Электромагнитный измерительный механизм Советский патент 1990 года по МПК G01R5/14 

Mr

(Риг.2

Изобретение относится к измерительной технике в частности к щитовым электроизмерительным приборам электромагнитной системы.

Цель изобретения - увеличение чувствительности механизма.

Поставленная цель достигается за счет увеличения угла раствора шкалы электромагнитного измерительного механизма.

На фиг. 1 схематично изображен электромагнитный измерительньй механизм, вид сверху, с местными вырезами тщферблата и верхнего основания магнитопровода; на фиг. 2 - то же, вид спереди с поперечным разрезом; на фиг. 3 - переходная втулка, вид сверху; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3.

Электромагнитный измерительный механизм содержит замкнутый магнито- провод, выполненньпЧ в виде полого цилиндра 1 и плоских оснований 2 и 3 из магнитомягкого материала, каркасную цилиндрическую катушку 4 с измерительной обмоткой 5, которая размещена концёнтрично внутри полого цилиндра 1 магнитопровода и установлена одним.из торцов на нижнем основании 3 магнитопровода, образуя между другим торцом и верхним основанием 2 щелевой воздушный зазор 6. Верхнее основание 2 магнитопровода выполнено в форме витой архимедовой спирали с .равномерно уменьшакщимся к периферии шагом, соединенной отогнутым внешним концом 7 в плоскости спирали с внутренней поверхностью цилиндра 4 .магнитопровода. В щелевом зазоре б параллельно торцам катушки 4 и основанию 2 магнитопровода размещен ферромагнитный элемент, выполненный в виде двух отдельных пластинок 8 и 9 в форме секторов, кон- сольно закрепленных центральными частями напротив друг друга на поворотной оси 10, установленной с помощью моментных спиральных пружин 11 в керновых опорах 12 и несущей закрепленный на ее верхней части стрелочный указатель 13. Секторы 8 и 9 ферромагнитного элемента имеют возможность упругого радиального смещения относительно поворотной оси 10, для чего их(внутренние обращенные к оси 10 концы выполнены в виде прямоугольных пластинок 14, размещенных в направляющих пазах 15, которые вы

5

0

5

0

40

45

50

55

полнены глyxи и и в диаметральном направлении укрепленной на оси 10 переходной втулке, состоящей из основания 16 и крьш1ки 17, прикрепленной к основанию винтами 18. Свободные концы пластинок 14 прикреплены к торцовым стенкам направляю1п;их пазов 15 с помощью плоских пружин 19 так, что между расстоянием R от поворотной оси 10 до периферии секторов 8 и 9 ферромагнитного элемента и максимальным радиусом г архимедовой спирали 2 выполнено соотношение R г, а угловая ориентация секторов 8 и 9 относительно внешнего конца 7 архимедовой спирали произвольна. Над верхним основанием 2 магнитопровода закреплен плоский 1 1ферблат 20 с круговыми концентричными шкалами 21 с нумерацией и прозрачным кольцевым участком -22 вблизи от поворотной оси 10, снабженный указателем шкалы отсчета, выполненным в виде нанесенньк на про- зрачньй участок циферблата концентричных КОЛЬЦОВЫХ рисок 23 со сквозной нумерацией, соответствующей нумерации шкал циферблата, и штьфька 24, закрепленного на обращенной к циферблату плоскости одного из секторов параллельно поворотной оси 10 так, что свободньй конец штырька 24 ра.зме- щен непосредственно под циферблатом 20 в зоне кольцевых рисок 23..

Электромагнитньй измерительный механизм работает следующим образом. При подаче в измерительную обмотку 5 измеряемого сигнала поворотная ось 10 с секторами 8 и 9 ферромагнитного элемента стремится повернуться по часовой стрелке в направлении раскручивания архимедовой спирали основания 2, так как шаг спирали в этом направлении уменьшается, а плотность силовых линий магнитного поля увели- чивается. Одновременно с этим сектора 8 и 9 смещанл ся относительно поворотной оси 10 в радиальном направлении в сторону периферии, так как из-за равномерного уменьшения к периферии шага архимедовой спирали увеличение силовых линий магнитного поля происходит как в кольцевом направлении по длине каждого витка спирали, так и в радиальном направлении при переходе ot одного витка к другому в сторону периферии. В процессе первого оборота штырек 24 находится под кольцевым участком между рисками 23, пронумерованньгм цифрой при этом отсчет показаний ведется по стрелочному указателю 13 и на шкале 21 тщферблата 20, также пронумерованной цифрой 1. При превышении значения измеряемого сигнала предела измерения шкалы 1 секторы 8 и 9 ферромагнитного элемента за счет дeйcтвyюpflix на них радиальных усилий деформируют плоские пружины 19 в направлении к периферии, при этом секторы 8 и 9 выходят на новьш виток спирали основания 2, штырек 24 смещается под кольцевой участок 2, и процесс измерения повторяется уже по шкале 2 1 1ферблата. Такой процесс измерения возможен только при выполнении условия R :Г г, в противном случае прекратится радиальное смещение секторов 8 и 9 ферромагнитного элемента к периферии архимедовой спирали.

Предлагаемая конструкция измерительного механизма за счет возможности создания многооборотной конструкции позволяет резко повысить чувствительность путем увеличения угла раствора гжалы и большего приращения плотности магнитного потока на единицу угла поворота подвижной части Созданием такого приращения не только кольцевым, но и радиальным смещением ферромагнитного сердечника относительно архимедовой спирали магннтопроЕода. Т ьи1олнение ферромагнитного элемента в виде диух

симметричных относительно поворотной оси секторов наряду с двукратным повыше нием чувствительности позволяет упростить процесс балансировки подвижной части, улучшить виброустойчивост измерительного механизма.

Формула изобретения

Электромагнитный измерительный механизм, содержащий магнитопровод

1

аы ь1597738

0

5

0

5

0

5

0

5

в виде полого ци;шидра с основания . ми, цилиндрическую с изме- рительйой обмоткой, размещенной на поворотной оси внутри магнитопровода на его нижнем основании,ферромагнитный элемент, расположенный между в-ерх- ним основанием магнитопровода, вы- попненным в виде архимедовой спирали, внешний конец которой Г-образ- ной формы соединен с боковой поверхностью магнитопровода и измерительной катушкой, над верхним основанием магнитопровода закреплен стрелочный указатель, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности механизма, он снабжен переходной втулкой, закрепленной на поворотной оси с диаметрально распо- лолсенными двумя глyxIi ш пазами в плоскости, пepпeн;aiкyляpнoй поворотной оси, ферромагнитный элемент выполнен в виде двух секторов, концы которых выполнены заодно с прямоугольной пластиной, тртферблат, расположенный на верхнем основании магнитопровода, выполнен с круговым-1 кога ;ентричес- кими шкалами и с гцэозрачным участком у поворотной оси с концентрическими кольцевыми рисками со сквозной нумерацией, соответствующей нумерации концентрических ыкал и со штырьком, закрепленным параллельно поворотной оси на одном секторе ферромагнитного элемента под кольцевыми рисками 1щферблата, архимедова спираль верхнего основания магнитопровода выполнена с равномерно уменьшающимся к периферии шагом, при этом прямоугольные пластины ферромагнитного элемента размещены в соответствующих пазах в переходной втулке, с возможностью упругого радиального смещения относительно поворотной оси, а расстояние от поворотной оси до периферии секторов ферромагнитного элемента меньше максимального радиуса архимедовой спирагат.

20

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к щитовым электроизмерительным приборам электромагнитной системы. Целью изобретения является повышение чувствительности механизма. Электромагнитный механизм содержит замкнутый магнитопровод в виде полого цилиндра 1 и плоских оснований 2, 3, каркасную цилиндрическую катушку 4 с измерительной обмоткой 5. Верхнее основание 2 магнитопровода выполнено в виде витой архимедовой спирали с равномерно уменьшающимся к периферии шагом. В щелевом зазоре между торцом катушки 4 и основанием 2 размещены два сектора 8, 9 ферромагнитных элементов, выполненные в виде пластинок в форме секторов, консольно закрепленных центральными частями напротив друг друга на оси 10, установленной с помощью моментных пружин 11 в керновых опорах 12 и несущей стрелочный указатель 13. Сектора 8, 9 имеют возможность упругого радиального смещения относительно оси 10 за счет их упругого крепления во втулке. Над верхним основанием 2 магнитопривода укреплен плоский циферблат 20 с круговыми концентричными шкалами, снабженный указателем шкалы отсчета, выполненным в виде нанесенных на прозрачный участок шкалы кольцевых рисок и закрепленного на секторе 8 штырька 24, расположенного непосредственно в зоне рисок. При подаче измеряемого тока ферромагнитные элементы (8, 9) одновременно с поворотом смещаются в радиальном направлении, в результате чего измерение происходит последовательно по разным шкалам, индицируемым с помощью указателя шкалы отсчета. 4 ил.

16

15

18

щиг1

Фиг.