Быстродействующий гигантский указатель предназначается для установки в больших машинных залах или вообще в установках, требующих отсчета показаний приборов на большом расстоянии. Существующие в настоящее время подобные гигантские приборы и указатели могут быть разделены на две принципиально отличных группы:
1. “Профилюксы” - гигантские зеркальные электроизмерительные приборы, характеризующиеся высокой безъинерционностью, но страдающие плохой видимостью показаний при ярком освещении шкалы спереди. Кроме того, эти приборы обладают очень неудобным габаритом, имея глубину, почти равную высоте.
2. Шторные гигантские приборы, характеризующиеся большой четкостью показаний при любых условиях освещения, удобным габаритом (малой глубиной), но в то же время значительным запаздыванием показаний.
Последний недостаток неразрывно связан с применением шторной системы: механизмы, движущие шторку, обладают значительной инерцией, что исключает применение больших скоростей, необходимых для мгновенного перемещения шторки по всей шкале, имеющей длину несколько метров. Высокие скорости, в данном случае, привели бы к плохому успокоению системы, управляемой сервомотором.
Очевидно, принципиальным недостатком шторной системы является то обстоятельство, что при изменении показаний от нижнего до верхнего предела все элементы шторки вынуждены последовательно пройти через все положения, соответствующие отдельным промежуточным значениям измеряемой величины. В силу указанного недостатка шторные приборы не могут найти применения для показаний быстроменяющихся процессов, какими являются например, напряжение, сила тока, мощность и др.
Кроме того, шторные гигантские приборы основаны на применении сервомоторов, требующих периодического обслуживания для смазки и ухода за щетками. Поэтому такой прибор должен устанавливаться в местах, легко доступных для обслуживающего персонала, что не всегда осуществимо при расположении приборов на большой высоте для облегчения дальнего отсчета.
Предлагаемая система гигантского быстродействующего индикатора лишена указанных выше недостатков, присущих современным гигантским электроизмерительным приборам. Она характеризуется высокой четкостью показаний при любом освещении, удобными габаритами (малой глубиной) и весьма малым запаздыванием.
В основу предлагаемой системы гигантского индикатора положено применение шкалы, разбитой на ряд участков, число которых зависит от требуемой точности показаний (если, например, задана точность 2%, шкала должна быть разбита не менее, чем на 50 участков).
На каждом участке шкалы устанавливается отдельный индикатор в виде лампы, освещающей лишь обслуживаемый ею участок шкалы, либо шторки с электромагнитным приводом, закрывающей или открывающей свой участок шкалы. Зажигание ламп или закрытие шторок в разных частях шкалы позволяет производить отсчет на большом расстоянии.
Быстрое действие такого индикатора основано на том, что даже при медленном срабатывании электромагнитно управляемой шторки, на каждом отдельном участке возможен весьма быстрый переход от нижнего предела к верхнему и обратно, если система, коммутирующая цепи электромагнитов, управляющих шторками, произведет быстрое их переключение. В этом случае может иметь место одновременное (параллельное) движение большого числа шторок в разных частях шкалы в противоположность последовательному перемещению одной и той же шторки через все промежуточные положения в существующих шторных приборах.
На прилагаемом чертеже изображена схема электрических соединений для получения коммутации отдельных элементов шкалы быстродействующего указателя согласно изобретению.
Для управления сигнальными элементами здесь служат электромагниты, включаемые поочередно, вследствие взаимной связанности схемой. На схеме для простоты показано управление только четырьмя элементами.
Для увеличения показаний прибору необходимо дать напряжение на шины 1 электромагнитов 2. Электромагниты 2 при этом замкнут свои контакты, которые до того были разомкнуты пружинками, вследствие чего будет замкнута цепь нижнего электромагнита 3, который при этом замкнет свои контакты и даст ток в цепь вышестоящего электромагнита 3. Все переключатели 4 нормально при помощи пружин замкнуты вправо. Таким образом, при подаче напряжения на шины 1 электромагниты 3 один за другим включат или выключат сигнальные элементы на шкале указателя.
Магнитные цепи электромагнитов 2 и 3 расположены так, что при подаче тока в электромагниты 3 якорь электромагнита 2, включенного последовательно с электромагнитом 3, остается притянутым. Поворот шторок указателя производится посредством пружинки, вследствие чего время срабатывания реле не зависит от времени поворота шторок.
Для уменьшения показаний прибора необходимо дать напряжение на шины 5 электромагнитов 6, контакты которых удерживаются в разомкнутом состоянии пружинами. Самый верхний электромагнит 6 замкнет цепь электромагнита 7, который повернет переключатель 4, тем самым, размыкая цепь самого верхнего электромагнита 3, и одновременно замкнет цепь нижестоящего электромагнита 7. В результате поочередно цепи электромагнитов 3, начиная с верхнего, будут разомкнуты, и сигнальные шторки придут в начальное положение под действием своих пружин.
Для управления прибором служит диференциальное реле 8, которое может быть выполнено различно (на схеме оно показано в виде весов Кельвина). Зажимы 9-10 служат для включения прибора в цепь (на схеме прибор является амперметром). При отсутствии тока в катушках 11 и 12 коромысло стоит в нулевом положении и контакты 13 и 14 разомкнуты. При прохождении тока по катушкам 11 и 12 замыкается контакт 13 и дает напряжение на шины 1. Ток электромагнитов 3 проходит по катушкам 15 и 16 и вызывает уравновешивание всего реле и размыкание контакта 13. Уменьшение измеряемой величины вызывает замыкание контакта 14 и соответствующее уменьшение показаний прибора.
Для прибора с равномерной шкалой все реле 3 должны потреблять одинаковый по силе ток. Для приборов с неравномерной шкалой можно повлиять на характер шкалы в сторону ее улучшения, если сделать потребление тока электромагнитами 3 неодинаковым, увеличивающимся по мере повышения реле по тому же закону, по которому идет увеличение вращающего момента прибора. В таком случае шкала гигантского прибора получится равномерной.
У приборов с малым моментом замыкание цепей шин 1 и 5 можно производить не механическим контактом, а при помощи двух фотореле.
Быстродействующий гигантский указатель для электрических измерительных приборов, управляемый с помощью ряда реле, включаемых и выключаемых одно на другим, отличающийся тем, что управляющие сигналами указателя реле 6, включаемые параллельно в цепь измерительного прибора, сблокированы, во-первых, между собой с помощью контактов на их якорях так, что включаются друг за другом при повышении измеряемой величины и, во-вторых, с дополнительными реле 12 с помощью контактов на якорях этих последних так, что выключаются друг за другом при понижении измеряемой величины.
2. Форма выполнения указателя по п. 1, отличающаяся тем, что сигнальные элементы питаются током, создающим противодействующий момент в измерительном приборе.
3. При указателе по пп. 1 и 2 применение реле, имеющих различную силу тока, с целью получения шкалы с требуемым характером равномерности.
