Электромагнитный логометр Советский патент 1988 года по МПК G01R5/14 

S П

I I

6

}5 1U

Изобретение может быть использовано в качестве щитовых малогабаритных логометров с повышенной точностью, чувствительностью и высокой виброустойчивостью. Электромагнитный логометр (ЭМП) содержит .подшипни1{ качения с внутренним кольцом (ВК) 1, наружное ко льцо 2 fcoToporo неподвижно посажено в корпусе 3, магнитопро воды в виде замкнутых цилиндрических колец, на внешней поверхности которых имеются плавно и взаимно противоположно сужающиеся сквозные кольцевые пазы 11, 12, ферромагнитный сердечник 13, перемещающийся вместе с ВК 1 в воздушном зазоре между ВК 1 и магнитопроводами и выполненный в виде сектора цилиндрической обечайки из магнитомягкого материала. Магнито пр оводы закреплены еоосно друг над другом и расположены коаксиально с подшипником, качения. ЭМЛ высокочувствителен. 3 шт. S tn

/ / . А / - / Х/Х/. х . //

- / /

, / - / f

g

4

СО

о

00

со

оэ

Изобретение относится к Р1змери- тельной технике и может быть использовано в качестве пштов),1х малогаба ритных логоМетров с повышенной ностью, чувствител% остью и вг шокой виброустойчивостью., а также в прибо pax, использующих отношение токов омметрах5 фазометрах, фарадометрах и частотометрах, а также может быть использовано в авиационных приборах.

Целью изобретения является повыше- ние чувствительности и уменьшения га-баритов

На фиГо 1 схематично изображен предлагаемый электромагнитный лого- метр, вид спереди, центральньш раз pesj на фиг, 2 то Kaj вид сверху§ на фиг о 3 развертка. боковой поверх- ности магнитопроводов с ферромагкит- ным элементом9 иллюстрирз ющая цип работы логометра,.

Электромагнитный логометр содержит

подшипник качения с внутренним коль цом 1j наружное кольцо 2 которого не-

подвижно посажено в корпус 3 и две циливдрические измерительные обмотки 4 и 5, окваченный магнитопровода-- KMeiaisf№№i загжиутьпс щ-яшнд- ptCTSCKi-ni колец и ойразовзккьк осно ванияш б и 7 с иаве:р нутЬЕ 1И на них кр1йвкамй 8 и 9 Маг топроводм жестко закреплены друг Нйд друг ом в корпусе внутри внутреннего коиьца аодыигшмка , кояцентрично с ним путем пкотА ог О на- санз ваякя отверсткя1 4И на вьгаолненный в центр-е корпуса, цилиндрический -разделены дру1 от друга ш.ай™ бой 10 из нема,гн1-ггноА о материала. На щляндрйческжс знешнйк обращеиник к Кольщу пода Кгашка гюверхностях оба Магййтоировода ийеют г-щентячные су- жаюищеся сквозные кольцевые пазьз 1 я I2j причем сужение пазов в обонх

магии опроводак взаимно противоположно,. На внутреннам кольце 1 поДшипин - ка по всей его вшсоте укрегшен ферромагнитный се здечкик 13, которьй может перемещаться вместе с кольцом 1 ; в воздушном зазоре Кбгжду кольцом 1 и магнитопроводами при этом сердечник

13 выполнен в вид сектора дклкндри

ческой обечайки из магннтомягкого ма- . териапа, высота которого равна выса- те подшипника. ФeppoI-шгкит shIй сердеч- ник 13 жестко закреплен на кольце Т подшипника с радиа:льным зазором к маг- нитбпроводам,, Над подшипником концент- рично в корпусе неподвилсно установ

лена плоская кольцевая шкала 14, прижатая ввернутой в корпус прозрачной крьгагкой 15 из плексиглаза. На подвижной части размещен указатель, вьтол- ненный в виде нанесенной на обращенные к шкале торцовые поверхности ферромагнитного элемента и внутреннего кольца подшипника цветной риски 16,

0 примыкающей к внутренней окружности кольца шкзлы.

Ферромагнитный сердечник 13 выполнен из пермаллоя, риска 16, выполняющая функции указателя, нанесена крас5 ной краской, В логометре использован радиально упорный подшипник, воспринимающий как радиальные, так и осевые нагрузки я имеющий минимальный момент трения качения. Выбор обусловлен тем,

0 при взаимодействии ферромагнитного сердечника 13 с магнитным полем, а конкретно, при его стремлении перекрыть максимально возможную площадь пазов 3 1 5агнитопроводах, наряду с ра- дкс;лы ыми силами на сердечник 13 мо гут действовать силы в осевом направлении „ Наружный диаметр подшипника 60 ММ; высота 35 мм.

Электромагнитный логометр работает следующим образомо

Логометр предназначен для измерения отношения двух токов. Обозначим ток, подаваемый в верхнкно на фиг. 1

измерительную логометра, через I.), а нкжню - через . При подаче в Измерительные обмотки 4 и 5 токов магнитные потоки замыкаются через кольцевые магиитопроводы вокруг обм отокг например,, поток от тока I, замьжается через основание 6, в котором уложена обмоткаэ навернутую на него крьшку 8 и паз 11, Ферромагнитный сердечник 13, закрепленньА иа внутреннем кольце ггодшипнйка, стре- MHTCHj естественно, занять попоженне, при котором использование электромагнитной энергии измерительных обмоток 4 и 5 минимально. Таким образом, ферромагнитный сердечник стремится пере- KpbfFb пазы 11 и 12 в возможно более ик пшроком месте и замкнуть магнитный поток не через пазы, а через себя . При этом сердечник 13 поворачивается вместе с внутренним кольцом 1 .подшипника к расширяющейся части паза. На фиг„ 3 приведена развертка магнитопроводов с пропилами и ферромаг - китньш сердечником. Пусть ток 1 большеJ чем ток I. Увеличение щирины

0

5

6

пазов имеет встречное направление: на фиг. 3 видно, что паз 11 в верхнем магнитопроводе расширяется вправо, а в нижнем магнитопроводе паз 12 расширяется влево. Поэтому и сердечник 13 стремится одновременно втянуться вправо в сторону расширения паза 11 и влево в сторону расширения паза 12 . Но так как , то сердечник 13 все таки идет вправо и соответственно происходит поворот внутреннего кольца подшипника вместе с указателем относительно неподвижной шкалы. В данном случае момент первого тока можно считать вращаюпщм, а второго - противодействующим. Для работы логометра необходимо, чтобы хотя бы один из МО

ментов зависел от угла поворота (в данном случае от угла зависят оба момента). В электромагнитном приборе мо менты, кроме квадрата тока, пропор- ци ональны производной индуктивности по углу поворота, т.е. изменению индуктивности или ширины перекрываемого ферромагнитным сердечником 13 щелезоI го паза от изменения угла поворота. Если бы; ширина паза равномерно увеличивалась, т.е. по прямой линии, то это изменение было бы постоянным, производная бьша бы равна нулю, моменты не зависели бы от угла поворота т.е. логометр просто бы не работал, сердечник поворачивался бы в сторону большего тока независимо от величины соотношения токов до упора, т.е. до конца шкапы. В предлагаемой конструкции ширина пазов увеличивается, но увеличение имеет затухающий характер За счет увеличения ширины втягивание в сторону большего тока происходит,

но за счет затуханицего характера увеличения ширины поворот постепенно прекращается. Например, в данном случае (фиг. 3) происходит поворот в сторону действия тока 1) т.е. вправо, данный момент вращаюЕций. Но постепенно увеличение ширины пазов 11 уменьшается, производная индуктивности по углу также уменьшается и вращающий момент также уменьшается. Но одновременно при движении сердечника 13 вправо в другом щелевом пазу противодействующий момент от тока 1, увеличивается, так как сердечник здесь выходит на участок с большим

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

углом накЗюна кривой ширины зазора $ здесь изменение индуктивности от угла проявляется все сильнее и сильнее с углом поворота, таким образом при некотором угле поворота вращающий и противодействующий моменты уравновесят друг друга. В случае, если ток 1 больше тока I,, сердечник 13 начинает перемещаться влево на фиг. 3 и картина полностью повторяется, только момент от второго тока является вращаю- щимд а первого тока. - противодействующим.

Формула изобретения

Электромагнитный логометр, содер- жащий размещенные в корпусе две ци линдрические измерительные обкотки с жестко закрепленными магнитопрово- жам11, плоскую кольцевую шкалу, указатель, ферромагнитньй сердечник, закрепленный с возможностью перемещения в воздушных зазорах магнитопроводоВу . отличающийся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности и уменьшения габаритов, он снабжен подшипником качения,, коаксиально размещенным в корпусе, магн1:топроводы вы- . полнены в виде замкнутьпс цилиндрических колец, на внешней цилиндрической поверхности которых выполнены плавно и взаимно противоположно сужающиеся сквозные кольцевые пазы ферромагнитный сердечник -вьшо.пнен в виде сектора цилиндрической обечайки из магнито- мягкого материала5 высота которого равна высоте поршипника, каждая измерительная обмотка расположена Е соответствующем магнитопроводе, при этом магнитопроводы закреплены соосно друг над дpyгo s и расположены коаксиально с подшипником каченияS ферромагнитньй сердечник жестко закреплен на внутреннем кольце подшипника качения и с радиальным зазором к внешним цилиндрическим поверхностям магкитопро- водов наруз кное кольцо подшипника качения жестко закреплено в корпусе, плойкая кольцевая шкала размещена перпендикулярно оси подшипника качения, а указатель расположен под, шкалой на торцовых поверхностях ферромагнитного сердечника и внутреннего кольца подшипника качения

Составитель Ф.Тарнопольская

Редактор Е.КопчаТехред Н.Дидык

Заказ 5339/48 Тираж .772Подписное

ВПИИПИ 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

Корректор М.Шаропш