im zitierten Stand der Technik beschrieben.In the measured value computer 160 , 260 , 360 , the digital values of the output signals 150 ; 151 ; 152 and 250 ; 251 ; 252 and 350 ; 351 ; 352 together with the physical parameters 401 stored in the read-only memory 410 , such as period duration and damping of the pendulum system 1 ; 12 ; 13 on the basis of the oscillation differential equation of the pendulum system 1 ; 12 ; 13 calculated the values phi and ax and ay. Details of the calculation are described in the cited prior art.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Signalaufbereitung in den Stufen 130; 230 und 330. In den Stufen 136; 236; 336 erfolgt eine Korrektur der Werte 121; 221; 321 nach den Kriterien Signallaufzeit, Nichtlinearität und/oder Offset und/oder Verstärkungsfehler. Die entsprechenden Korrekturwerte 403 sind im Festwertspeicher 410 gespeichert. Zur Korrektur können z. B. Kennlinien-Korrekturtabellen oder Korrekturpolynome verwendet werden. Zum Ausgleich von Schwankungen der Umgebungstemperatur können z. B. die Temperaturcharakteristika der einzelnen Sensoren 1, 2 und 3 gespeichert sein. Fig. 8 shows an embodiment for the signal processing in the steps 130; 230 and 330 . In stages 136 ; 236 ; 336 the values 121 are corrected; 221 ; 321 according to the criteria signal runtime, non-linearity and / or offset and / or gain error. The corresponding correction values 403 are stored in the read-only memory 410 . For correction, e.g. B. characteristic curve tables or correction polynomials can be used. To compensate for fluctuations in the ambient temperature, for. B. the temperature characteristics of the individual sensors 1 , 2 and 3 can be stored.

Außerdem werden in den Stufen 136; 236; 336 die beim zeitlich versetzten Abtasten im Multiplexer 96 entstehenden Pasenverschiebungen der Singale 121, 221 und 321 durch entsprechende Phasenkorrekturen wieder kompensiert. Die Signale 122, 222 und 322 weisen nach dieser Korrektur wieder relativ zueinander die gleiche Phasenlage auf, wie die ursprünglichen Sensorensignale 10, 20 und 30 zueinander.In addition, in stages 136 ; 236 ; 336 the phase shifts of the signals 121 , 221 and 321 that occur during the time-shifted sampling in the multiplexer 96 are compensated for again by appropriate phase corrections. After this correction, the signals 122 , 222 and 322 again have the same phase position relative to one another as the original sensor signals 10 , 20 and 30 to one another.

Die Stufen 130; 230 und 330 sind in diesem Beispiel identisch aufgebaut. Deshalb wird in der Folge repräsentativ nur eine Stufe 130 beschrieben:Levels 130 ; 230 and 330 are constructed identically in this example. For this reason, only one level 130 is described below in a representative manner:

Das korrigierte Signal 122 wird einer ersten Differenzierstufe 132 zur Bildung der ersten Ableitung des Signals 122 nach der Zeit zugeführt und anschließend einer zweiten Differenzierstufe 133 zur Bildung der zweiten Ableitung des Signals 122 nach der Zeit zugeführt.The corrected signal 122 is fed to a first differentiation stage 132 to form the first derivative of the signal 122 after the time and then to a second differentiation stage 133 to form the second derivative of the signal 122 after the time.

Das Signal 122 wird in einer Phasenkorrekturstufe 131 zugeführt, in der das Signal 122 in seiner Phasenlage so korrigiert wird, daß das Ausgangssignal 150 die korrekte Phasenlage aufweist, wie sie zeitlich zu den parallel erzeugten Signalen der ersten Ableitung 151 und der zweiten Ableitung 152 paßt.The signal 122 is supplied in a phase correction stage 131 , in which the signal 122 is corrected in its phase position in such a way that the output signal 150 has the correct phase position as it fits in time with the signals of the first derivative 151 and the second derivative 152 generated in parallel.

Das Ausgangssignal der ersten Differenzierstufe 132 wird in einer Phasenkorrekturstufe 134 zugeführt, in der das Ausgangssignal der ersten Differenzierstufe 132 in seiner Phasenlage so korrigiert wird, daß das Ausgangssignal 151 die korrekte Phasenlage aufweist, wie zu den parallel erzeugten Signalen 150 und zweiter Ableitung 152 paßt.The output signal of the first differentiation stage 132 is supplied in a phase correction stage 134 , in which the output signal of the first differentiation stage 132 is corrected in its phase position in such a way that the output signal 151 has the correct phase position, as matches the signals 150 and second derivative 152 generated in parallel.

Es sind auch andere Anordnungen der einzelnen Differenzierstufen und Phasenkorrekturstufen möglich. So können z. B. zur Bildung der ersten und der zweiten Ableitung zwei eigenständige Stufen parallel zueinander, statt wie oben beschrieben in Serie zueinander Arbeiten. In jedem Falle sind Korrekturen in den parallel zueinander laufenden Signalzweigen innerhalb der Stufen 130; 230 und 330 vorgesehen, die Phasenverschiebungen, die bei der Bildung der Ableitungen entstehen so ausgleichen, daß die Ausgangssignale 150; 151; 152 und 250; 251; 252 und 350; 351; 352 zeitlich korrelieren.Other arrangements of the individual differentiation stages and phase correction stages are also possible. So z. B. to form the first and the second derivative two independent stages parallel to each other, instead of working in series with each other as described above. In any case, corrections in the signal branches running parallel to one another are within the stages 130 ; 230 and 330 provided to compensate for the phase shifts that arise during the formation of the derivatives so that the output signals 150 ; 151 ; 152 and 250 ; 251 ; 252 and 350 ; 351 ; 352 correlate in time.

Zur Differenzierung können numerische Differenzierverfahren, oder bei weitgehend analoger Signalverarbeitung z. B. auch analoge Differenzierer verwendet werden. Je nach verwendetem Differenzierungsverfahren und auftretenden Toleranzen weisen die Phasenkorrekturstufen voreilende oder nacheilende Charakteristik auf.Numerical differentiation methods can be used for differentiation, or a largely analog one Signal processing z. B. also analog differentiators can be used. Depending on the used Differentiation methods and occurring tolerances have the phase correction levels leading or lagging characteristics.

Claims (20)

1. Anordnung zur Erfassung von wenigstens einer bewegungscharakteristischen Größe eines bewegten Meßgerätekörpers, bestehend aus
einem Meßgerätegrundkörper an dem wenigstens ein bezüglich des Meßgerätegrundkörpers um einen definierten Rotationsvektor bewegliches Pendel angebracht ist,
und jedem Pendel jeweils wenigstens ein Wandler zur Umwandlung der Relativbewegung des Pendels bezüglich des Meßgerätegrundkörpers zugeordnet ist,
und jedem Pendel jeweils wenigstens zwei Beschleunigungssensoren zur Erfassung von Beschleunigungskomponenten des Meßgerätegrundkörpers zugeordnet sind
und einer Signalaufbereitungs-, Programmspeicher-, Datenspeicher-, Rechen- und Ein/­ Ausgabeeinheiteinheit zur Berechnung der Pendel Differentialgleichung aus den aufbereiteten Sensorsignalen, und zur Ausgabe von Ergebniswerten,
gekennzeichnet dadurch,
daß die jedem Pendel zugeordneten jeweils zwei Beschleunigungssensoren derart angeordnet sind, daß zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Beschleunigungsvektoren erfaßt werden, deren Richtungsorientierungen beide innerhalb der Ebene des Pendels verlaufen, die von dem Rotationsvektor des Pendels im rechten Winkel durchdrungen wird,
daß zwischen dem Meßgerätegrundkörper und dem wenigstens einen vorhandenen Pendel außer der Lagerung keine mechanische Verbindung besteht, so daß das Pendel unabhängig von der Rotationsposition des Meßgerätegrundkörpers um den Pendelrotationsvektor eine gedämpfte Pendelschwingung um seinen Rotationsvektor vollführen kann,
daß zwischen dem Wandlersystem eines jeden Pendels und wenigstens einem Eingang des Verarbeitungsrechners zur Lösung der Pendel Diffentialgleichung, eine Anordnung zur Signalaufbereitung der die Winkelbewegung des Pendels relativ zum Meßgerätegrundkörper und/oder der Frequenz und/oder Phase und/oder Amplitude repräsentierenden Signale angeordnet ist
daß zwischen dem Wandlersystem eines jeden Beschleunigungssensors und wenigstens einem Eingang des Verarbeitungsrechners zur Lösung der Pendel Diffentialgleichung, eine Anordnung zur Signalaufbereitung der eine Beschleunigungskomponente des Meßgerätegrundkörpers und/oder der Frequenz und/oder Phase und/oder Amplitude repräsentierenden Signale angeordnet ist
daß die Verarbeitungsrechneranordnung eine lösch- und wiederbeschreibbare Speicheranordnung zum Speichern von Signallaufzeiten der Anordnung zur Signalaufbereitung und/oder zum Speichern der Kennlinienparameter und der physikalischen Konstanten der Meßanordnung enthält, deren Werte beim Ausschalten der Anordnung bis zum nächsten Lösch- und Schreibvorgang erhalten bleibt.1. Arrangement for detecting at least one movement-characteristic quantity of a moving measuring device body, consisting of
a measuring device main body on which at least one pendulum which is movable with respect to the measuring device main body about a defined rotation vector is attached,
and each pendulum is assigned at least one transducer for converting the relative movement of the pendulum with respect to the main body of the measuring device,
and each pendulum is assigned at least two acceleration sensors for detecting acceleration components of the main body of the measuring device
and a signal processing, program storage, data storage, computing and input / output unit for calculating the pendulum differential equation from the processed sensor signals and for outputting result values,
characterized by
that the two acceleration sensors assigned to each pendulum are arranged such that two acceleration vectors arranged at right angles to one another are detected, the directional orientations of which both run within the plane of the pendulum which is penetrated by the rotation vector of the pendulum at a right angle,
that there is no mechanical connection between the measuring device main body and the at least one existing pendulum apart from the bearing, so that the pendulum can perform a damped pendulum oscillation about its rotation vector regardless of the rotational position of the measuring device main body around the pendulum rotation vector,
that between the transducer system of each pendulum and at least one input of the processing computer to solve the pendulum differential equation, an arrangement for signal processing is arranged which represents the angular movement of the pendulum relative to the measuring device main body and / or the frequency and / or phase and / or amplitude
that between the transducer system of each acceleration sensor and at least one input of the processing computer for solving the pendulum differential equation, an arrangement for signal processing is arranged the signals representing an acceleration component of the measuring device main body and / or the frequency and / or phase and / or amplitude
that the processing computer arrangement contains an erasable and rewritable memory arrangement for storing signal propagation times of the arrangement for signal processing and / or for storing the characteristic parameters and the physical constants of the measuring arrangement, the values of which are retained when the arrangement is switched off until the next erase and write operation. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der dem Pendel und/oder den Beschleunigungssensoren zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung eine Anordnung zum Ausfiltern eines definierten Frequenzspektrums aus dem die Bewegung repräsentierenden Signal über der Zeit aufweist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the pendulum and / or the arrangements for signal processing associated with the acceleration sensors Arrangement for filtering out a defined frequency spectrum from which the movement representing signal over time. 3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der dem Pendel und den Beschleunigungssensoren zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung eine Anordnung zur Bildung der ersten Ableitung des die Bewegung repräsentierenden Signals über der Zeit aufweist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the pendulum and an arrangement for signal conditioning assigned to the acceleration sensors Arrangement for forming the first derivative of the signal representing the movement via that has time. 4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der dem Pendel und den Beschleunigungssensoren zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung eine Anordnung zur Bildung der zweiten Ableitung des die Bewegung repräsentierenden Signals über der Zeit aufweist.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the pendulum and an arrangement for signal conditioning assigned to the acceleration sensors Arrangement for forming the second derivative of the signal representing the movement via that has time. 5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der dem Pendel und/oder den Beschleunigungssensoren zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung eine Anordnung zur Korrektur der Phasenlage des dem die Bewegung repräsentierenden Signals über der Zeit im Vergleich zu wenigstens einem weiteren der den Beschleunigungssensoren und/oder dem Pendel zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung und dessen die Bewegung repräsentierenden Signals aufweist. 5. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the pendulum and / or the arrangements for signal processing associated with the acceleration sensors Arrangement for correcting the phase position of the signal representing the movement via the time compared to at least one other of the acceleration sensors and / or the pendulum assigned arrangements for signal processing and its movement representing signal.   6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der dem Pendel und/oder den Beschleunigungssensoren zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung eine Anordnung zur Korrektur der Phasenlage des dem die erste Ableitung der Bewegung repräsentierenden Signals über der Zeit im Vergleich zu wenigstens einem weiteren der den Beschleunigungssensoren und/oder dem Pendel zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung und dessen die Bewegung und/oder deren Ableitungen repräsentierenden Signalen aufweist.6. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the pendulums and / or the arrangements for signal processing associated with the acceleration sensors Arrangement for correcting the phase position of the first derivative of the movement representing signal over time compared to at least one other of the Acceleration sensors and / or arrangements associated with the pendulum Signal processing and its representing the movement and / or its derivatives Has signals. 7. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens eine der dem Pendel und/oder den Beschleunigungssensoren zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung eine Anordnung zur Korrektur der Phasenlage des dem die zweite Ableitung der Bewegung repräsentierenden Signals über der Zeit im Vergleich zu wenigstens einem weiteren der den Beschleunigungssensoren und/oder dem Pendel zugeordneten Anordnungen zur Signalaufbereitung und dessen die Bewegung und/oder deren Ableitungen repräsentierenden Signalen aufweist.7. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the pendulum and / or the arrangements for signal processing associated with the acceleration sensors Arrangement for correcting the phase position of the second derivative of the movement representing signal over time compared to at least one other of the Acceleration sensors and / or arrangements associated with the pendulum Signal processing and its representing the movement and / or its derivatives Has signals. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 7 gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel zur Signalaufbereitung parallel zueinander angeordnet sind und zeitlich parallel zueinander arbeiten8. Arrangement according to claims 3 to 7, characterized in that the means for Signal processing are arranged parallel to each other and work in parallel to each other in time 9. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel zur Signalaufbereitung dem Meßwerte-Rechner zugeordnet sind und daß die entsprechenden Werte von diesem berechnet werden, bevor die Werte dem Rechenprogramm zur Berechnung der Pendel-Differentalgleichungen bereitgestellt werden.9. Arrangement according to claims 3 to 7, characterized in that the means for Signal processing are assigned to the measured value calculator and that the corresponding values be calculated by this before the values to the computer program to calculate the Pendulum differential equations are provided. 10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Bewegungssignale der vorhandenen Pendel und Beschleunigungssensoren nacheinander im Multiplexverfahren durch den Meßwerterechner erfaßt und zwischengespeichert werden.10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the movement signals of the existing pendulums and acceleration sensors in succession in the multiplex process the measured value computer are recorded and temporarily stored. 11. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10 gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnungen zur Phasenkorrektur der einzelnen Ausgangssignale so eingestellt sind, daß alle Ausgangssignale der vorhandenen Anordnungen zur Signalaufbereitung im Bezug auf deren jeweils physikalische, die Bewegung repräsentierende Eingangssignale eine im Wesentlichen gleiche Gruppenlaufzeit aufweisen. 11. Arrangement according to claims 1 to 10, characterized in that the arrangements for Phase correction of the individual output signals are set so that all output signals of the existing arrangements for signal processing in relation to their respective physical, the Input signals representing motion have essentially the same group delay exhibit.   12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß die durch den zeitlichen Versatz beim Abtasten auftretenden Phasenunterschiede zwischen den Signalen so ausgeglichen werden, daß die Signale am Eingang des Verarbeitungsrechners wieder phasengleich bezüglich des physikalischen Eingangssignals zur Verfügung stehen.12. Arrangement according to claims 1 to 7 and 10, characterized in that by the temporal offset during sampling occurring phase differences between the signals be balanced that the signals at the input of the processing computer again are available in phase with respect to the physical input signal. 13. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Pendel frei drehbar auf dem Meßgerätegrundkörper gelagert ist und fest mit einer Dämpfungseinrichtung bestehend aus wenigstens einer Scheibe mit definiertem elektrischen Leitwert verbunden ist, die bei Bewegung des Pendels relativ zum Meßgerätegrundkörper berührungsfrei durch wenigstens einen Luftspalt eines, magnetischen Kreises mit definierter, magnetischer Induktion bewegt wird, dessen Joch fest mit dem Meßgerätegrundkörper verbunden ist.13. The arrangement according to claim 1, characterized in that the pendulum rotates freely on the Measuring device body is mounted and consisting of a damping device at least one disc is connected to a defined electrical conductivity, which is in motion of the pendulum in a contact-free manner relative to the main body of the measuring device through at least one air gap a magnetic circuit with defined magnetic induction is moved, the yoke is firmly connected to the body of the measuring device. 14. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Pendel frei drehbar auf dem Meßgerätegrundkörper gelagert ist und fest mit einer optoelektronischen Winkelmeßeinrichtung verbunden ist, welche die relative Winkelbewegung des Pendels bezüglich Meßgerätegrundkörper erfaßt und in ein elektrisches Signal umwandelt.14. Arrangement according to claim 1, characterized in that the pendulum rotates freely on the Measuring device body is mounted and fixed with an optoelectronic angle measuring device connected, which is the relative angular movement of the pendulum with respect to the body of the measuring device detected and converted into an electrical signal. 15. Verfahren zur Bestimmung von wenigstens einer bewegungscharakteristischen Größe eines bewegten Meßgerätekörpers, bestehend aus den Schritten
  • - Erfassung der Relativbewegung wenigstens eines Pendels bezüglich des Meßgerätegrundkörpers,
  • - Erfassung der Beschleunigungssignale von wenigstens zwei Beschleunigungssensoren, die jedem Pendel zugeordnet sind,
  • - Signalaufbereitung,
  • - Datenspeicherung,
  • - Berechnung der Linearbeschleunigungswerte des Meßgerätegrundkörpers bezüglich des Inertialsystemes Erde und/oder wenigstens eines Neigungswinkelwertes des Meßgerätegrunkörpers bezüglich des Inertialsystemes Erde auf der Basis von ermittelten und gespeicherte Pendelparametern und Sensorkennlinien,
  • - Eingabe von Steuerungsbefehlen und/oder
  • - Ausgabe von Ergebniswerten.
15. A method for determining at least one movement-characteristic quantity of a moving measuring device body, consisting of the steps
  • Detection of the relative movement of at least one pendulum with respect to the main body of the measuring device,
  • Detection of the acceleration signals from at least two acceleration sensors which are assigned to each pendulum,
  • - signal processing,
  • - data storage,
  • - Calculation of the linear acceleration values of the measuring device base body with respect to the inertial system earth and / or at least one angle of inclination value of the measuring device trunk body with respect to the inertial system earth on the basis of determined and stored pendulum parameters and sensor characteristics,
  • - Enter control commands and / or
  • - Output of result values.
16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Pendelparameter Dämpfung und Periodendauer aus dem zeitlichen Verlauf einer frei abklingenden Schwingung des Pendels ermittelt und in einem wiederbeschreibbaren Festwertspeicher abgespeichert werden.16. The method according to claim 15, characterized in that the pendulum parameters damping and Period from the time course of a freely decaying oscillation of the pendulum determined and stored in a rewritable read-only memory. 17. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Kennlinienverläufe der Beschleunigungssensoren durch schrittweises Verdrehen des Meßgerätegrundkörpers um den Rotationsvektor des Pendels ermittelt werden, daß die Kennlinie des Winkelsensors durch schrittweises Verdrehen des Meßgerätegrundkörpers um den Rotationsvektor des Pendels ermittelt wird und daß die Korrekturwerte der Kennlinien in einem wiederbeschreibbaren Festwertspeicher abgespeichert werden.17. The method according to claim 15, characterized in that the characteristic curves of the Acceleration sensors by gradually rotating the base body around the Rotation vector of the pendulum are determined by the characteristic of the angle sensor gradual rotation of the measuring device base around the rotation vector of the pendulum is determined and that the correction values of the characteristic curves in a rewritable Read-only memory can be saved. 18. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperaturkoeffizienten der Kennlinienverläufe der Beschleunigungssensoren und des Winkelsensors ermittelt wird und daß die Korrekturwerte der Kennlinien in einem wiederbeschreibbaren Festwertspeicher abgespeichert werden.18. The method according to claim 15, characterized in that the temperature coefficient of Characteristic curves of the acceleration sensors and the angle sensor is determined and that the correction values of the characteristic curves in a rewritable read-only memory can be saved. 19. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Korrektur der Temperaturkennlinien während des Betriebs der Anordnung in Phasen vorgenommen wird, in denen über einen definierten Zeitraum hinweg keine Bewegung des Meßgerätegrundkörpers stattfindet.19. The method according to claim 15, characterized in that the correction of Temperature characteristics during the operation of the arrangement is made in phases over a defined period of time there is no movement of the measuring device body takes place. 20. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß bei Inbetriebnahme der Anordnung in einer Phase, in der über einen definierten Zeitraum hinweg keine Bewegung des Meßgerätegrundkörpers stattfindet, der Neigungswinkel des Meßgerätegrundkörpers bezüglich des Inertialsystemes aus den Werten der beiden Beschleunigungskomponenten berechnet werden und als Anfangswert für die Winkelerfassung des Relativwinkels zwischen Pendel und Meßgerätegrundkörper eingesetzt wird.20. The method according to claim 15, characterized in that when commissioning the arrangement in a phase in which there is no movement of the Measuring device body takes place, the angle of inclination of the measuring device body with respect of the inertial system is calculated from the values of the two acceleration components and as the initial value for the angle detection of the relative angle between pendulum and Base body is used.
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