Электромагнитный логометр

 

Изобретение может быть использовано в качестве щитовых малогабаритных логометров с повышенной точностью , чувствительностью и высокой виброустойчивостью. Электромагнитный логометр (ЭМП) содержит .подшипни1{ качения с внутренним кольцом (ВК) 1, наружное ко льцо 2 fcoToporo неподвижно посажено в корпусе 3, магнитопро воды в виде замкнутых цилиндрических колец, на внешней поверхности которых имеются плавно и взаимно противоположно сужающиеся сквозные кольцевые пазы 11, 12, ферромагнитный сердечник 13, перемещающийся вместе с ВК 1 в воздушном зазоре между ВК 1 и магнитопроводами и выполненный в виде сектора цилиндрической обечайки из магнитомягкого материала. Магнито пр оводы закреплены еоосно друг над другом и расположены коаксиально с подшипником, качения. ЭМЛ высокочувствителен . 3 шт. S tn

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4133267/24-21 (22) 13.,10.86 (46) 15,10.88. Бюл. N - 38 (71) Ульяновский политехнический институт .(72) Д.И.Велый 4 (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 286058, кл, G 01 R 1/28, 1971.

Основы измерительной техники./

/Под ред. N.È.Ëåâèêà. М.: Энергия, 1972, с. 386-387. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЛОГОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано в качестве щитовых малогабаритных логометров с повышенной точ: ностью, чувствительностью и высокой виброустойчивостью. Электромагнитный

„,QU,:.„1430893 А 1 (51)4 G 01 R 5/14 логометр (ЭМП} содержит -подшипник качения с внутренним кольцом (ВК) 1, наружное кольцо 2 которого неподв3юкно посажено в корпусе 3, магнитопро- воды в виде замкнутых цилиндрических колец, на внешней поверхности кото" рых имеются плавно и взаимно противоположно сужающиеся сквозные кольцевые пазы 11, 12, ферромагнитный сердечник 13, перемещающийся вместе с

ВК 1 в воздушном зазоре между ВК 1 и магнитопроводами и выполненный в виде сектора цилиндрической обечайки из магнитомягкого материала. Яагнитопроводы закреплены еоосно друг над другом и расположены коаксиально с Pg подшипником качения. ЭМЛ высокочувствителен. 3 ил.

1430893

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве щит(1ВЬ1х малогабаритных логаметрав с повышенной то%-! э

HocTbl0 чувствителууна стью и высакаи вибраустайчиностью, а также н приборах, использующих Отношение токов: омметрах, фазометрах, фарадаметрах и частатометрах, а также мажет быть 1(1 использовано и авиационных приборах.

Целью изобретения является повыше-= ние чувствительности н уменьшения габаритов.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемьп1 электромагнитный лого". метр, вид спереди, центральный раз". рез; иа фиг. 2 — та же, вид сверху", на фиг. 3 — развертка боковой поверхности магнитоправадон с феррамаг.-.:и!т- 2 ным элементам, иллюстрнруюп!а ; принцип работы лагометра.

Злектрамагинтньпй лагаметр садер!:.Вт подшипник качения с внутренним коль=

1 цам 1, наружное кольца 2 которого 1п -= ?5 подвижно посажено н корпус 3, и дне цилиндрические измерительные Обмотки 4 и 5, охваченный магнитапровада"" миэ- имеющими Форму замкнутых цилиндрических колец и Образованных Ос:7а- ЗО ванияьи 6 и 7 с павернутьии на нж кринками 8 и 9. Маг1щтопроноды жестка

ЭаКРЕПЛ(НЫ ДРУГ Нар РгУ1ГОМ В КОРП,rOЕ

ВЯУТРЯ ВНУТРЕ С ИеъГО r, Оp(ЬЦВ! (,r )эщ, пи1 ка коицентрично с ним путем платпага .:-1а35 сшиванил отверстиями на выпалне ::гый в центр - корпуса !, илнндрический Вь:". ступ и разделены друг От друга шай" бОЙ I O B3 немагнитн 1 о матер:"1але, 1(а

Цилиндрических внешних Обращенных к

Кольцу подшипника поверхностях аба мзгнитапровода имеют Идентичные су жакппдеся ск озные кал(ценыъ пазы 11 и 12 приче1л суж(ение пазов В Обоих йагнитапроводах Взаимна противополож"но. На вьутт еннем ."Кэ-isa пацшнпиика по всей его высоте укреплен ферромагнитный сердечник 13„ который может перемещаться вместе с кольцом 1 в воздушном зазоре между кольцом 1 и

5 магнитаправада1я, при этом сердечник

13 выполнен в виде сектор"-. 11члиндрической Обечайки нэ 1!1агннтамягKo1 o NB"" . териала, высота которого ранна .Высо-" те подшипника. Ферромагнитный сердечт иик 13 жестко закреплен иа кольце подшипника с радиальным зазорам к магнитапрОВОдям, Над подшипникам ".(oHr!r- HT рична В KopHj""се неподвижна устанавлена плоская кольцевая шкала 14, прижатая ввернутай в корпус прозрачной крьппкой 15 иэ плексиглаэа. На подвижной части размещен указатель, выполненный в виде нанесенной на обращенные к шкале торцовые поверхности ферромагнитного элемента и внутреннего кольца подшипника цветной риски 16, примыкающей к внутренней окружности кольца шкалы.

Ферромагнитный сердечник 13 выполнен из пермаллая, риска 16, выполняющая функции указателя, нанесена крас" най краской. В логометре использован радиально упорный подшипник, восприни" ма1сший как радиальные, так и осевые нагрузки и имеющий минимальный момент трения качения, Выбор обусловлен тем, чта прн взаимодействии ферромагнитного сердечника 13 с магнитным полем, а конкретно, при его стремлении перекрыть максимально возможную площадь пазов В магнитопроводах, наряду с ради(-:льными силами на сердечник 13 мо" гут действовать силы в осевом направлении. Наружный диаметр подшипника

6О мм, высота 35 мм.

Электромагнитный логометр работает следующим образом.

Логометр предназначен для измерения Отношения двух токов. Обозначим ток., падаваемьй в верхнюю на фиг. 1 измерительную обмотку логометра, через I., а нижнюю — через Iq, При подаче в измерительные обмотки 4 и 5 токов магнитные патоки замьв(аются через кольцевые магнитопроводы вокруг обмоток: например,. поток от тока I замькается через основание 6, в котором улажена обмотка, навернутую на нега крышку 8 и паз 11. Ферромагнитный серде» ник 13, закрепленный на внутреннем кольце подшипника, стремится, естественно, занять положение, при котором использование электромагнитной энергии измерительных обмоток

4 и 5 минимально. Таким образом, ферромагнитный сердечник стремится перекрыть пазы 11 и 12 в возможно более их широком месте и замкнуть магнитный ноток не через пазы, а через се» бя. При этом сердечник 13 поворачивается вместе с внутренним кольцом 1 подшипника к расширяющейся части паза.

На фиг. 3 приведена развертка маг" нитапранадов с пропилами и ферромаг« нитным сердечником. Пусть ток Z < больше, чем ток Ig. Увеличение ширины

1430893

4 пазов имеет встречное направление: на фиг. 3 видно, что паз 11 в верхнем магнитопроводе расширяется вправо, а в нижнем магнитопроводе паэ 12 рас5 ширяется влево. Поэтому и сердечник

13 стремится одновременно втянуться вправо в сторону расширения паза 11 и влево в сторону расширения паза 12.

Но так как I ) I, то сердечник 13 все 1О таки идет вправо и соответственно происходит поворот внутреннего кольца подшипника вместе с указателем относительно неподвижной шкалы. В данном случае момент первого тока можно счи- 1„ тать вращающим, а второго — противодействующим. Для работы логометра необходимо, чтобы хотя бы один из моментов зависел от угла поворота (в данном случае от угла зависят оба момента). В электромагнитном приборе моменты, кроме квадрата тока, пропорциональны производной индуктивности по углу поворота, т.е. изменению иидуктивности или ширины перекрываемого 5 ферромагнитным сердечником 13 щелево,го паза от изменения угла поворота.

Если бы ширина паза равномерно увеличивалась, т.е. по прямой линии, то это изменение было бы постоянным, производная была бы равна нулю, моменты не зависели бы от угла поворота, т.е. логометр просто бы ие работал, сердечник поворачивался бы в сторону большего тока независимо от величины соотношения токов до упора, т.е. до конца шкалы. В предлагаемой конструкции ширина пазов увеличивается, но увеличение имеет затухающий характер.

За счет увеличения ширины втягивание в сторону большего тока происходит, 40 но за счет затухающего характера увеличения ширины поворот постепенно прекращается. Например, в данном случае (фиг. 3) происходит поворот в

45 сторону действия тока Т1, т.е. вправо, данный момент вращающий. Но постепенно увеличение ширины пазов 11 уменьшается, производная индуктивности по углу также уменьшается и врау) щающий момент также уменьшается. Но одновременно при движении сердечника 13 вправо в другом щелевом пазу противодействующий момент от тока I> увеличивается, так как сердечник здесь выходит иа участок с большим углом наклона кривой ширины зазора, здесь изменение индуктпвиости от угла проявляется все сильнее и сильнее с углом поворота, таким образом при некотором угле поворота вращающий н противодействующий момеить уравновесят друг друга. В случае, если ток I больше тока I, сердечник 13 начинает перемещаться влево иа фиг. 3 и картина полностью повторяется, только момент от второго тока. является вращающим, а первого ток: — противодействуюшим. формула и з о б р е т е н и я

3лектромагнитиый логометр, содержащий размещенные в корпусе две цилиндрические измерительные обмотки с жестко закрепленными магиитопровос яами, плоскую кольцевую шкалу, указатель, ферромагнитный сердечник, закрепленный с воэможностью перемещения в воздушных зазорах магиитопроводов, . о т л и а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов, он снабжен подшипником качения, коаксиально размещенным в корпусе, маги:топроводы вы-, полнены в виде замкнутых цилиндрических колец, на внешней цилиндрической поверхности которых выполнены плавно и взаимно противоположно сужающиеся сквозные кольцевые пазы, ферромагнит-. ный сердечник -выполнен в вцце сектора цилиндрической обечайки из магнито" мягкого материала, высота которого равна высоте поншипиика, каждая измерительная обмотка расположена в соответстьующем магнитопроводе, при этом магиитопроводы закреплены соосНо друг над другом и расположены коаксиальио с подшипником -качения, ферромагнитный сердечник жестко з-креплен на внутреннем кольце подшипника качения и с радиальным зазором к внешним цилиндрическим поверхностям магиитопровадов, наружное кольцо подшипника качения жестко закреплено в корпусе, плоская кольцевая шкала размещена перпендикулярно оси подшипника качения, а указатель расположен под шкалой иа торцовьгх поверхностях ферромагнитного сердечника и внутреннего кольца подшипника качения, 143089 3

Составитель Ф.Тарнопольская

Техред И.Дицык Корректор М.Шароши

Pедактор Е.Копча.

Заказ 5339/48

Тираж,772 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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