Магнитоэлектрический измерительный механизм Советский патент 1987 года по МПК G01R5/02 

Изобретение относится к иэмери- тельной технике и может быть использовано при изготовлении индикаторов постоянного и вьшрямленного токов или напряжений с углом отклонения не более 90 и нуль-индикаторов.

Целью изобретения является повьше ние чувствительности магнитоэлектрического механизма при одновременном повышении его надежности за счет уменьшения полей рассеяния магнита.

На фиг. 1 показан предлагаемый измерительный механизм, вид сбоку; на. фиг. 2 - то же, вид сверху.

Измерительный механизм содержит постоянный магнит 1, П-образный маг- нитопровод 2, соединенный с одним из полюсов магнита 1 и образующий воздушный зазор 3 с другим полюсом магнита 1. В воздушном зазоре 3 частично размещена проволочная катушка 4, намотанная на металлическом каркасе, 5, выполняющем одновременно функции демпфера. Каркас 5 укреплен на поворотной оси 6, несущей указатель 7. Поворотная ось 6 установлена перпендикулярно полюсам 8 и 9 постоянного магнита 1, Площадь воздушного зазора 3, а также сечение магнита 1 в плоскости, перпендикулярной оси 6, имеют форму сектора с дугой oi , незначительно превьш1ающей полный угол отклонения сх1„ указателя 7 При этом более 0,9 длины стороны 10 каркаса 5 находится в воздушном зазоре 3 при любом положении указателя.

Измерительный механизм работает следующим образом.

При поступлении измеряемого тока, в катушку 4 она стремиться расположиться так, чтобы суммарное электромагнитное поле было наибольшим. В зависимости от направления тока сектор катушки. 4 стремится совместиться с сектором постоянного магнита 1 или выйти из воздушного зазора 3. Вращающий, момент при этом уравновешивается противодействующим моментом, создаваемым известным способом, например спиральными пружинами или ленточными растяжками.

Вращающий момент определяется следующим образом:

,г

п S М. IvB IwB

.L

2

(2)

где В - индукция в зазоре 3;

V - число витков в катушке 4; И - измеряемый ток.

Из формулы (2) следует, что М может быть увеличен за счет увеличения, например, числа витков w без снижения индукции В и ограничения

надежности прибора.

Указатель 7 размещают вдоль биссектрисы угла дуги сектора каркаса 5, что значительно снижает массу балансировочных грузов, последнее способствует повьшзеншо чувствительности механизма. Магнитопровод 2 выполняют в виде цельной пластины из магнито- мягкого материала.

Поскольку дуга сектора воздушного зазора 3 равна дуге сектора каркаса, то из условия, что одна из радиальных сторон 10 каркаса 5 находится в зазоре 3 при любом положении указателя, следует, что другая радиальная сторона находится полностью вне воздушного зазора. Вследствие возможного смещения указателя от заданного положения и магнитной системы вследствие допусков, а также на- личия полей рассеяния, необходим определенный запас по превьш1ению длины дуги сектора каркаса над углом поворота. В то же время чрезмерное превьш1ение недопустимо, так как приводит к увеличению диаметра среднего витка катушки 4 и увеличению ее входного сопротивления, т.е. ухудшению одной из важных характеристик измерителя. Оптимальной с точки зрения

повьшгения чувствительности механизма является длина дуги сектора каркаса согласно вырсШению (1).

В известном устройстве, где каркас охватывает магнитопровод, длина

среднего витка, обусловливающая оми- ческое сопротивление катушки и каркаса, определяется сечением магнито- провода; для уменьшения омического сопротивления катушки, являющегося

важной характеристикой, и для уменьшения сопротивления каркаса с целью повьшзения эффективности демпфирования, требовалось бы уменьшить сечение магнитопровода, что привело бы к

снижению индукции в зазоре и, следовательно, чувствительности.

В предлагаемом магнитоэлектрическом измерительном механизме сечение магнитопровода не связано с длиной среднего витка катушки и каркаса, вследствие чего повышается чувствительность, упрошается конструкция измерительного механизма и уменьша3 . 131А271

ется трудоемкость его сборки. Кроме здаваемый того, уменьшаются поля рассеяния вом магнита, что также приводит к росту

чувствительности. При равенстве размеров известного и предлагаемого 5 . механизмов вращающий момент, соМ

вр

т.е. значи

известные устройст

IwB

(R -S- пГ - (У пГ 2

т.е. значительно меньше

(JDi/e./

Составитель С. Шумилишская 1 едактор А. Лежнина Техред Л.Олийнык . Корректоре. Черни

2209/46

Тираж 731Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фи.2