СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАВНОМЕРНОЙ ШКАЛЫ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ВНУТРИРАМОЧНЫМ МАГНИТОМ Советский патент 1973 года по МПК G01R1/08 

1

Известны способы получения равномерного характера шкалы электроизмерительного прибора, основанные на создании в рабочем воздушном зазоре у обоих полюсов постоянного магнита магнитной индукции.

Цель изобретения - увеличение индукции в зазоре и упрошение изготовления магнитной системы.

Это достигается тем, что создают обратно пропорциональное распределение индукции в воздушном зазоре, причем среднеарифметическое значение индукции в диаметрально противоположных участках зазора, перекрываемых активными -сторонами рамки, является величиной постоянной в пределах рабочего угла отклонения подвижной части.

Способ может быть реализован, например, частичным или полным размыканием кольцевого магнитопровода над одним из полюсов круглого магнита либо выполнением магнита в виде усеченного у одного из полюсов цилиндра, секущая плоскость которого параллельна плоскости нейтрального сечения магнита, при цельном кольце магнитопровода.

На фиг. 1 схематически изображен электроизмерительный прибор с равномерным характером шкалы.

Электроизмерительный прибор содержит цельный кольцевой магнитонровод /, постоянный магнит 2 без полюсных наконечников с

усеченным полюсом и подвижную часть 3, на одной из проекций условно повернутую.

На фиг. 2 показан пример практического исполнения магнитной системы с частично

разомкнутым кольцевым магнитопроводом / и круглым постоянным магнитом 2 без полюсных наконечников.

После намагничивания магнитной системы электроизмерительного прибора (фиг. 1) магнитный поток распределяется и замыкается, как указано стрелками, причем участкам рабочего воздушного зазора с большой индукцией соответствует большая концентрация стрелок. Распределение индукции у южного

полюса практически подчиняется синусоидальному закону с максимумом на линии геометрической оси магнита и минимумами у крайних участков полюса магнита. Распределение магнитной индукции у северного полюса - обратно пропорциональное по следующим соображениям. Так как магнитная проводимость воздуха во много раз меньше магнитной проводимости материала постоянного магнита, то до пересечения рабочего

воздушного зазора значительная часть магнитного потока смещается к крайним участкам полюса магнита, вследствие чего происходит ослабление магнитного потока в области геометрической оси магнита и усиление у крайних

участков полюса магнита. Изменение радиальной длины рабочего воздушного зазора над большей частью северного полюса с максимумом на линии геометрической оси и минимумами на участках, приближенных к краям полюса магнита, дополнительно уменьшает магнитную индукцию в области геометрической оси магнита и увеличивает магнитную индукцию по мере приближения к крайним участкам полюса магнита. В результате, в диаметрально противоположных точках рабочего воздушного зазора среднеарифметическое значение величины индукции остается практически постоянным, т. е. в пределах рабочего угла отклонения подвижной части остается справедливым выражение

N + S 7,

5ср const,

2 Р

где Bfi - величина индукции в любой точке рабочего воздушного зазора над северным полюсом в пределах рабочего угла отклонения подвижной части;

BS-соответствуюш,ая BN величина индукции в диаметрально противоположной точке рабочего воздушного зазора.

Так как сила, действующая на каждую из двух активных сторон) рамки подвижной части 3, определяется по формуле F B-I-l-w,

где .F - сила, действуюш,ая на активную сторону рамки;

В - индукция магнитного поля;

/ - ток рамки;

/ - активная длина рамки;

W - количество витков рамки, то сила, действующая на активную сторону рамки от воздействия индукции BN, и тока /, равна Ffi BN-Il-w, от воздействия индукции BS и тока /, -Fs B8-I-l-w. Момент, создаваемый силой -fjv, равен

.PJ,.± BN-I-W-- -I,

А

силой FS

Bs-l-w- -L

По правилу левой руки силы FK и FS направлены в противоположные стороны, поэтому результирующий момент, воздействующий на подвижную часть 3, равен, сумме моментов Mjv и MS, т. е. вращающий момент нрибора при любом положении подвижной части в пределах рабочего угла

M M -i-Ms BN-i- - wI+Bs t---w-I

м

(В + BS )

l-b-w-i -B -S-w-I,

где Вер - среднеарифметическая величина индукции в диаметрально противоположных точках; 5- активная площадь рамки. Индукция Вер в пределах рабочего угла отклонения подвижной части, S, w - величины постоянные, поэтому вращающий момент прибора прямо пропорционален нотребляемому току.

Зависимость между вращающим моментом и углом отклонения подвижной части определяется формулой

M a..W,

где а - угол отклонения подвижной части; W - удельный нротиводействующий момент, откуда

М

I. W

W

Так как

iciix лап. п величина постоянная, то угол отклонения подвижной части прямо пропорционален величине тока потребления прибора и, следовдтельно, характер шкалы прибора равномерный.

Предмет изобретения

Способ получения равномерной шкалы электроизмерительного прибора магнитоэлектрической системы с внутрирамочным магнитом, основанный на создании в рабочем воздушном зазоре у обоих полюсов постоянного магнита магнитной индукции, отличающийся тем, что, с целью увеличения магнитной индукции в зазоре и упрощения магнитной системы, магнитную индукцию в рабочем воздушном зазоре создают таким образом, что у одного из полюсов магнита, распределение ее подчиняется синусоидальному закону с максимумом на линии геометрической оси постоянного магнита и минимумами у крайних участков полкрса, а у другого полюса создают обратное распределение индукции.

Фиг.1

Фиг. 2