Измерительный механизм магнитоэлектрической системы Советский патент 1985 года по МПК G01R5/02 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть ис пользовано при изготовлении магнит электрических приборов, предназначенных для эксплуатации в условиях механических воздействий. Целью изобретения является повы шение виброустойчивости измеритель ного механизма при одновременном упрощении технологии его изготовле ния и сборки. На фиг. 1 показан предлагаемый мерительный механизм без обоймы и узлов крепления к обойме подвижной части; на фиг. 2 -расположени токопроводящего витка в магнитном ле; на фиг. 3 - магнитная система вместе с обоймой. Измерительпьй механизм состоит из рамки 1 с каркасом из алюминиев го сплава, помещенной в зазор магнитной системы, образованной внутр рамочным магнитом 2 с полюсными на конечниками 3 и цилиндрическим маг нитопроводом 4 из магнитомягкой стали. Внутрирамочный магнит 2, магнитопровод 4 и рамка 1 закрепляются на обойме 5 (крепление рамки 1 к обойме 5 на фиг. 1 и 3 не показано). Сечение магнитопровода 4 любой плоскостью, проходящей через ось Z вращения рамки 1 (фиг. выполнено в виде периодически повт ряющихся профилей 6, расположенных несимметрично относительно оси Z. Периодически повторяющиеся профили 6 образованы имеющими круглое сечение витками цилиндрической пружины, являющейся магнитопроводом 4. На рабочих сторонах рамки 1 перпендикулярно поперечной оси Y механизма приклеены электрически из лированные от рамки токопроводящиё кольца 7, выполненные, например, из медной проволоки, диаметр которых равен или превьппает диаметр профилей 6.В сторонах каркаса 1, обращенных к магнитопроводу 4, выполнены отверстия 8. Выполнение магнитопровода 4 в виде повторяющихся профилей 6 приводит к тому, что силовые линии 9 (фиг. 2) магнитного пол в зазоре магнитной системы распределены вдоль оси Y неравномерно, их плотность возрастает по мере приближения к профилю 6, В результа те этого при поперечных колебаниях вдоль оси Y рамки 1, а вместе с ней и витка 7, в последнем наводится ЭДС, обусловленная изменением магнит ного потока в контуре, образованном витком 7. ЭДС порождает ток в витке 7, который создает магнитное поле, противодействующее за счет взаимодействия с основным магнитным полем колебаниям витка 7, а значит и рамки 1, что создает необходимое успокоение поперечных колебаний рамки 1 вдоль оси Y. За счет того, что профили 6 выполнены несимметрично относительно оси вращения Z, силовые линии 9 магнитного поля в зазоре распределены неравномерно и вдоль другой поперечной оси X. Поэтому при поперечных колебаниях рамки 1 вместе с витком 6 вдоль оси X магнитный поток, пронизывающий контур, образованный витком 7, также изменяется, что приводит к возникновению демпфирующих сил Эффективност-ь успокоения поперечных колебаний, а значит и виброустойчивость, будут тем вьше, чем больше неравномерность силовых линий 9 магнитного поля в зазоре и чем меньше электрическое сопротивление витка 7. Указанная неравномерность тем больше, чем острее профиль 6 в направлении оси Y, поэтому конфигурация профили 6 может быть, не только круглой (фиг. 1 - 3), айв виде эллипса или параллелограмма. Таким образом, подбирая конфигурацию профилей 6, их число и несимметричность расположения относитель-, но оси Y,a также, подбирая число витков 7, диаметр проволоки, обра-i зующей виток 7, и диаметр самого витка 7, можно получить необходимое успокоение поперечных колебаний рамки при заданной виброустойчивости. Диаметр витка 7 должен быть сравним или больше размеров профиля 6 для того, чтобы демпфирование поперечных колебаний рамки 1 не зависело от угла ее поворота около оси вращения. При выполнении указанного соотношения размеров витка 7 и профиля 6 изменение магнитного потока в контуре -витка 1 примерно одинаково при любом угле поворота рамки 1, вызванном измеряемым током. Экспериментально в предлагаемом устройстве было установлено увеличение эффективности успокоения поперечных колебаний рамки 1 при

311

выполнении в сторонах каркаса, обра- щенных к магнитопроводу 4, отверстий 8. Этот факт объясняется тем, что материал каркаса в окрестности отверстия 8 представляет собой проводящий контур, пронизываемый силовыми линиями 9 магнитного поля так же, как и витки 7.

Экспериментально было также проверено, что для щитовых приборов класса 1, 5 и ниже, неравномерность распределения силовых линий 9 магнит кого поля в зазоре не влияет заметно на линейность шкалы. Потери индукции в зазоре магнитной системы предлагаемого механизма по сравнению с известным, где магнитопровод трубчатый, незначительны.

Предлагаемое устройство значительно технологичней известных и упрощает технологию изготовления и сборки механизма, даже если периодически повторяющиеся профили 6 сечения магнитопровода 4 образованы витками цилиндрической пружины, являющейся в этом случае магнитопроводом 4. В известном устройстве магнитопровод.изготовляется из хо17174

лоднотянутых труб механическойобра боткой на токарных станках, при этом коэффициент использования ме, талла низоки равен 0,4-0,6. Закрепляется трубчатый магнитопровод в обойме с помощью упорных винтов. Магнитопровод в виде цилиндрической пружины может быть изготовлен из профилированной проволоки на обычных автоматах для навивки пружин, что обеспечивает коэффициент использования металла 0,69-0,95 и в сравнении с токарной обработкой повышает производительность труда в нес-

5 колько раз. Кроме того, магнитопровод 4 в виде цилиндрической пружины может быть закреплен на обойме 5 с помощью натяга, что.упрощает операцию крепления и исключает зат2Q раты, связанные с изготовлением крепежных элементов.

Указанные преимущества .значительно перекрывают затраты, связанные с изготовлением и креплением колец 7

25 к рамке 1, в результате чего в целом предлагаемое устройство технологичнее известного, обладая, к тому же, более высокой виброустойчивостью.

Ь ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, содержащий рамку с каркасом из токопроводящего материала, помещенную в зазор магнитной системы, образованной внутрирамочным магнитом и цилиндрическим магнитопроводом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения виброустойчивости и упрощения технологии изготовления и сборки. сечение магнитопровода плоскостью, проходящей через ось вращения рамки, выполнено в виде -периодически повторяющихся профилей, расположенных несимметрично относительно оси вращения рамки, а на сторонах рамки, обращенных к магнитопроводу, прикреплены перпендикулярно поперечной оси механизма токопроводящие кольца, диаметр которых равен или превышает размеры профилей магнитопровода. 2.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что в стороI нах каркаса, обращенных к- магнитопроводу, выполнены-отверстия. (Л С 3.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что периодически повторяющиеся профили сечения магнитопровода образованы витками цилиндрической пружины, являющейся магнитопроводом.