Вариометр Советский патент 1984 года по МПК H01F21/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах различного назначения, в частности в гибридно-пленочных интегральных микросхемах приемно-передающих устройств.

Известна катушка с регулируемой индуктивностью, принцип работы которой заключается в плавном перемещении контактируемой части подвижного контакта в межвитковом пространстве спиральной обмотки путем плавного вращения крышки корпуса. В качестве плоской спиральной обмотки предлагается использовать спиральные пружины, серийно выпускаемые часовой промышленностью, предварительно покрытые серебром или золотом, а также другие обмотки 1.

Недостатками таких катушек индуктивности в миниатюрном исполнении являются сложность изготовления малогабаритной контактирующей пары, обеспечивающей изменение с надежным электрическим контактом, низкая стабильность электрических параметров катушек индуктивности при эксплуатации и хранении из-за наличия в конструкции пружинного контакта, относительно малые величины индуктивностей спиральных катушек при относительно небольшом диапазоне изменения индуктивности, а также наличие паразитных резонансов в устройствах, содержащих катушки индуктивности с отводами от обмотки.

Известен вариометр, содержащий каркас статора и каркас ротора, выполненные П-образного сечения и прилегающие друг к другу открытыми ветвями, статорную и роторную обмотки с выводами, последовательно соединенные между собой и расположенные на обоих ветвях каркасов ротора и статора, каркасы ротора и статора выполнены из магнитного материала 2.

Недостатками известной конструкции являются наличие магнитного материала, который увеличивает габариты катушки, ограничивает высокочастотную область рабочих частот, увеличивает нестабильность индуктивности во времени из-за наличия старения магнитного материала, а также увеличивает температурный коэффициент индуктивности катушки; отсутствие фиксатора угла поворота ротора относительно статора, вследствие чего уменьшается надежность из-за возможности обрыва обмоток; излишне больщой коэффициент перекрытия, ухудшающий плавность перестройки катущки индуктивности, что приводит к неточности ее настройки на требуемую частоту, а также большие габариты вариометра, которые не позволяют использовать ее в микроэлектронике.

Цель изобретения - повышение надежности конструкции и стабильности индуктивности и добротности вариометра.

Поставленная цель достигается тем, что вариометр, содержащий каркасы ротора и

статора, выполненные П-образного сечения и прилегающие друг к другу открытыми ветвями, последовательно соединенные статорную и роторную обмотки с выводами, расположенные на одной ветви каркасов ротора и статора, снабжен токопроводящим пружинным соединителем каркасов ротора и статора, контактными штырями, гибкими перемычками, каркас статора снабжен цилиндрическим штырем и выполнен с сектор0 ной выемкой с центральным углом, равным , каркас ротора снабжен секторным выступом с центральным углом, равным 90±5°, и выполнен с отверстием, ось которого параллельна оси вариометра, в каркасах ротора и статора выполнены также отверстия, оси которых перпендикулярны оси вариометра и в которых расположены контактные штыри, цилиндрический штырь каркаса статора входит в отверстие каркаса ротора, ось которого параллельна оси варио0 метра, секторный вьютуп каркаса ротора расположен в секторной выемке каркаса статора, статорная и роторная обмотки подсоединены к выводам через гибкие перемычки, контактные штыри и токопроводящий пружинный соединитель, каркасы ро5 тора и статора выполнены из изоляционного материала.

На фиг. 1 изображен предлагаемый вариометр; на фиг. 2 - то же,вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид слева; на фиг. 4 - вид А на фиг. 2, вид сзади; на фиг. 5 -

сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 8 - вариометр, общий вид; на фиг. 9 - пружинный соединитель, общий вид; на фиг. 10 - электрическая схема соединения обмоток при их согласном включении; на фиг. 11 - то же, при их встречном включении.

Предлагаемый вариометр содержит каркас статора 1, каркас ротора 2, выполненные П-образного сечения, прилегающие

0 друг к другу открытыми-ветвями, на одной из которых расположены последовательно соединенные между собой статорная обмотка 3 и роторная обмотка 4 с выводами 5 и 6, гибкие перемычки 7 и 8, контактные штыри 9-12, токопроводящий пружинный

соединитель 13, стягивающий каркасы ротора и статора, выполненные из изоляционного материала.

Каркас статора 1 снабжен цилиндрическим изоляционным щтырем 14 и выполнен

с секторной выемкой 15 с центральным углом 180±5°. Каркас ротора 2 снабжен секторным выступом 16 с центральным углом и выполнен с отверстием 17, ось которого параллельная оси вариометра.

При совмещении каркасов статора 1

5 и ротора 2 цилиндрический изоляционный штырь 14 каркаса статора 1 входит в отверстие 17 каркаса ротора, образуя узел сочленения каркасов ротора и статора, и ротор

2 вращается относительно статора 1 вокруг оси отверстия 17, секторный выступ 16 каркаса ротора 2 входит в секторную выемку 15 каркаса статора 1, образуя ограничитель угла поворота ротора относительно статора. Таким образом, секторный выступ 16 с секторной выемкой 15 ограничивают поворот ротора относительно статора на угол i45° относительно совмещенного положения осей статорной 3 и роторной обмоток 4

В каркасах статора 1 и ротора 2 выполнены также отверстия 18, оси которых перпендикулярны оси вариометра. В отверстиях 18 расположены контактные штыри 9-12.

Соединение обмоток статора 3 и рото ра 4 с выводами 5 и 6 вариометра при согласном включении конструктивно выполнено следующим образом.

Вывод 5 вариометра соединен с началом статорной обмотки 3, конец статорной обмотки 3 соединен с контактным штырем 10, который проходит сквозь отверстие каркаса статора и с другой стороны гибкой перемычкой 7 соединяются с контактным штырем 12, к которому с другой стороны каркаса ротора подсоединен конец роторной обмотки 4. Начало роторной обмотки соединено с контактным щтырем 11, к которому с другой стороны каркаса ротора подсоединяется гибкая перемычка 8, второй конец которой соединяется с пружинным соединителем 13, имеющим контакт с выводом 6 вариометра. При встречном включении обмо ток гибкая перемычка 7 соединяет контактный щтырь 10 с контактным штырем И, а гибкая перемычка 8 соединяет контактный штырь 12 с пружинным соединителем 13.

Плавное изменение индуктивности катушки осуществляется за счет изменения взаимоиндукции между статорной и роторной обмотками при вращении ротора.

При перестройке катушки индуктивности изменение угла поворота ротора от О до 45° обеспечивает максимальное изменение индуктивности всей катушки, а изменение угла поворота ротора на угол 45° относительно совмещенного положения осей катушек статора и ротора позволяет проверить правильность настройки контура, в состав которого входит данная катушка переменной индуктивности, так как при правильной настройке катушк в аппаратуре в процессе ее перестройки должны наблюдаться два экспериментальных значения выходного напряжения, соответствующие двум угловым положениям ротора относительно статора, при которых получаются равные значения индуктивностей перестраиваемой катущки.

Повышение надежности конструкции достигается за счет введения ограничителя угла поворота, предохраняющего обмотки вариометра от обрыва.

В предлагаемом вариометре из-за отсутствия магнитного материала обеспечивается более высокая стабильность электрических параметров (таких как индуктивность и добротность) во времени и в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, а также расщиряется частотный диапазон.

Слишком большой коэффициент перекрь1тия в прототипе на практике является недостатком, так как ухудшает плавность изменения индуктивности, что приводит к неточности настройки вариометра на заданную частоту.

Кроме того, предлагаемый вариометр имеет значительно меньшую массу и меньшие габариты, что позволяет его использовать в микроэлектронике.

х, Пайки

Фиг. 2

Ы1

8

ФигА

ВАРИОМЕТР, содержащий каркасы ротора и статора, выполненные П-образного сечения и прилегающие друг к другу открытыми ветвями, последовательно соединенные статорную и роторную обмотки с выводами, расположенные на одной ветви каркасов ротора и статора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности конструкции и стабильности индуктивности и добротности, он снабжен токопроводящим пружинным соединителем каркасов ротора и статора, контактными щтырйми, гибкими перемычками, каркас статора снабжен цилиндрическим щтырем и выполнен с секторной выемкой с центральным углом, равным 180±5°, каркас ротора снабжен секторным выступом с центральным углом, равным , и выполнен с отверстием, ось которого параллельна оси вариометра, в каркасах ротора и статора выполнены также отверстия, оси которых перпендикулярны оси вариометра и в которых расположены контактные щтыри, цилиндрический штырь каркаса статора входит в отверстие каркаса ротора, ось которого параллельна оси вариометра, секторный выступ каркаса ротора расположен в секторной выемке каркаса статора, статорная и роторная обмотки подсоединены к выводам через гибкие перемычки, контактные щтыри и токопроводящий пружинный соединитель, каркасы (Л ротора и статора выполнены из изоляционного материала. СО 00 о со

Б-Б

Фиг. 8

Фц. 9

Фиг. Ю

Фиг. //