Магнитоэлектрический измерительный механизм

 

Изобретение может быть использовано в щитовых электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы с ограниченными габаритами и значительным углом раствора шкалы. А-А Магнитоэлектрический измерительный механизм содержит подвижньй постоянньш магнит (IJ11M) 1 в виде намагниченного в радиальном направлении кольца с немагнитными радиальными перемычками 2. Он установлен между шайбами 7 и 8 из ферромагнитного материала, смещенными вдоль оси 3 и имеющими возможность осевого перемещения относительно ППМ I. Измерительная катушка в виде тороидальной обмотки I1 размещена на каркасе I2 и установлена между ППМ 1 и боковой поверхностью обоймы 13. На оси 3 закреплен стрелочный указатель 4, а сама ось 3 с помощью моментных спиральных пружин 5 установлена в керновых опорах 6. Изобретение увеличивает линейность и угол растлора шкалы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01 R 5/02

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l вг

IC.

3 ъ

A-А

t3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3975288/24-21 (22) 13.11.85 (46) 23.07.87. Бюл. Р 27 (71) Ульяновский политехнический институт (72) Д.M.Белый (53) 621.317.7(088.8) (56) Фремке А.В. Электрические измерения. Л., 1973. с. 67.

Арутюнов В.О. Расчет и конструирование электроизмерительных приборов. М.: ГЭИ, 1956, с, 210. (54) МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение может быть использовано в щитовых электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы с ограниченными габаритами и значительным углом раствора шкапы.

„„SU„„1325365 А1

Магнитоэлектрический измерительный механизм содержит подвижный постоянный магнит (ППМ) 1 в ниде намагниченного в радиальном направлении кольца с немагнитными радиальными перемычками 2. Он установлен между шайбами 7 и 8 из ферромагнитного материала, смещенными вдоль оси 3 и имеющими возможность осевого перемещения относительно IIIIM !. Измерительная катушка в виде тороидальной обмотки 1! размещена на каркасе !2 и установлена между ППМ 1 и боковой поверхностью обоймы 13. На оси 3 закреплен стрелочный указатель 4, а сама ось 3 с помощью моментных спиральных пружин 5 установлена в керновых опорах 6. Изобретение увеличивает линейность и угол раствора шкалы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 13253

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в щитовых электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы с ограниченными габаритами и значительным углом раствора шкалы.

Цель изобретения — увеличение линейности прибора и угла раствора шкалы.

1О

На фиг.l изображен магнитоэлектрический механизм со снятой крьппкой, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.l.

Магнитоэлектрическнй измерительный механизм содержит подвижный постоянный магнит 1, выполненный в виде намагниченного в радиальном направлении кольца, установленного с помощью радиальных немагнитных перемычек 2 на 20 оси 3, перпендикулярной его плоскости.

Ось 3 с закрепленным на ней стрелочным указателем 4 подвижно установлена с помощью моментных спиральных пружин 5 в керновых опорах 6. Постоянный 25 магнит 1 размещен между двумя смещенными вдоль оси 3 шайбами 7 и 8 из ферромагнитного материала, имеющими равный с кольцом магнита 1 наружний диаметр и установленными соответственно 30 иа крышках 9 и 10 с возможностью осевого перемещения относительно магнита 1. Измерительный механизм включает также неподвижную измерительную катушку, выполненную в виде тороидальной

35 обмотки 11, размещенной на каркасе 12, расположенном в одной с постоянным магнитом 1 плоскости и имеющем такую же как магнит 1 высоту, ширину, составляющую не менее половины высоты 40 магнита, закрепленном на обойме 13 и охватывающем магнит 1 концентрично с радиальным рабочим зазором, В крышках 9 и 10 и шайбах 7 и 8 выполнены отверстия для точной регулировки поло 45 жения шайб 7 и 8 относительно магнита 1, причем отверстия 14 в шайбах выполнены глухими, а отверстия 15 в крышках — сквозными (показано только два отверстия в шайбе 7, однако их выполнено не менее двенадцати). Механизм снабжен шкалой 16 ° Шайбы 7 и 8 выполнены с внутренним резьбовым отверстием !7, а крышки 9 и 10 снабжены сквозным осевым отверстием 18. Грубая предварительная регулировка положения шайб 7 и 8 относительно магнита 1 достигается как путем начальной установки шайб 7 и 8 на резьбовых выс-

65 2 тупах 19 крьппек 9 и 10, так и необходимым поворотом крышек 9 и IO в резьбе обоймы 13.

Механизм работает следующим образом.

При подаче в обмотку ll измерительного тока взаимодействие электрического тока в проводнике с магнитным полем магнита 1 (направление тока показано на фиг.2,прямыми стрелками, ориентация магнитного поля магнита !в эпюрой силовых линий, причем для простоты эпюра приведена симметричная, в действительности же эпюра будет несимметричной и зависеть от расположения шайб 7 и 8 относительно магнита

1), приведет к возникновению вращающегося момента. Как конструктивное выполнение механизма (подбор размеров), так и регулировка положения шайб 7 и

8 относительно магнита приводят к тому, что силы взаимодействия практичес-ки определяются одной из четырех сторон обмотки. 11, расположенной внутри тороидального каркаса 12 в рабочем зазоре между постоянным магнитом и обоймой 13. На указанные стороны каждого витка обмотки il действуют силы, причем по разные, стороны от оси 3 направление их противоположно, Точно такие же силы, но противоположно направленные, действуют со стороны обмотки Il на подвижной магнит 1, что и вызывает его поворот вокруг оси 3. Направление вращающего момента, создаваемого данными силами при выбранном направлении тока в обмотке, показано изогнутыми стрелками на фиг. 1. Вращающий . моМент постоянен при любом положении магнита l что обеспечивает высокую линейность шкалы 16 прибора. При этом поворот постоянного магнита 1 ничем не ограничен, что обеспечивает в принципе угол раствора шкалы до 360 град и более. Измерительный механизм имеет плоскую компактную форму и может быть выполнен с предельно малыми габаритами в форме диска, что особенно важно при изготовлении авиационных электроизмернтельных приборов, Правильная и точная регулировка механизма позволяет обеспечить необходимую чувствительность.

Как показали расчеты и экспериментальные исслецования при выборе ширины каркаса 12 не менее половины высоты постоянного магнита 1, сило25365 з 1З вые линии магнитного поля при любом положений шайб 7 и 8 относительно магнита 1 не достигают сторон витков кольцевой обмотки 11, расположенных на наружной, удаленной от магнита 1 стороне каркаса !2. За счет выбора диаметров шайб 7 и 8 равными диаметру магнита 1, а главное эа счет грубой и точной регулировки положения шайб 7 и 8 относительно магнита 1 добиваются асимметрии, т.е. максимального деформирования силовых линий магнитного поля эа пределами каркаса

12. При такой регулировке силовые линии поля, "выходя" из очерчиваемого каркасом контура, пересекают стороны витков, лежащих на торцовых сторонах каркаса 12, (верх и низ на фиг.2), практически в направлении . этих сторон, т.е. в направлении протекаемого по ним тока, в крайнем случае под острым углом к этим сторонам.

Такая регулировка обеспечивает отсутствие взаимодействия тока, протекающего по всем остальным сторонам витков, кроме примыкающей к магниту 1 стороны, с магнитным полем постоянного магнита 1, Таким образом, предлагаемый измерительный механизм отличается от известного малыми габаритами и весом, плоской дискообразной формой и компактностью, предельно большим углом раствора шкалы, высокой линейностью во всем диапазоне измерения.

Формула изобретения

1. Магнитоэлектрический измерительный механизм, содержащий обойму с опорами, моментными пружинами и шкалой, неподвижную измерительную катушку с каркасом, а также указатель и подвижный постоянный магнит, расположенные на оси, концы которой размещены в опорах обоймы, о т л и= ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения линейности и угла раство5 ра шкалы, он снабжен двумя ферромагнитными шайбами с центральными резьбовыми отверстиями, обойма выполнена в виде полого цилиндра из диэлектрическ то материала с двумя немагнитными крышками, каждая из которых выполнена со сквозным осевым отверсти- . ем и центральным резьбовым выступом, подвижный постоянный магнит выполнен в виде радиально намагниченного кольца с немагнитными радиальными перемычками, и измерительная катушку выполнена тороидальной, при этом ферромагнитные шайбы расположены с возможностью осевого смещения на соответст20 вующих центральных резьбовых выступах немагнитных крышек обоймы, а измерительная катушка размещена между подвижным постоянным магнитом и боковой поверхностью обоймы.

2. Механизм по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что внешний диаметр ферромагнитных шайб, а также высота и ширина каркаса измерительной катушЗ0 ки определяются из соотношений ы

1 у °

1„у h„, где D — внешний диаметр ферромагнит35 ных шайб;

Dö иh соответственно внешний диаметр и высота подвижного постоянного магнита;

1 и h — соответственно ширина и вык к

40 сота каркаса измерительной катушки.

3. Механизм по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в немагнитных резьбовых крышках обоймы выполнены

45 сквозные отверстия, а в ферромагнитных шайбах - соответствующие йм пазы.

1325365

Составитель С.Шумилишская

Техред S.Kàäàð КорректЬр А.Ильин

Редактор А.Козориз

Заказ 3102/39 Тирах 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4