Устройство стабилизации амплитуды колебаний

 

ц 574697

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссеетскнх

Социалистических

Ресоублнн (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл, G 04С 3/00 (22) Заявлено 19.05.76 (21) 2362406/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 29.09.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.11(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Коншин, А. П. Тарасенко, T А. Ткачева и Ш. А. Шаряпов

Всесоюзный заочный политехнический институ

Я (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ АМПЛИТУДЪ| КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к электрическим приборам времени и предназначено для стабилизации амплитуды колебаний балансовых осцилляторов, работающих на повышенных частотах.

Известно устройство для стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора, содержащее постоянные магниты, закрепленные на балансе, и обмотку привода, соединенную с электрической схемой.

Однако в этом устройстве стабилизация амплитуды колебаний достигается за счет усложнения электрической схемы. При этом устройство потребляет значительную мощность от источника тока.

Наиболее близким к описываемому изобретению является устройство стабилизации амплитуды колебаний, содержащее постоянные магниты на балансе, магнитопровод, закрепленный на основании часов, образующий вместе с балансом замкнутую магнитную систему, катушку, установленную в зазоре магнитопровода и баланса, соединенную с электрической схемой привода.

Недостатки такого устройства — сложность конструкции и низкий коэффициент стабилизации, вызывающие значительное изменение стабилизирующх свойств.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение коэффициента стабилизации амплитуды колебаний баланса.

Поставленная цель достигается тем, что

5 магнитопровод выполнен в виде скобы, расположенной симметрично относительно магнитов на балансе с торцами, форма которых повторяет форму постоянных магнитов.

lo Iia фиг. 1 показано устройство стабилизации амплитуды колебаний баланса; на фиг.

2 — фазовая плоскость в координатах.

Устройство стабилизации амплитуды колебаний состоит из высокочастотного баланса 1, 15 выполненного из магнитомягкого материала, совершающего колебания с амплитудой р ( (180 (фиг. 1) вокруг оси 2. На балансе 1 закреплены два постоянных магнита 3 и 4, магнитный поток которых замыкается через

20 магнитопровод 5 в форме скобы, закрепленный на основании часов, образующий вместе с балансом 1 замкнутую магнитную систему.

Катушка 6 установлена в зазоре магнитопровода между скобой 5 и балансом 1 в положе25 ниц, соответствующем положению статического равновесия баланса 1, и соединена с электрической схемой 7 привода на двух транзисторах.

Работа устройства стабилизации заключаЗО ется в следующем.

574697

Зо

При подключении источника питания в электрической схеме возникают автоколебания, при которых ток в катушке 6 раскачивает баланс 1. Причем момент привода баланса обусловлен, как и во всех устройствах магнитоэлектрической системы привода, взаимодействием тока катушки и магнитной системы. По мере увеличения амплитуды механических колебаний баланса, колебания в электрической схеме исчезают. При этом в переходном процессе до полного установления колебаний магнитное поле магнитов 3 и 4 не изменяет своей конфигурации, так как амплитуда колебаний меньше значения, при котором начинает оказывать влияние краевой магнитный эффект на торце магнитопровода 5 в форме скобы. Установившаяся амплитуда колебаний определяется балансом энергий в системе, при котором энергия, поступающая от привода, уравновешивается суммарной энергией потерь.

На фиг. 2 на фазовой плоскости показано несколько установившихся предельных циклов (А, Б, В), соответствующих различной величине энергии, поступающей от привода. Причем различным предельным циклам соответствует одинаковая амплитуда колебаний. Это объясняется тем, что с увеличением поступающей энергии одновременно увеличиваются потери от противодействующей силы, зависящей от изменения конфигурации магнитного поля на торце скобы 5, являющейся одной из составляющих, определяющих общие потери.

Появление магнитной силы вызвано изменением воздушного зазора, причем вектор этой силы имеет направление, противоположное движению баланса 1. Магнитная сила при небольших изменениях зазора зависит линейно от изменения зазора, поэтому при увеличении амплитуды колебаний баланса больше значения Ф„, (фиг. 1) действие этой силы вызы 1

15

25 вает уменьшение амплитуды колебаний, т. е. оказывает стабилизирующий эффект. Выбирая форму торцов магнитной скобы 5 подобной форме постоянных магнитов 3 и 4, можно увеличить стабилизирующий эффект в несколько раз, так как в этом случае вблизи торца достигается наибольшее изменение конфигурации магнитного поля и, следовательно, возникает наибольшая противодействующая сила.

Характерно, что магнитная сила, обеспечивая стабилизацию амплитуды колебаний, не вызывает дополнительной ошибки в суточном ходе часов, поскольку магнитная скоба расположена симметрично относительно положения статического равновесия баланса. Как показано на фиг. 2 энергия привода сообщается балансу четыре раза за период колебания на углу действия Фо. Противодействие магнитной силы, наблюдаемое на углу Ф,, осуществляется два раза за период, т. е. в соответствии с теоремой Эри. Указанные симметрично расположенные относительно положения равновесия углы действия сил не вызывают нестабильности хода часов.

Формула изобретения

Устройство стабилизации амплитуды колебаний, содержащее постоянные магниты на балансе, магнитопровод, закрепленный на основании часов, образующий вместе с балансом замкнутую магнитную систему, катушку, установленную в зазоре магнитопровода и баланса, соединенную с электрической схемой привода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения коэффициента стабилизации амплитуды колебаний, магнитопровод выполнен в виде скобы, расположенной симметрично относительно магнитов на балансе с торцами, форма которых повторят форму постоянных магнитов.