Реле на герконах Советский патент 1991 года по МПК H01H51/28 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении коммутаторов сигналов низкого уровня или входных устройств высокочувствительных измерительных приборов, а также при построении высокоточных метрологических и технологических измерительно-вычислительных комплексов (ИВК).

Цель изобретения - уменьшение погрешности коммутации сигналов малых уровней за счет снижения уровня термоЭДС с одновременным повышением технологичности конструкции.

На фиг. 1 изображено реле с двумя гер- конами, продольный разрез (по А-А на фиг. .2);

на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - реле с одним герконом; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - клемма для случая применения винтов; на фиг. 6 - то же, для случая применения конических штифтов.

Реле содержит корпус 1, выполненный из электро- и теплопроводного материала (например, из меди), внутри которого расположены два геркона 2 с надетыми на них электро- и теплоизоляционными трубками 3. Выводы 4 герконов 2 и соединительные провода 5 проходят через отверстия клемм 6, выполненных из меди. Выводы герконов и концы соединительных проводов прижаты к стенкам отверстий с помощью винтов (или конических штифтов) 7. Клеммы 6 электвиО

Ј

ГО

сл о

чески изолированы от корпуса шайбами 8 из окиси бериллия и от крепежных винтов 9 изоляционными шайбами 10 и изоляционными трубками 11. Крепежные винты 9 через шайбы 8, 10 и 12 плотно прижаты к корпусу 1. Область клемм покрыта крышками 13 и 14 из электро- и теплопроводного материала. Винты 15 и 16 предназначены для крепления крышек. Отверстия 17 являются установочными.

Обмотки 18 управления намотаны на каркасы 19, изготовленные из теплоизолирующего материала. Пластины 20 из бронзы предназначены для крепления каркасов, а также для обеспечения электрического контакта между магнитопроводами 21 и электростатическим экраном 22 из немагнитного материала. Между экраном 22 и корпусом 1 расположен теплоизолятор - прокладка 23 с низкой теплопроводностью (например, из полистирола). Мэгнитопроводы и каркасы приклеены к основаниям 24 с зажимами 25 для крепления выводов 26 обмоток управления. Концы П-образных магнитопроводов обхватывают герконы с надетыми на них изоляционными трубками с трех сторон. Для этого магнитопроводы 21 собраны из П-образных магнитопроводящих пластин (например, из пермаллоя), причем крайние пластины 27 (минимум по одной с каждой стороны) длиннее остальных.

Конструкция реле с одним герконом отличается размерами теплопроводящего корпуса 1, конфигурацией крышки 28 и наличием только одного мзгнитопровода с обмоткой управления.

Реле работает следующим образом.

При обесточенной обмотке 18 управления контакты геркона 2 разомкнуты и сопротивление между клеммами 6 велико. При подаче напряжения на обмотку управления ток в обмотке управления индуцирует в маг- нитопроводе 21 магнитный поток, который передается к контактам геркона. Под действием магнитного потока контакты геркона замыкаются и сопротивление между клеммами становится малым.

После переходных процессов, вызванных замыканием геркона, между клеммами геркона появляется термоЭДС, которая постепенно увеличивается до какой-то устано- вившейся величины за счет подогрева клемм 6 обмоткой управления 18. Величина установившегося термоЭДС прямо пропорциональна разности температур между клеммами.

В предлагаемом реле достигается исключительно низкий уровень термоЭДС за счет следующих конструкционных факторов:

хороший теплрвой контакт клемм с корпусом 1, а также применение-соединений, осуществленных с помощью винтов или конических штифтов, позволяет минимизировать разницу температуры между клеммами 6; примененные электро- и теплопроводные крышки 13 и 14 (или 28 при варианте реле с одним герконом), а также значительная теплоемкость клемм 6 уменьшает влияние внешних тепловых потоков на температуру этих клемм. Увеличенная теплоемкость клемм допускает также подключение соединительных проводов 5

увеличенного (по сравнению с известными конструкциями) сечения;

те.плоизолирующая прокладка 23 уменьшает количество тепла, передаваемого от обмотки управления 18 к клеммам 6.

Для уменьшения передачи тепла от обмотки управления 18 по магнитопроводу 21 к геркону 2 и к клеммам 6 каркасы 19 изготовлены из теплоизолирующего материала. Причем толщина стенки каркаса вокруг магнитопровода увеличена, а на герконы надеты элетро- и теплоизолирующие трубки 3.

В реле с двумя герконами можно по сравнению с реле с одним герконом достичь дополнительного уменьшения термоЭДС за

счет взаимного компенсирования ее. При этом последовательное соединение герко- нов, находящихся в одном корпусе, не всегда целесообразно, так как увеличиваются сопротивление замкнутой линии, стоимость

одной линии коммутатора и габариты реле. Вариант реле с двумя герконами в одном корпусе целесообразно применять при двух- и четырехлинейных схемах коммутации, которые находят широкое применение

в измерительной технике. Наличие отдельной обмотки управления для каждого геркона увеличивает многофункциональность реле.

Реле устанавливают в приборе при помощи винтов, проходящих через установочные отверстия 17, и располагают таким образом, чтобы теплопроводящий корпус 1 и теплоизолирующая прокладка 23 (может быть общей для всех реле) находились внутри общего для всех корпусом реле экранной коробки, которая выполняет роль пассивного термостата. При этом стенка экранной коробки выполняет и функцию электростатических экранов 22 реле. Съемные крышки

14 (или 28 при использовании реле с одним герконом) позволяют произвести монтаж соединительных проводов после крепления корпусов 1 к шасси (к общей-экранной коробке).

Для дополнительной тепловой изоляции, а также для обеспечения высокого сопротивления изоляции в условиях повышенной влажности окружающей среды внутренняя полость реле (или общая экран- ная коробка) может быть герметизирована электро- и теплоизолирующим компаундом (например, полиуретановым). Возможность замены герконов в процессе эксплуатации в последнем случае исключается.

В случае необходимости корпус 1 может быть использован для подачи на него защитного электрического потенциала.

Формула изобретения

1. Реле на герконах, содержащее кор- пус, выполненный из электротеплопроводного материала, установленные в нем герконы, обмотку управления на каркасе из теплоизоляционного материала, П-образ- ный магнитопровод, металлический не- магнитный экран и теплоизолятор, магнитопровод установлен так, что его концы размещены вблизи герконов, обмотка управления выполнена на каркасе из теплоизоляционного материала, расположена на магнитопроводе, а указанный металлический немагнитный экран и теплоизолятор размещены между герконами и обмоткой управления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности коммута- ции сигналов малых уровней за счет снижения уровня термоЭДС и повышения технологичности конструкции, оно снабжено съемными крышками, выполненными из электротеплопроводного материала, шай- бами из теплопроводного материала, медными клеммами и крепежными элементами, предназначенными для соединения выводов герконов и соединительных проводов, и крепежными элементами, предназначенными для присоединения шайб и медных клемм к корпусу, каждый геркон снабжен изоляционной втулкой, число магнитопро- водов выбрано по числу герконов, концы П-образных магнитопроводов выполнены с пазами, в которых установлены герконы в изоляционных втулках таким образом, что пазы охватывают их с трех сторон, выводы герконов и соединительные провода пропущены через отверстия медных клемм и прижаты к указанным медным клеммам крепежными элементами между медными клеммами и корпусом, а также между медными клеммами и крепежными элементами, предназначенными для подсоединения медных клемм к корпусу, установлены шайбы из теплопроводного материала, упомянутые съемные крышки из электротеплопроводного материала установлены таким образом, что закрывают корпус со стороны шайб и медных клемм.

2.Реле по п. 1,отличающеес ятем, что в качестве крепежных элементов, предназначенных для присоединения выводов герконов и соединительных проводов к медным клеммам, использованы винты.

3.Реле поп. 1,отличающееся тем, что в качестве крепежных элементов, предназначенных для присоединения выводов герконов и соединительных проводов к медным клеммам, использованы конические штифты.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при конструировании коммутаторов сигналов низкого уровня или входных устройств высокочувствительных измерительных приборов. Целью изобретения является уменьшение погрешности коммутации сигналов малых уровней за счет снижения уровня термоЭДС с одновременным повышением технологичности конструкции. Низкий уровень термоЭДС достигается за счет хорошего теплового контакта клемм с корпусом. Использование соединений с помощью винтов или конических штифтов позволяет уменьшить до минимума разницу температур между клеммами. При применении электротеплопроводных крышек значительная теплоемкость клемм уменьшает влияние внешних тепловых потоков на температуру этих клемм. Теплоизолирующая прокладка уменьшает количество тепла, передаваемого от обмотки управления к клем- мам. Для дополнительной тепловой изоляции, а также для обеспечения высокого сопротивления изоляции в условиях повышенной влажности внутренняя полость реле может быть загерметизирована. 2 з. п. ф-лы, 6 ил. ел С

626

8 19

25

I I W

21 /8 (риг. 5

Фиг. 5

Фиг. Ч

Фиг. 6