Устройство для вибрационной стабилизации подвижной части электромагнитного прибора Советский патент 1986 года по МПК G01R3/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в приборостроении.

Цель изобретения - повьшение КПД и эффективности стабилизации.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимость коэффициента усиления используемого усилителя с автоматической регулировкой усиления от уровня входного сигнала; на фиг.З - конструкция использованной магнитной системы; на фиг.4 линии колебания максимума магнитного поля в зазоре магнитной системы.

Устройство (фиг.1) содержит источник переменного напряжения, состоящий из последовательно включенных низкочастотного генератора 1 шума, полосового фильтра 2 и усилителя 3, мостовой узел, в одно плечо которо- го включена катушка 4 магнитной системы, а другие плечи образованы резисторами 5 - 7 и катушкой 8 индуктивности, усилитель 9 с автоматической- регулировкой усиления и усилитель 10 мощности. Усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления подключен входом к измерительной диагонали мостового узла, а выходом к входу усилителя 10 мощности. Выходы усилителя 10 мощности и источника переменного напряжения (усилителя 3) подключены к питающей диагонали мостового узла.

Магнитная система имеет в своем составе,помимо катушки 4, постоянный магнит 11 (фиг.З) и плоский ферромагнитный сердечник 12, вставленный в катушку 4, снабженный концом в виде угольника и ориентированный острием по оси симметрии постоянного магнита 11-. Воздушный зазор 13 магнитной системы образован постоянным магнитом 11 и расположенным над ним сердечником 12.,В зазоре 13 свободно размещается ферромагнитный сектор 14 стабилизируемой подвижной части, при этом он имеет возможность вращения вокруг оси 15 подвижной части. Единообразна выставления сектора 14 в зазоре 13 достигается, например, выставлением обоймы 16 измерительного механизма прибора на направляюпщх 17 а также взаимодействием сектора 14 подвижной части с псстояиньм магнитом 11 магнитной системы.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Элементы 5-8 мостового узла подобраны так, что при вставленном в зазор 13 магнитной системы секторе 14 стабилизируемой подвижной части мостовой узел оказывается сбалансированным, т.е. напряжение на его измерительной диагонали равно нулю. Дпя лучшей балансировки мостового узла вместо элементов 7 и 8 может быть включена катушка магнитной системы, аналогичной использованной магнитной системе, с вставленным в ее зазор сектором подвижной части, подобной стабилизируемой, но только с заторможенной осью.

Устройство работает следующим образом.

В широкополосном случайном сигнале с выхода низкочастотного генератора 1 шума полосовым фильтром 2 выделяется сигнал в полосе частот 100- 250 Гц, в которой находятся резонансные частоты элементов стабилизируемой подвижной части, после чего полученный сигнал усиливается усили- ;телем 3 и подается на питающую диагональ мостового узла.

При протекании тока по катушке 4 магнитной системы в зазоре 13 образуется переменное магнитное поле с характерными линиями колебания максимума (фиг.4). На максимум этого поля стремится орие;нтироваться сектор 14 стабилизируемой подвижной части и в результате этого совершает колебательные движения вокруг оси 15. Поскольку сектор и остальные детали подвижной части жестко прикреплены к оси 15, колебания передаются всем деталям, и они начинают резонировать каждая на своих частотах (такими деталями у электромагнитного прибора являются стрелка, держатель, крыло успокоителя). В результате обратной передачи усиленных резонансных колебаний деталей на ось 15 подвижной части и их смещения происходит выделение некоторого полигармонического механического колебательного движения сектора 14, причем по частоте и амплитуде это движение соответствует резонансным колебаниям деталей. Колебания сектора 14 приводят к из-. менению индуктивного сопротивления катушки 4 магнитной системы, включенной в плечо мостового узла, что, в свою очередь, обуславливает выде-, ление на измерительной диагонали сигнала, пропорционального полигармоническим колебаниям сектора 14. Первоначальные колебания сектора 14 передаются различным деталям в разной пропорции (также неоднородно и обратное воздействие), и даже возбуждения одной и той же детали на разных частотах не являются равнозначными. Поэтому различны и амплиту ды составляющих частот полигармонического сигнала на измерительной диагонами мостового узла.

Сигнал с измерительной диагонали мостового узла проходит на усилитель 9 с автоматической регулировкой усиления . по уровню Ug входного сигнала (фиг.2). На выходе усилителя 9 формируется сигнал, по частотному составу пропорциональньй входному, но с обратной пропорцией амплитуд составляющих частот. В результате к питающей диагонали мостового узла прикладывается полигармоническое напряжение с составляющими частотами, совпадающими с резонансными частотами деталей стабилизируемой подвижной части, амплитуды которых обратно пропорциональны степени возбуждения резонанса. Если резонанс на какой-либо частоте возбудить легче, то питанщее напряжение на этой частоте оказьшается меньшим, и наоборот.

Таким образом достигается одновременное и интенсивное возбуждение резонансных колебаний всех деталей стабилизируемой подвижной части, что позволяет повысить эффективность вибрационной стабилизации. Повышение

10

15

150284

КПД обусловлено исключением термостабилизации и необходимых для ее осуществления затрат электроэнергии.

5 Фо. рмула изобретения

1.Устройство для вибрационной стабилизации подвижной части электромагнитного прибора, содержащее источник переменного напряжения и магнитную систему, состоящую из катушки и постоянного магнита, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и эффективности стабилизации, в него введены мостовой узел, усилитель с автсжатической регулировкой усиления и усилитель мощности, причем катушка магнитной системы включена в одно плечо мостового узла, усилитель с автоматической регу иров- кой усиления подключен входом к измерительной диагонали мостового узла, а выходом к входу усилителя мощ- ности, выходы усилителя мощности и ис- 25 точника переменного напряжения подключены к питающей диагонали мостового узла.

2.Устройство ПОП.1, отличающее с я тем, что магнитная система выполнена с зазором для размещения в нем сектора стабилизируемой подвижной части, причем зазор образован постоянным магнитом и расположенным над ним плоским ферромагнитным сердечником, вставленным в катушку, снабженным концом в виде угольника и ориентированным острием по оси сим- |метрии постоянного магнита.

20

30

35

Фи&з

-линии Каледония паксипупа наенитН080 ПОПЯ

us.4

Редактор А.Огар

Составитель Л.Морозов

Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Эрдейи

Заказ 902/52 Тираж 730Подписное

ВНИШ1И Государственного кo итeтa СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, ул.Проектная, д.4/5