Электромагнитный измерительный механизм Советский патент 1978 года по МПК G01R5/14 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к электромагнитным измериггепьным механизмам, применяемым в цепях для измерения электрических величин.

Известны электромагнитные измерительные механизмы, содержащие измерительную обмопгку, размещенную на не- подвижном сердечнике, магнитная цепь которого содержит воздушный зазор сужающуюся щель и 1одвижную систе.му в виде размешенного в воздушном зазоре сердечника ферромагнитного элемента. Подвижный сердечник закреплен на поворотной оси, которая для создания противодействующего момента снабжена упругой спиралью.

При протекании тока по измерительной обмотке подвижная система поворачивается на угол, не превышающий 270f при этом изменяется проводимость воз/душного .зазора вследствие увеличения площади Этого зазора и вследствие увеличения его длины l .

Однако при повороте подвижной системы в воздушном зазоре последний все время сохраняется, наличие же воздушного зазора увеличивает сопротивление

магнитной цепи и уменьшает чувствительность механизма, кроме того, в данном механизме, не обеспечивается поворот подвижной системы более чем на 27О , что уменьшает точность отсчета показаний.

Целью изобретения является повышение чувствительности и увеличение угла отклонения подвижной системы механиэма.

Для этого в предлагаемом электромагнитном измерительном механизме ферромагнитный элемент выполнен в виде упругой спирали, внутренняя концевая часть которой скреплена с поворотной осью, а внеишяя концетшя часть скреплена с неподвижнь1|м сердечником. На фиг. 1 и 2 показана конструкция предлагаемого механизма с кольцевым цилиндрическим магнитопроводом на

4иг. 3 и 4 - схема, пояснякяцая принцип действия конструкции, изображенной на фиг. 1 и 2; на фиг. 5 и 6 конструкция механизма с U -образным магнитопроводом; на фиг. 7 и 3 схема, поясняющая принцип действия конструкции, изображенной на фиг. S и 6, Ферромагнитный подвижной сердечник 1 подвижной системы электромагнитного механизма представляет собой упругую спираль, внутренняя концевая часть которого скреплена с поворотной осью 2, снабженной указателем 3 и за 4икснрованнсй в опорах 4 и 5, а внеш няя скреплена с неподвижным сердечником 6, снабженным измерительной обмотк(Л 7. Магнитная цепь неподвижного сердечника б соцержит воздушный зазор 8, образованный полюсными нако нечкиками 9 и 1О. Неподвижный сердечник 6 (фиг. 14) выполнен кольцевыми и снабжен по люсными наконечниками 9 и 1О, выпол неннымв в виде двух втулок одинакового диаметра, расположенных соосно и разделенных с торцов воздушным зазором 8. Ширина сердечника 1 (ферромаг нитной упругой спирали) превышает ширину воздушного хзазора 8, а поворот ная ось 2 сердечника 1 ориентирована по центральной оси наконечников 9 и 10. Внешняя концевая часть сердечника 1 () выполнена с плавным переходом в касательную к образующей внутренних поверхностей кольцевых полюсных наконечников 9 и 10 и скрепле на с указанными поверхностями. Неподвижный сердечник 6 (фиг.5 и 6) выполнен и -образной формы, а воз душный зазор 8 его магнитной цепи образован параллельно расположенными полюсными наконечниками 9 и 10. Вне няя концевая часть сераечника 1 (спирали) выполнена с плавным переходом в касательную к внешним боковым поверкн тям ПОЛЮСНЫХ наконечников 9 и Ю искре лена с упомянутыми поверхностями, а поворотная ось 2 сердечника 1 ориенти рована параллельно этим поверхностям в направлении магнкгных силовых линий в воздушном зазоре 8. Электромагнитньтй измерительный М1 xaHH3Nf работает следующим образом. Измеряемый ток 3 , протекая по измерительной обмотке 7, создает Matv нитный поток с магнитными силовыми линиями (фиг. 2 и 5 - замкнутые линии со стрелками, указывающими направ ление потока), замыкакяцимися через неподвижш гсорцечник 6, полюсные наконечт ики 9 и 10 и воздушный с«)зор 8. Подвижный сердечник 1 (спираль), стремясь занять положение, соответству ощее максимуму магнитной энергии системы, деформируется и происходит ее (спирали) раскручива1ше; при этом сердечник 1 - ферромагнитная сттраль, притягиваясь по принципу электромагнита к полюсным наконечникам 9 и 1б, преодолевает силу упругости материала самой спирали и замыкает накоротко воздушный зазор 8, уменьшая его по ширине. Сила притяжения подвижного сердечника 1 (спирали) к полюсным наконечникам 9 и 10 пропорциональна величине измеряемого тока 3. Поворотная ось 2, связанная с подвижным сердечником 1 при его раскручивании, поворачивается на некоторый угол оС , пропорциональный степени деформации материала сер- дечника 1, а, следовательно.и пропорциональный величине измеряемого тока 3 Величина максимального угла отклонения oL подвижной системы определяется количеством витков подвижного серцечника 1 (спирали), упругими свойствами материала спирали и шириной воздушного зазора 8, при этом угол оС может достичь величины 360 ° и более. В предлагаемом электромагнитном механизме осуществлен режим (короткого замыкания для магнитопровода, я лякяцегося целиком ферромагнитным, что, в отличие от ранее применявшихся конструкций с воздушным зазором в магнитопроводе, уменьшает магнитное сопротивление магнитопровода и увеличивает чувствительность механизма. Формула изобретения. Электромагнитный измерительный механизм, содержащий измерительную обмотку, размещенную на неподвижном сердечнике, магнитная цепь KOTOpotXD содержит воздушный зазор, подвижную систему в виде размещенного ввоздушном зазоре сердечника ферромапштного элемента, закрепленного на поворотной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и увеличения угла отклонения подвнжной системы механизма , ферромагнитный элемент выполнен в ваде упругой спирали, внутренняя концевая часть ксугороК скреплена с поворотной осью, а внешняя концевая часть скреплена с неподвижным сердечником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 159221, кл. С 01 Р 5/14, 1962

/t-/l

Фи2.1

(

Риг.З

У.2

rfo

Фиг. За

/

.

//. 6а

D

W

.

.