МАГНИТОИНДУКЦИОННЫЙ УСПОКОИТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 1999 года по МПК G01R5/02 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы, работающих в условиях механических воздействий.

Известны магнитоиндукционные успокоители, выполненные из токопроводящего материала прямоугольной формы [1] . Однако известные демпферы успокаивают крутильные колебания подвижной системы и не влияют на ее поперечные колебания, которые обуславливают виброустойчивость прибора. Это объясняется тем, что токи, наводящиеся при поперечных колебаниях каркаса в его сторонах, находящихся в рабочих зазорах магнитной системы, направлены навстречу один другому, в результате чего суммарная демпфирующая сила равна нулю. Виброустойчивость подвижных систем практически определяется их устойчивостью к поперечным колебаниям, так как крутильные колебания, во-первых, имеют низкую частоту (1-2 Гц), во-вторых, легко демпфируются.

Известны также электроизмерительные приборы для успокоения поперечных колебаний, в которых применяются жидкостные успокоители, у которых растяжки пропускают сквозь отверстия в трубочках, внутрь которых залита кремнийорганическая жидкость [2]. Однако, несмотря на эффективность успокоения поперечных колебаний, в производственных условиях не представляется возможным точно устанавливать растяжки по центру резервуара, что приводит к большому разбросу степени успокоения каждого прибора и снижению надежности прибора в целом. Кроме того, жидкостные успокоители предъявляют высокие требования к технологии сборки и усложняют конструкцию и сборку прибора. При механических воздействиях жидкость вытекает или вытряхивается, а со временем испаряется.

Наиболее близким по технической сущности является магнитоиндукционный успокоитель поперечных колебаний, выполненный плоским в виде ленты, свернутой в восьмерку, причем стороны каркаса, соответствующие верхней и нижней частям восьмерки, помещены в рабочий зазор магнитной системы, стороны, соответствующие внутренней крестообразной части восьмерки, состыкованы с помощью выполненных в них пропилов, электрически изолированных друг от друга, и помещены в сквозное осевое отверстие, выполненное во внутрирамочном сердечнике [3].

Недостатком известного магнитоиндукционного успокоителя является сложность изготовления как самого каркаса, так и внутрирамочного сердечника с осевым отверстием. Кроме того, в настоящее время электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы с внутрирамочным сердечником сняты с производства из-за больших их габаритов и веса. Поэтому все заводы, выпускающие электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы, перешли на выпуск приборов с внутрирамочным магнитом, что позволило не только уменьшить их габариты, но также улучшить метрологические характеристики.

Выполнение же отверстия во внутрирамочном магните приводит, во-первых, к усложнению технологии изготовления и сборки прибора, а во-вторых, к уменьшению магнитной индукции и нелинейности шкалы, а следовательно, и потере чувствительности.

В связи с этим возникла необходимость упростить конструкцию и сборку подвижной системы прибора, не влияя на демпфирование поперечных колебаний и не изменяя конструкцию внутрирамочного сердечника.

Целью настоящего изобретения является упрощение способа изготовления и сборки каркаса с магнитной системой.

Указанная цель достигается тем, что виток выполнен в виде двух прямолинейных частей, расположенных вдоль образующих цилиндрического сердечника, и двух криволинейных частей, соединяющих противоположные концы прямолинейных частей.

В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом криволинейные части витка соединяют противоположные концы прямолинейных частей, охватывая при этом внутрирамочный цилиндрический сердечник с боков. Такая форма успокоителя не только решает задачу - упрощает сборку каркаса с магнитной системой независимо от того, какая магнитная система применяется, с внутрирамочным сердечником или внутрирамочным магнитом, но и успокаивает поперечные колебания подвижной системы. Таким образом, предлагаемое устройство обладает существенными отличиями, позволяющими достичь цели изобретения.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг. 1 показана конструкция магнитоиндукционного успокоения, на фиг. 2 показана схема возникновения демпфирующих токов и сил при поперечных колебаниях успокоителя, а на фиг. 3 - схема возникновения демпфирующих токов и сил при крутильных колебаниях успокоителя.

Магнитоиндукционный успокоитель выполнен в виде двух прямолинейных частей 1, расположенных вдоль образующих цилиндрического сердечника 2, и двух криволинейных частей 3, соединяющих противоположные концы прямолинейных частей 1 (фиг. 1).

Успокоитель работает следующим образом. При его движении в направлении оси OY (фиг. 2) в прямолинейных частях 1, находящихся в зазоре магнитной системы, перпендикулярно магнитным силовым линиям с индукцией (вектор магнитной индукции на фигурах не показан), возникают демпфирующие токи которые создают там же демпфирующие их силы
Так как криволинейные части 3 успокоителя соединяют противоположные концы прямолинейных частей 1, то токи складываются и демпфирующие силы, приложенные к успокоителю, будут равны сумме демпфирующих сил создаваемых каждым током, то есть на каждую из прямолинейных частей 1 успокоителя будет действовать демпфирующая сила равная сумме демпфирующих сил
На демпфирование крутильных колебаний (их направление показано на фиг. 3 стрелкой 4) успокоитель не влияет, так как при крутильных колебаниях токи возникающие в прямолинейных частях 1, направлены навстречу друг другу, создают в каждой из них демпфирующие силы, которые компенсируют друг друга.

Изменяя сопротивление успокоителя, можно выбрать требуемую степень успокоения поперечных колебаний, не искажая при этом режим демпфирования крутильных колебаний.

Сравнительные испытания опытных образцов типа М42100 с предложенным техническим решением показали, что при воздействии вибрации частотой, равной собственной частоте поперечных колебаний подвижной части, равной 90 Гц, и ускорением 20 м/с увод стрелки у серийного прибора составил треть шкалы, в то время как при воздействии на прибор вибрации частотой 90 Гц и ускорением 50 м/с увод стрелки у прибора с предложенным техническим решением составил 2 деления шкалы (треть шкалы соответствует восьми делениям шкалы).

Таким образом, предложенная конструкция магнитоиндукционного успокоителя не только демпфирует поперечные колебания, но и упрощает сборку каркаса с магнитной системой, что не достигается в прототипе.

Источники информации
1. Фремке А.В. "Электрические измерения", Л., Энергия, 1973, с. 66-67.

2. А.С. СССР N 104185, G 01 R 1/14, опубл. 1956.

3. А.С. СССР N 805774, G 01 R 5/02, опубл. 1980 (прототип).

Изобретение относится к области измерительной техники. Магнитоиндукционный успокоитель поперечных колебаний подвижной системы электроизмерительных приборов с цилиндрическим внутрирамочным магнитом выполнен в виде короткозамкнутого витка ленты с рабочими сторонами, нерабочие стороны витка соединяют между собой противоположные концы рабочих сторон крест-накрест, охватывая при этом внутрирамочный цилиндрический магнит с боков. Технический результат заключается в упрощении конструкции изготовления и сборки подвижной системы прибора без изменения конструкции внутрирамочного магнита. 3 ил.

Магнитоиндукционный успокоитель поперечных колебаний подвижной части магнитоэлектрического прибора с цилиндрическим внутрирамочным магнитом, выполненным в виде короткозамкнутого витка ленты с рабочими сторонами, отличающийся тем, что нерабочие стороны короткозамкнутого винта соединяют между собой противоположные концы рабочих сторон крест-накрест, охватывая при этом внутрирамочный цилиндрический магнит с боков.