Электромагнитный знаковый индикатор Советский патент 1981 года по МПК G01D13/08 G06K15/18 G01D7/00 

Изобретение относится к приборостро нию может быть использовано для индикации регистрируемых параметров. Известны электромагнитные цифровы индикаторы, содержащие корпус, внутри которого расположены кольцевой магнитопровод с нечетным числом радиально расположенных , равноудаленных друг от друга выступающих внутрь полюсов с размещенными на них катушками, управ ляющими положением поворотного двухполюсного постоянного магнита-ротора с закрепленным на нем барабаном, на поверхности которого нанесены знаки, например цифры от О до 9 l и 2 Однако такие электромагнитные индикаторы характеризуются недостаточно эффективной схемой управления статорны ми катущками, положением ротора и конструктивным выполнением этого ротора, а именно, управление положением поворотного двухполюсного постоянного магнита-ротора осуществляется одной обмоткой, что снижает эф4)ективность взаимодействия магнитных потоков возбужденного полюса магнитопровода и постоянного магнита для его поворота в требуемое положение; ширина каждого полюса постоянного магнита-ротора равна ширине полюса магнитопровода, вследствие чего между каждым из смежных полюсов магнитопровода и одним из полюсов постоянного магнита имеется значительнь1й воздущный зазор, что приводит к образованию потоков возбужденных полюсов кольцевого магнитопровода, а, следовательно, к уменьшению управляющего магнитного потока полюса магнитопровода и к образованию разомкнутой цепи магнигопровода; для поворота мапшта в диаметрально противоположное подожение необходима перекоммутация полярности управляющего сигнала, что приводит к усложнению схемы управления. .- Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитный знаковой индикатор, содержащий корпус, внутри которого установлены кольцевой магнитопровод с нечетным числом полюсов и расположенными на них обмотками управляющих катушек, ротор в виде постоянного магнита с двумя дугообразны ми полюсами и жестко связанный с ним барабан с нанесенными на нем знаками. Барабан расположен между магнитоуправляющими элементами и Источником коммутирующего магнитного поля, который закреплен неподвижно на корпусе, а на часть боковой поверхности барабана нанесен слой ферромагнитного материала. Величина боковой поверхности барабана без слоя ферромагнитного материала составляет 1,2-2,5 шага уста новки магнитоуправляемых элементов, что обеспечивает безотрывную коммутацию двух последовательно реюположенных магнитоуправляемых элементов L3j. Однако известный индикатор имеет указанные недостатки, и, кроме того, нанесение на боковую поверхность барабана слоя из ферромагнитного материала приводит к увеличению его момен та инерции, который, как известно, пропорционален массе и квадрату расстояния от оси вращения барабана, а введение в конструкцию индикатора источников коммутирующего магнитцого поля и магнитоуправляемых элементов у каждого полюса статора приводит к увеличению габаритов индикатора и значительно усложняет его конструкцию. Ука занные недостатки снижают надежность и точность индикации, ухудшают эксплуа тационные характеристики и усложняют управление индикатором, особенно в условиях, вибрационных нагрузок. Цель изобретения - повышение надеж ности и точности индикации в условиях вибрации. Указанная цель достигается тем, что обмотки полюсов магнитопровода соединены параллельно-последовательно, при этом параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов кольцевого магн топровода соединены последовательно с обмоткой противоположного; им полюс магнитопровода, а дугообразные полюса ротора вьшолнены равной ширины и охв тывающими пару смежных полюсов магн топровода, причем ротор снабжен пластиной из ферромагнитого материала с длиной, равной диаметру ротора и закрепленной .на его торце под острым углом к его продольной оси симметрии. Параллельно-последовательное соединение обмоток полюсов магнитопровода, позволяет создать магнитные потоки, управляющие поворотом постоянного магнита с закрепленным к нему маркированным барабаном с противоположных сторон тремя полюсами магнитопровода, взаимодействуя с северным и южным полюсами постоянного магнита-ротора, при этом величина управляющих магнитных потоков в возбужденных полюсах магнитопровода практически одинакова, так как параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов соединены последовательно с обмоткой противоположного полюса магнитопровода. Магнитопровод с выступающими внутрь полюсами и двухполюсной постоянный магнит-ротор образует лрактически два замкнутых магнитопровода, т.е. воздушный зазор между полюсами постоянного магнита и полюсами магнитопровода минимальный . Благодаря тому, что дугообразные полюса постоянного магнита охватывают пару смежных полюсов магнитопровода, значительно увеличена площадь притяжения магнита к смежным полюсам магнитопровода (по сравнению с известным устройствам, где полюса постоянного маГнита притягиваются к одному полюсу магнита, причем между ними имеется значительный воздушный зазор, что приводит к неустойчивому положению постоянного магнита в условиях вибрации при снятии электрического сигнала с управляющих обмоток). Для надежного перевода постоянного магнита в позицию, сдвинутую на ISO относительно исходной, постоянный магнит индикатора содержит брусок из ферро.. магнитного материала, длина которого равна диаметру магнита, и установлен под некоторым углом к продольной оси симметрии постоянного магнита. Управляющий магнитный поток возбужденных полюсов магнитопровода взаимодействует с магнитным потоком постоянного магнита по касательной к диаметру магнита, в результате чего создается вращающий момент, который обеспечивает перевод магнита в любую позицию относительно исходной. В предлагаемом индикаторе отсутствуют магнитоуправляемые элементы (ферромагнитный слой на боковой поверхности барабана и источники коммутирующего магнитного поля), необходимые в известной конструкции для демпфирования барабана. Демпфирование барабана в предлагаемой конструкции индикатора обеспечивает ся посредством притяжения полюсов ротора и смежным полюсам магнитопровода, т.е. теми же элементами известной конструкции (полюсами магнитопровода и магнита), но выполненными по - друго му, с минимальным воздушным зазором между ними. Все это повышает надежность индикатора и обеспечивает точность и устойчивость индикации в условиях вибрации, а вместе с тем обеспечивается сохране ние предыдущей информации при отключении управляющего сигнала, при этом значительно уменьшаются габариты и вес предлагай юго индикатора по сравнению с известным. На фиг. I изображена конструкция предлагаемого индикатора, на фиг. 2 его электрическая схема. Внутри основания I и крышки 2 соос но с ними установлен неподвижный кольцевой магнитопровод 3, набранный из пластин 4, с нечетным числом (например, пятью) выступакнцих внутрь и равномерно расположенных по окружности полюсов 5. На полюсах 5 размещены управляющие катушки 6, причем катушки намотаны бифилярно в шесть проводов, и параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов магнитопровода соединены последовательно с обмоткой противоположного им полюса магнитопровода. Магнитопровод 3 вместе с управля щими катушками 6 установлен между ос нованием 1 и крышкой 2, .выполненными из немагнитного материала и жестко закрепленными винтами 7 совместно с ними. Двухполюсной постоянный магнит-ротор 8 с жестко закрепленной на нём (например, точечной сваркой) пластиной 9 из ферромагнитного материала под некоторым острым углом & к его продольной оси симметрии ц - П жестко закреплен на валике 10, который вращае ся в двух подшипниках II, установленных в основании 1 и крышке 2. На конце валика жестко закреплен барабан 12, на внешней поверхности которого нанесены знаки, например цифры от О до 9. Электрическая связь индикатора осуществ ляется посредством печатной платы 13 и разъема 14. При подаче электрического импульса между контактом О и любым другим . контактом (15-24) возбуждаются соответствующие два смежных и один противоположный им полюса 5 магнитопроводаиЗ. Вследствие взаимодействия магнитных потоков полюсов 5 с магнитным потоком постоянного магнита 8 и благодаря закрепленной на нем пластине 9 из ферромагнитного материала возникают вращающие моменть$, которые разворачивают в определенном направлении и устанавливают постоянный магнит, а следовательно, барабан 12 в строго определенное положение. При этом один полюс (например, северный полюс постоянного магнита 8) расположен у одного полюса 5 магнитопровода со включенной обмоткой, а другой (южный) rtoлюс магнита 8 располагается у противоположных смежных полюсов 5 магнито,проводаС ОТаким образом, магнитная .фиксация постоянного магнита-ротора осуществляется в нескольких зонах (в данном случае трех) полюсов магнитопровода, что обеспечивает надежное устойчивое состояние магнита-ротора (а, следовательно, и барабана 12) в любом фиксированном положении при снятии управляющего сигнала, и тем самык- позволяет повысить точность и {адежность 1шдикации в условиях выбраций. Формула изобретения Электромагнитный зншсовый индикатор, содержащий корпус, внутри которого установлены кольцевой магнитопровод с нечетным числом полюсов и расположенными на, них обмотка1 1и управляющих катушек, ротор в виде постоянного магнита с двумя дугообразными полюсами и жест ко связанный с ним барабан с нанесенными на нем знаками, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и точности индикации в усло ВИЯХ вибрации, обмотки полюсов магнитопровода соединены параллельно-последовательно, при этом параллельно соединенные обмотки смежных полюсов соединены последовательно с обмоткой противоположного им полюса, а дугообразные полюса ротора выполнены равной ширины и охватываюшлми пару смежных полюсов магнитопровода, причем ротор