AT349099B - Drehspulmesswerk - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein   Drehspulmesswerk,   mit einem feststehenden, plane Polflächen aufweisenden Dauermagnet, mit einem Polschuh, der an der Polfläche bzw. den Polflächen des einen Poles anliegt, wobei zwischen dem Polschuh und der Polfläche des andern Poles ein annähernd homogener Luftspalt mit axialem Magnetfluss belassen ist, und mit einer Drehspule, welche den Polschuh Im Bereich des Luftspaltes umfasst, und deren Drehachse im wesentlichen senkrecht zu einer zu den   Polflächen   parallelen Fläche verläuft. 



   Bei bekannten Messwerken dieser Art   (z. B.   US-PS Nr. 3, 325, 734) ist zur Bildung des Eisenweges eine grössere Anzahl von Einzelteilen erforderlich. Der Streufluss wird dabei entsprechend gross und beim Zusammenbau des Messwerkes treten Justierschwierigkeiten auf, so dass es nicht möglich ist, bei tragbaren Gesamtabmessungen eine hohe Induktion,   z. B.   0,5T oder mehr, zu erreichen. 



   Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Messwerk zu schaffen, das bei möglichst kompakter Bauweise einen Flussverlauf mit nur geringen   Streuflüssen,   eine hohe Feldstärke im Luftspalt und eine dementsprechend hohe Empfindlichkeit aufweist. 



   Dieses Ziel lässt sich mit einem Drehspulmesswerk der eingangs erwähnten Art erreichen, bei welchem   erfindungsgemäss   die innerhalb des DauermagnetenverlaufendenFeldlinien zwischen   denMagnetpolen   um   180P   umgelenkt sind, so dass die Endflächen der Magnetpole in die gleiche Richtung weisen. 



   Die Massnahmen nach der Erfindung führen zu einem Messwerk, bei welchem der grösste Teil des magnetischen Kreises von dem Magnet selbst gebildet ist ; entsprechend gering ist der auftretende Streufluss. Das Messwerk kann einfach zusammengebaut werden und zeichnet sich bei kompakter Bauweise durch eine hohe 
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   Es kann weiters zweckmässig sein, wenn das Verhältnis zwischen der zur Drehachse parallelen Schnittfläche   geringsten Querschnittes des Magneten und der entsprechenden Schnittfläche des Polschuhs dem Ver-   hältnis zwischen der Sättigungsinduktion des Polschuhmaterials und der Sättigungsinduktion des Magnetmaterials entspricht. 



   Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Poldes Magneten zwei Polenflächen aufweist, wobei der   PolschuhandiesenPolendflächenanliegt, undderIuftspaltzwischendem   Polschuh und der Polendflächedes andern Magnetpoles belassen ist. 



   Ferner ist   esinvielenFällengunstig,wennderMagnetdieDrehachseineinemWinkelvonüber180,   beispielsweise in Form eines Ringsegmentes   umfasst.   



   Hiebei kann der Magnet in an sich bekannter Weise bei einem Umfassungswinkel von 3600 zylindrische Form aufweisen. 



   Schliesslich ist es oft zweckmässig, wenn ein Pol des Magneten die Drehachse in einem Winkel vonüber 
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   Die Erfindung samt ihren weiteren Vorteilen und Merkmalen ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Es zeigen Fig. 1 die Vorderansicht eines   erfindungsgemässenDrehspulmesswerkes,   Fig. 2 eine Draufsicht auf dieses Messwerk, Fig. 3 eine andere Ausführungsvariante des Drehspulmesswerkes in Seitenansicht, Fig. 4 eine Draufsicht auf die-   ses Messwerk, Fig. 5 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Messwerkes, bei welcher der Magnetdie Drehachse in einem Winkel von über 1800 umfasst, in Seitenansicht, Fig. 6 dieses Messwerk in Draufsicht,   Fig.   T   eine Ausführungsform des Messwerkes nach Fig. 5 mit einem Umfassungswinkel von 3600 in Seitenansicht, Fig. 8 dieses Messwerk in Draufsicht, Fig.

   9 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Messwerkes, bei welcher ein   Feldes Magneten die   Drehachse in einem Winkel von über 240 umfasst, in Seitenansicht und Fig. 10 dieses Messwerk in Draufsicht. 
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 enthälteinenfeststehendenDauermagnet-l- (Fig. lspule --3--, die an einer Drehachse --4-- gelagert ist. 



   Der   Polschuh --2-- (Fig. 1)   liegt an der   Endfläche --5-- des   Poles   Sdes Magneten-1--an   und bildet mit der   Endfläche --7-- des andernMagnetpols   N einen Luftspalt --6-- mit annähernd homogenem Feldverlauf. 



   Die   Drehspule --3-- umfasst   den Polschuh --2-- im Bereich des Luftspaltes --6--. 



   DieDrehachse--4--stehtetwasenkrechtzudenEndflächen--5und7--derPoleSundNdesMagneten-1--, durch welche der sich über den   Luftspalt --6-- schliessende   Magnetfluss verläuft. 



   Man erkennt, dass die   innerhalb des MagnetenverlaufendenFeldlinien   zwischen den Magnetpolen um 180 umgelenkt sind, so dass die Endflächen der Magnetpole in die gleiche Richtung weisen. 



   Bei der Ausführungsform des Messwerkes gemäss Fig. 1 liegen die Endflächen-5 und 7-- der Pole Sund N des Magneten in einer Ebene, wodurch eine gleichzeitige Bearbeitung dieser Oberflächen bei der Herstellungdes Magneten --1-- möglich ist. Die Drehachse --4-- ist, wie angedeutet, in Spitzen gelagertund der Polschuh --2-- besteht aus zwei übereinanderliegenden Platten (Fig. 2). 



   Zur wirkungsvollsten Materialausnutzung und zur Verkleinerung der Abmessungen des Messwerkes bei 

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 gewählter Grösse des Magnetflusses im Luftspalt-6- (Fig. 1) soll die Bedingung erfüllt sein, dass das Verhältnis zwischen der   zur Drehachse --4--parallelen Schnittfläche   geringsten Querschnittes des Magneten --1-und der entsprechenden Schnittfläche des Polschuhs dem Verhältnis zwischen der   Sättigungsinduktion des   Polschuhmaterials und der   Sättigungsinduktion   des Magnetmaterials entspricht. 



   So ist die Schnittfläche Si geringsten Querschnitts des Magneten --1-- bei Verwendung einer Nickel-   Kobalt-Legierung 1'fir   den Magnet mit einer   Sättigungsinduktlon   von   B,   = 0, 8T und eines Materials mit einer Sättigungsinduktion von B2 = 2, 2 T für den   Polschuh --2-- gleich :   
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 wobei S2 die Schnittfläche minimalsten Querschnitts des   Polschuhs --2-- ist.   



   Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsvariante des Drehspulmesswerkes gleicht im wesentlichen der eben beschriebenen Bauart. Der Unterschied besteht darin, dass der Pol S (Fig. 3) des Ma-   neten   an dessen   Endfläche   Polschuh --10-- anllegt, eine zusätzliche   Endfläche --11--auf-   weist, an der gleichfalls der Polschuh --10-- anliegt. Der Magnetfluss verläuft zwischen der Endfläche --12 des Pols N und dem   Polschuh --10-- in   einem Luftspalt --13--. Auch hier bewegt sich eine mittels einer Drehachse --15-- gelagerte Drehspule --14-- im Luftspalt. Der Magnet --8-- weist drei Schenkel auf und der Polschuh --10-- ist im wesentlichen plattenförmig, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. 



   Der Vorzug des Messwerkes nach Fig. 3 besteht darin, dass für den magnetischen Fluss durch den Pol-   schuh-10-- der   doppelte Querschnitt zur Verfügung steht, wodurch die Empfindlichkeit des Messwerkes gegenüber dem Messwerk nach Fig. 1 annähernd verdoppelt werden kann. 



   Bei der Ausführungsform des Messwerkes nach Fig. 5 und 6 umfasst der   Magnet-16-die   Drehachse --17-- der Drehspule-21-in einem Winkel    von'Über 1800, u. zw.   in einem Winkel von zirka   3300,  
Für diesen Zweck ist der   Magnet --16-- in   Form eines Ringsegmentes ausgeführt, das in Seitenansicht stufenförmig aussieht. Die Endflächen --19 und 20-- (Fig. 5) der Pole S und N des Magneten --16-liegen in zueinander parallelen Ebenen. Ein plattenförmiger Polschuh --18-- liegt so an dem Pol S, dass ein sich über 1800 erstreckender, kreisringförmiger Luftspalt --22-- zwischen dem Pol N und dem Polschuh - verbleibt. 



   Die   Drehspule --21-- umfasst   hiebei den Polschuh --18-- im Bereich des   Luftspaltes-22-. Dasbe-   schriebene Messwerk zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauart aus. 



   In der Ausführungsform des Messwerkes nach Flg. 7 und 8 weist der Magnet --23-- (Fig. 7) bei einem Umfassungswinkel von 360  die Form eines Zylinders mit einem   Loch-24- (Fig.   8) in der Mitte auf. Der   Polschuh-25- (Fig.   7) ist mit einer Nut in der Mitte zur Einführung der an der Drehachse --27-- befestigten   Drehspule-26-versehen.   



   Diese Konstruktion des Messwerkes vereinfacht die Herstellungdes   Magneten -23-- und   ermöglicht überdies eine sichere und rasche konzentrische Montage der einzelnen Konstruktionsteile. 
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 die Form eines nicht geschlossenen Ringes auf und liegt zum Teil zwischen der   Drehachse --29- und   dem andern   Pol S des Magneten-28-.   Der Polschuh --30-- weist eine der Form des Magneten --28-- entsprechende Form auf und umfasst die Drehachse --29-- gleichfalls in einem Winkel von 2800, um eine freie Schwenkung der Drehspule --31-- um einen Winkel von über 240  zu gewährleisten. 



   Die   Endflächen --32   und 33-- (Fig. 9) der Pole S und N liegen so wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform in einer Ebene, und der Polschuh --30-- setzt sich aus zwei flachen Platten zusammen. Die   Drehspule --31-- umfasst   den Polschuh --30-- im Bereich des Luftspaltes --34--. 



   Die eben beschriebene Konstruktion des Messwerkes gestattet die Verwendung einer verlängerten Skala wodurch die Ablesegenauigkeit erhöht wird. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Drehspulmesswerk, mit einem feststehenden, plane Polflächen aufweisenden Dauermagnet, mit einem Polschuh, der an der Polfläche bzw. den Polflächen des einen Poles anliegt, wobei zwischen dem Polschuh und der Polfläche des andern Poles ein annähernd homogener Luftspalt mit axialem Magnetfluss belassen ist, und mit einer Drehspule, welche den Polschuh im Bereich des Luftspaltes umfasst, und deren Drehachse im wesentlichen senkrecht zu einer zu den Polflächen parallelen Fläche verläuft, dadurch gekennzeich- net, dass die innerhalb des Dauermagneten (1, 8,16, 23, 28) verlaufenden Feldlinien zwischen den Magnetpolen um 180 umgelenkt sind, so dass die Endflächen (5,7, 9,11, 12,19, 20,32, 33) der Magnetpole in die <Desc/Clms Page number 3> gleiche Richtung weisen.

   2. Drehspulmesswerk nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der zur Drehachse (4, 15,17, 27, 29) parallelen Schnittfläche geringsten Querschnittes des Magneten (l, 8," 16,23, 28) und der entsprechendenschnittfläche des Polschuhs (2,10, 18,25, 30) dem Verhältnis zwischen der Sättigungsinduktion des Polschubmaterials und der Sättigungsinduktion des Magnetmaterials entspricht.

   3. Drehspulmesswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pol (S) des Magneten (8) zwei Polendflächen (9,11) aufweist, wobei der Polschuh (10) an diesen Polflächen anliegt, und der Luftspalt (13) zwischen dem Polschuh (10) und der Polendfläche (12) des andern Magnetpoles (N) belassen ist (Fig. 3, 4).

   4. Drehspulmesswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (16) die Drehachse (17) in einem Winkel von über 180 , beispielsweise in Form eines Ringsegmen tes umfasst (Fig. 5, 6).

   5. Drehspulmesswerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (23) in an sich bekannter Weise bei einem Umfassungswinkel von 3600 zylindrische Form aufweist (Fig. 7,8).

   6. Drehspulmesswerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pol (N) des Magneten (28) die Drehachse (29) in einem Winkel von über 2400, beispielsweise in Form eines Ringsegmentes umfasst (Fig 9,10).