Магнитоэлектрический измерительный механизм Советский патент 1984 года по МПК G01R5/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрических величин или для преобразования их в перемещение.

Известен магнитоэлектрический измерительный механизм, содержащий намагниченный вдоль оси внутрирамочный цилиндрический стержневой постоянный магнит, магнитопровод и прямоугольную подвижную раму р. .

Магнитный поток в рабочем воздушном зазоре распределяется равномерно и имеет радиальное направление. Измерительный механизм имеет угол отклонения подвижной части ие более 240 . Кроме того, механизм не защищен от влияния внешних магнитных полей, в связи с чем он требуетспециального экранирования, что увеличивает массу и габариты прибора. Плоская шкала прибора плохо сочетается с цилиндрическим измерительным механизмом меньшего диаметра. Это также увеличивает габариты прибора.

Наиболее близким к предлагаемому по.технической сущности является магнитоэлектрический измерительный механизм, содержащий стержневой постоянный магнит с монотонно возрастающей площадью поперечного сечения, магнитопровод, сердечник, возвратные пружины и рамку с измерительной обмоткой, соединенную с указателем, причем рамка расположена в плоскости проходящей через ось 2 .

В известном устройстве угол поворота указателя также не превышает 270, что объясняется конструкцией /магнитной системы, т.е. необходи|юстью замыкания магнитного потока, что обуславливает низкую чувствитель ность измерительного механизма. Кроме того, известный механизм также не защищен от влияния внешних магнитных полей, згвдита от которых требует применения специальных экранов. Это,д а также наличие сердечника приводит к увеличению веса и габаритов устройства.

Цель изобретения - увеличение чувствительностй механизма.

Для достижения цели в магнитоэлект рическом измерительном механизме, содержащем постоянный магнит с монотонно возрастающей площадью поперечного сечения, магнитопровод, рамку с измерительной обмоткой, закрепленную на оси н соединенную ,с указателем, и возвратные пружины, постоянный магнит выполнен в виде диска, магнитопровод - в,1аиде з лкнутого полого цилиндрд, рамка выполнена в виде сектора и расположёна соосна с постоянным магнктом в/полости маг нитопровода перпендикулярно оси, а

величина центрального угла рамки определяется из соотношения

1- l sn-UR-r)

где П - центральный угол рамки;

00- угол переменного поперечного сечеиия постоянного магнита} М - номинальное значение вращашцего момента; В - величина индукции магнитного поля (постоянного магнит в месте расположения рамки; п - число витков измерительной обмотки рамки;

1- номинальный предел чувствительности по току; Й,р - соответственно максимальный наружный и минимальный внутренний радиусы постоянного магнита.

Кроме того, поперечное сечение постоянного магнита возрастает от

нулевого значения. I

Постоянный магнит выполнен из дву

половин, размещенных по разные стороны от рамки.

На фиг. 1 изображен магнитоэлектрический измерительный механизм, вид сверху; на фиг.2 -то же, поперечный разрез;на фиг.З - вариант выполнения механизма с постоянным магнитом, выполненным из двух половин.

Магнитоэлектрический измерительный механизм содержит магнитную систему, состоящую из цилиндрического магнитопровода .1 с плоскими основаниями 2. Внутри магнитной системы на основаниях 2 .закреплены половины постоянного магнита 3, имеющие переменное поперечное сечение, увеличивающееся в Направлении поворота плоской подвижной рамки 4. Рамка 4 расположена в. рабочем зазоре между магнитами 3. Она имеет форму сектора и закреплена консольно на-оси 5, расположенной перпендикулярно плосКИМ основаниям 2. Ось 5 соединена также с пружинами 6 и указателем 7.

Магнитоэлектрический измерительный i -механизм работает следующим образом.

В магнитной системе через цилиндрический корпус 1 и основания 2 замыкается магнитный поток постоянных магнитов 3. Этот поток создает в рабочем зазоре магнитное поле. После подключения рамки 4 к источнику постоянного электрического тока на ее стороны, находящиеся в магнитном поле, будут действовать силы. Величина и направление действия сил определяется электрическим током, числом витком в рамке, индукцией магнитного поля в рабочем зазоре и длиной сторон peiMKH, помещенных

в магнитном поле. При этом силы, действующие на противоположные стороны рамки 4, .направлены в противоположные стороны и неравны по величине в силу переменного сечения магнита 3. Под действием результируюадего вращающего момента рамка 4 с осью 5 начинают поворачиваться. Пружины б, закручиваясь при вращении оси 5, уравновешивают результирующий вращающий момент. Ноложение рамки 4 относительно постоянного магнита 3 определяется силой электрического тока в peiMKe и постоянной измерительного механизма.

Увеличение поперечного сечения постоянного магнита 3 с нулевого

значения вместе с увеличением угла отклонения подвижной части и выпол-, нением магнита 3 из двух половин приводит к повышению чувствительности механизма.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется малыми габаритами и весом. Поскольку постоянный магнит 3 может быть выполнен с углом переменного сечения до 360, а рамка 4 с центральным углом не болеё 30-40°, угол отклонения указ ателя 7 составляет 320-330°. Кроме того, механизм имеет малые осевые -размеры, что весьма существенно, поскольку его радиальные размеры ограничены размерами шкалы.

l. МЛГННТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, содержшций постоянный магнит с монотонно возрастаисяцей площадью поперечного сечения, магнитопровод, рамку с измерительной обмоткой, закрепленную на оси и соединенную с указателем, и возвратные пружины, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения чувствительности механизма,, постоянный магнит выполнен в виде диска, магнитопровод в виде замкнутого полого цилиндра, рамка выполнена в виде сектора и расположена соосно с постоянным магнитом в полости магнитопровода перпендикулярно .оси, а величина центрального угла рамки бпределяется из соотношения a-Mtt Р, ) B-n-HR -r l Р где - центральный угол рамки; и. - угол переменного поперечного сечения постоянного магнита; - номинальное значение рращающего момента; В - величина индукции магнитного поля (постоянного магнита) в месте расположения рамки; tt - число витков измерительной с S обмотки рамки; I - номинальный предел чувстви«Л тельности по току; R и Г - соответственно максимальный наружный и минимальный внутренний радиусы постоянного магнита.g 2.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что поперечное сече ние постоянного магнита возрастает от нулевого значения. 3.Механизм по п. 1, о т л и ч аэо ю щ и и с я тем, что постоянный магнит выполнен из двух половин, разме4 щенных по разные стороны от рамки. эо 4