SU1325365A1

SU1325365A1 - Moving-coil measuring mechanism

Info

Publication number: SU1325365A1
Application number: SU853975288A
Authority: SU
Inventors: Давид Михайлович Белый
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1987-07-23

Abstract

Изобретение может быть использовано в щитовых электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы с ограниченными габаритами и значительным углом раствора шкалы. А-А Магнитоэлектрический измерительный механизм содержит подвижньй посто н- ньш магнит (IJ11M) 1 в виде намагниченного в радиальном направлении кольца с немагнитными радиальными перемычками 2. Он установлен между шайбами 7 и 8 из ферромагнитного материала, смещенными вдоль оси 3 и имеющими возможность осевого перемещени относительно ППМ I. Измерительна катушка в виде тороидальной обмотки I1 размещена на каркасе I2 и установлена между ППМ 1 и боковой поверхностью обоймы 13. На оси 3 закреплен стрелочный указатель 4, а сама ось 3 с помощью моментных спиральных пружин 5 установлена в керновых опорах 6. Изобретение увеличивает линейность и угол растлора шкалы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. слThe invention can be used in electrical panel meters of a magnetoelectric system with limited dimensions and a significant angle of the scale solution. A-A The magnetoelectric measuring mechanism contains a movable permanent magnet (IJ11M) 1 in the form of a ring radially magnetized with non-magnetic radial bridges 2. It is installed between the washers 7 and 8 of ferromagnetic material displaced along the axis 3 and having the possibility of axial movement relative to the MRP I. The measuring coil in the form of a toroidal winding I1 is placed on the frame I2 and installed between the MRP 1 and the side surface of the yoke 13. On the axis 3 there is a pointer 4 fixed, and the axis 3 itself with the help of m Omentic spiral springs 5 are installed in core supports 6. The invention increases the linearity and gage angle of the scale. 2 hp f-ly, 2 ill. cl

Description

113113

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в щитовых электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы с ограниченными габаритами и значительным углом раствора шкалы.The invention relates to a measurement technique and can be used in electrical panel meters of a magnetoelectric system with limited dimensions and a significant scale-angle angle.

Цель изобретени - увеличение линейности прибора и угла раствора шкалы .The purpose of the invention is to increase the linearity of the instrument and the angle of the scale solution.

На фиг.1 изображен магнитоэлектрический механизм со сн той крышкой, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows the magnetoelectric mechanism with the cover removed, top view; figure 2 - section aa in figure 1.

Магнитоэлектрический измерительный 5 действительности же эпюра будет немеханизм содержит подвижный посто н- симметричной и зависеть от расположени шайб 7 и 8 относительно магнита 1), приведет к возникновению вращаюный магнит 1, вьтолненный в виде намагниченного в радиальном направлении кольца, установленного с помощью радиальных немагнитных перемычек 2 на оси 3, перпендикул рной его плоскости. Ось 3 с закрепленным на ней стрелочным указателем 4 подвижно установлена с помощью моментных спиральных пружин 5 в керновых опорах 6. Посто нный 25 Р° обмотки 11, расположенной внутри магнит 1 размещен между двум смещен- тороидального каркаса I2 в рабочем ными вдоль оси 3 шайбами 7 и 8 из ферромагнитного материала, имеющими равщегос момента. Как конструктивное вы- 2Q полнен Ие механизма (подбор размеров), так и регулировка положени шайб 7 и В относительно магнита привод т к тому , что силы взаимодействи практичес- ки определ ютс одной из четырех стозазоре между посто нным магнитом и обоймой 13. На указанные стороны каждого витка обмотки 11 действуют силы, причем по разные.стороны от оси 3 направление их противоположно. Точно такие же силы, но противоположно направленные, действуют со стороны обмотки 11 на подвижной магнит 1, что и вызывает его поворот вокруг оси 3. Направление вращающего момента , создаваемого данными силами при выбранном направлении тока в обмотке , показано изогнутыми стрелками на фиг. 1. Вращающий.. моМент посто нен при любом положении магнита 1, что обеспечивает высокую линейность шкалы 16 прибора. При этом поворот по- сто нного магнита 1 ничем не ограActually, the magnetoelectric measuring diagram, the non-mechanical diagram will contain a movable permanently symmetrical and depend on the location of the washers 7 and 8 with respect to the magnet 1), will result in the appearance of a rotating magnet 1, made in the form of a ring magnetized in the radial nonmagnetic jumpers 2 on axis 3, perpendicular to its plane. Axis 3 with a pointer 4 fixed on it is movably mounted with the help of moment spiral springs 5 in core supports 6. A constant 25 P ° winding 11 located inside the magnet 1 is placed between two offset toroidal frame I2 in working washers along axis 3 and 8 of ferromagnetic material having an equivalent moment. Both the constructive performance of the 2Q Ie mechanism (selection of dimensions) and the adjustment of the position of the washers 7 and B relative to the magnet result in the interaction forces being practically determined by one of the four stohozores between the permanent magnet and the yoke 13. These the sides of each turn of the winding 11 are forces, and on different sides from axis 3, their direction is opposite. Exactly the same forces, but oppositely directed, act on the side of the winding 11 on the movable magnet 1, which causes it to rotate around axis 3. The direction of the torque generated by these forces at the selected direction of the current in the winding is shown by curved arrows in FIG. 1. The rotating .. MoM is constant at any position of magnet 1, which ensures high linearity of the scale 16 of the instrument. In this case, the rotation of the standing magnet 1 is not limited

ный с кольцом магнита 1 наружний диаметр и установленными соответственно на крышках 9 и 10 с возможностью осевого перемещени относительно магнита 1. Измерительный механизм включает также неподвижную измерительную катушку , выполненную в виде тороидальной обмотки II, размещенной на каркасе 12, расположенном в одной с посто нным магнитом 1 плоскости и имеющем такую же как магнит 1 высоту, ширину, составл ющую не менее половины высоты магнита, закрепленном на обойме 13 и охватывающем магнит 1 концентрично с радиальным рабочим зазором, В крьш1- ках 9 и 10 и шайбах 7 и 8 выполненыexternal diameter with magnet 1 ring and mounted respectively on covers 9 and 10 with the possibility of axial movement relative to magnet 1. The measuring mechanism also includes a fixed measuring coil made in the form of a toroidal winding II placed on a frame 12 located in one with a permanent magnet 1 plane and having the same magnet 1, height, width not less than half the height of the magnet attached to the holder 13 and encompassing the magnet 1 concentrically with a radial working gap; s 9 and 10 and washers 7 and 8 are

отверсти дл точной регулировки поло g ничен, что обеспечивает в принципеholes for fine adjustment of the band g that provides in principle

жени шайб 7 и 8 относительно магнита 1, причем отверсти 14 в шайбах выполнены глухими, а отверсти 15 в крышках - сквозными (показано только два отверсти в шайбе 7, однако их вьтолнено не менее двенадцати). Механизм снабжен шкалой 16, Шайбы 7 и 8 выполнены с внутренним резьбовым отверстием 17, а крьшгки 9 и 10 снабжены сквозным осевым отверстием 18. Груба предварительна регулировка положени шайб 7 и 8 относительно магнита 1 достигаетс как путем начальной установки шайб 7 и 8 на резьбовых выс50washers 7 and 8 with respect to magnet 1, with the holes 14 in the washers made deaf, and the holes 15 in the covers are through (only two holes in the washer 7 are shown, but they are not less than twelve). The mechanism is provided with a scale of 16, Washers 7 and 8 are made with an internal threaded hole 17, and bolts 9 and 10 are equipped with a through axial hole 18. The coarse pre-adjustment of the position of the washers 7 and 8 relative to magnet 1 is achieved by first setting the washers 7 and 8 on the threaded heights 50

5555

угол раствора шкалы до 360 град и более. Измерительный механизм имее плоскую компактную форму и может бы выполнен с предельно малыми габаритами в форме диска, что особенно в но при изготовлении авиационных электроизмерительных приборов.angle solution scale up to 360 degrees or more. The measuring mechanism has a flat compact form and can be made with extremely small dimensions in the form of a disk, which is especially true in the manufacture of aviation electrical measuring instruments.

Правильна и точнА регулировка механизма позвол ет обеспечить необ ходимую чувствительность.Correct and precise adjustment of the mechanism provides the necessary sensitivity.

Как показапи расчеты и экспериме тальные исследовани при выборе ширины каркаса 12 не менее половины высоты посто нного магнита 1, сило365How the calculations and experimental studies were shown when choosing the width of the frame 12 at least half the height of the permanent magnet 1, force365

так и необхо- 9 и 10 в резь0and 9 and 10 in re0

22

тупах 19 крьш1ек 9 и 10, димьш поворотом крышек бе обойм1 1 13.Stupid 19 Krishkek 9 and 10, move by turning the covers without the holder1 1 13.

Механизм работает следующим образом .The mechanism works as follows.

При подаче в обмотку 11 измерительного тока взаимодействие электрического тока в проводнике с магнитным полем магнита 1 (направление тока показано на фиг.2.пр мыми стрелками, ориентаци магнитного пол магнита 1 - эпюрой силовых линий, причем дл простоты эшора приведена симметрична .When a measuring current is applied to the winding 11, the interaction of the electric current in the conductor with the magnetic field of magnet 1 (the direction of the current is shown in FIG. 2. Direct arrows), the orientation of the magnetic field of magnet 1 is the diagram of the power lines, and for simplicity, the echo is symmetrical.

25 Р° обмотки 11, расположенной внутри тороидального каркаса I2 в рабочем 25 P ° winding 11, located inside the toroidal frame I2 in the working

щегос момента. Как конструктивное вы- 2Q полнен Ие механизма (подбор размеров), так и регулировка положени шайб 7 и В относительно магнита привод т к тому , что силы взаимодействи практичес- ки определ ютс одной из четырех стоР° обмотки 11, расположенной внутри тороидального каркаса I2 в рабочем now of the moment. Both the constructive performance of the 2Q Ie mechanism (selection of dimensions) and the adjustment of the position of the washers 7 and B relative to the magnet lead to the fact that the interaction forces are practically determined by one of the four hundred P ores of the winding 11 located inside the toroidal frame I2 in working

зазоре между посто нным магнитом и обоймой 13. На указанные стороны каждого витка обмотки 11 действуют силы, причем по разные.стороны от оси 3 направление их противоположно. Точно такие же силы, но противоположно направленные, действуют со стороны обмотки 11 на подвижной магнит 1, что и вызывает его поворот вокруг оси 3. Направление вращающего момента , создаваемого данными силами при выбранном направлении тока в обмотке , показано изогнутыми стрелками на фиг. 1. Вращающий.. моМент посто нен при любом положении магнита 1, что обеспечивает высокую линейность шкалы 16 прибора. При этом поворот по- сто нного магнита 1 ничем не ограничен , что обеспечивает в принципеthe gap between the permanent magnet and the yoke 13. For the indicated sides of each turn of the winding 11, forces act, and on opposite sides of the axis 3, the opposite direction. Exactly the same forces, but oppositely directed, act on the side of the winding 11 on the movable magnet 1, which causes it to rotate around axis 3. The direction of the torque generated by these forces at the selected direction of the current in the winding is shown by curved arrows in FIG. 1. The rotating .. MoM is constant at any position of magnet 1, which ensures high linearity of the scale 16 of the instrument. In this case, the rotation of the standing magnet 1 is not limited by anything, which ensures in principle

угол раствора шкалы до 360 град и более. Измерительный механизм имеет плоскую компактную форму и может быть выполнен с предельно малыми габаритами в форме диска, что особенно важно при изготовлении авиационных электроизмерительных приборов.angle solution scale up to 360 degrees or more. The measuring mechanism has a flat compact form and can be made with extremely small dimensions in the form of a disk, which is especially important in the manufacture of aviation electrical measuring instruments.

Правильна и точнА регулировка механизма позвол ет обеспечить необходимую чувствительность.Correct and precise adjustment of the mechanism ensures the necessary sensitivity.

Как показапи расчеты и экспериментальные исследовани при выборе ширины каркаса 12 не менее половины высоты посто нного магнита 1, сило31How to show calculations and experimental studies when choosing the width of the frame 12 at least half the height of the permanent magnet 1, force 31

вые линии магнитного пол при любом положений шайб 7 и 8 относительно магнита 1 не достигают сторон витков кольцевой обмотки 11, расположенных на наружной, удаленной от магнита 1 стороне каркаса 12, За счет выбора иаметров шайб 7 и 8 равными диаметру магнита 1, а главное за счет грубой и точной регулировки положени айб 7 и 8 относительно магнита 1 добиваютс асимметрии, т.е. максимального деформировани силовых линий магнитного пол за пределами каркаса 12, При такой регулировке силовые инии пол , выход из очерчиваемого каркасом контура, пересекают стороны витков, лежащих на торцовых стоонах каркаса 12, (верх и низ на иг.2), практически в направлении этих сторон, т.е. в направлении про- текаемого по ним тока, в крайнем слуае под острым углом к этим сторонам, Така регулировка обеспечивает отсутствие взаимодействи тока, протекающего по всем остальным сторонам витов , кроме примыкак цей к магниту 1 стороны, с магнитным полем посто нного магнита 1.At any positions of the washers 7 and 8 relative to the magnet 1, the magnetic field does not reach the sides of the turns of the ring winding 11 located on the outer side of the frame 12 that is remote from the magnet 1. Due to the choice of the diameters of the washers 7 and 8 equal to the account of coarse and precise adjustment of the position of ibe 7 and 8 relative to magnet 1 is asymmetric, i.e. maximum deformation of the magnetic field force lines outside the frame 12, With this adjustment, the force lines, the exit from the contour outlined by the frame, intersect the sides of the coils lying on the end faces of the frame 12, (top and bottom at ig.2), practically in the direction of these sides i.e. in the direction of the current flowing through them, in the extreme case at an acute angle to these sides, this adjustment ensures the absence of interaction of the current flowing on all the other sides of the windings, except adjacent to the 1 side magnet, with the magnetic field of the permanent magnet 1.

Таким образом, предлагаемый измерительный механизм отличаетс от из- в естного малыми габаритами и весом, плоской дискообразной формой и компактностью , предельно большим углом раствора шкалы, высокой линейностью во всем диапазоне измерени .Thus, the proposed measuring mechanism differs from the known one in small dimensions and weight, a flat disk-like shape and compactness, an extremely large scale opening angle, high linearity in the entire measurement range.

Claims

1. A magnetoelectric measuring mechanism containing a holder with supports, torque springs and a scale, a fixed measuring coil with a frame, as well as a pointer and a moving permanent magnet located on an axis, the ends of which

25365

They are placed in the supports of the cage, so that in order to increase the linearity and angle of the scale solution, it is equipped with two ferromagnetic washers with central threaded holes, the cage is made in the form of a hollow cylinder of dielectric material with two a nonmagnetic magnet, each of which is made with a through axial bore and a central threaded protrusion, a movable permanent magnet is made in the form of a radially magnetized ring with nonmagnetic radial bridges, and the measuring coil is made and a toroidal one, with the ferromagnetic washers arranged axially displaced on the corresponding central threaded protrusions of the nonmagnetic covers of the holder, and the measuring coil is placed between the movable permanent magnet and the lateral surface of the holder.

25

2. Pop.1 mechanism, distinguished by the fact that the external diameter of the ferromagnetic washers, as well as the height

and the frame width of the measuring coil 30 are determined from the ratios

DU, m

Bk ch;

1 h

where Вщ is the outer diameter of ferromagnetic washers;

В «ЬЬ» -, respectively, the external diameter and height of the moving permanent magnet; 11 and h c are the width and height of the frame of the measuring coil, respectively.

3.Mechanism according to claim 1, about tliche a ucu and and the fact that in the non-magnetic screw caps made

45 through holes, and in ferromagnetic washers - the corresponding grooves.

/five

1

Editor A. Kozoriz

Compiled by S. Shumipishska

Tehred V. Kadar Correction A. Ilyin

Order 3102/39 Circulation 730 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4