CN87217010U

CN87217010U - 微型电磁仪表

Info

Publication number: CN87217010U
Application number: CN 87217010
Authority: CN
Inventors: 陈智雨; 张晓罗
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1987-12-31
Publication date: 1988-11-30

Abstract

本实用新型是一种采用铁心高磁通励磁线圈的电磁仪表。仪表内改进的吸引测量机构，配上简单的硅油阻尼和支撑结构，使仪表为真有效值指示且微型化。用改进的吸引测量机构和常规排斥测量机构组合，可制成交流广角排斥一吸引测量仪表。在常规排斥测量机构中采用简单的油阻尼和支撑结构，仪表体积更小。用本微型仪表和插座、收录机、微波炉等用电器连接可制造成各种电表指示型电器。因此，这是一种用途广泛、简单，成本低的微型仪表。

Description

本实用新型是一种采用高磁通励磁线圈，通电后产生磁场，使指针偏转的电磁仪表，属于具有旋转软铁的动铁式仪表。

交流电流和电压测量中，电磁系仪表常用作指示仪表。电磁系仪表测量电流或电压是利用动铁片与通有电流的固定线圈之间或与被此线圈磁化的静铁片之间的作用力产生转动力矩使指针偏转进行测量的。当转动力矩与游丝或张丝产生的反作用力矩相平衡时，指针稳定，指示出被测电流（电压）的数值。电磁系仪表通常有三种不同类型的测量机构，它们分别为吸引型、排斥型和排斥一吸引型。这种电磁系仪表尽管还有不少缺点，但是由于它结构简单，过载能力强等独特的优点，使它在电工测量中获得了广泛地应用。它的缺点之一是，固定线圈为空心励磁线圈，故受空心励磁线圈性能的限制，在满足电表的额定灵敏度时，其体积和直流内阻都给仪表的微型化带来障碍。其次，这种仪表中采用的磁感应阻尼器或空气阻尼器也比较复杂，不利于仪表的进一步微型化和简单化。此外，仪表中采用的由避震簧和微晶轴承构成的宝石轴承，加工困难，成本高，易产生故障，修理也不方便。因此，为了克服现有电磁系仪表的一些不足之处，使仪表进一步微型化，降低成本，本实用新型改进並提供了一种采用高磁通励磁线圈的，结构更为简单的微型电磁仪表。

本实用新型的目的是采用带磁心的高磁通励磁线圈，增加线圈的电感量；采用简单可靠的油阻尼结构，省去磁感应阻尼器或空气阻尼器；采用简单有效的支撑结构，代替宝石轴承，从而制造成电磁仪表，使仪表体积缩小，微型化，成本降低。

本实用新型微型电磁仪表主要改进了吸引型测量机构。改进后的吸引型测量机构由固定线圈、固定线圈内的铁心、转轴、安装在转轴上的动铁片、支撑转轴的轴承螺丝、轴承螺丝上的容油腔、容油腔中的阻尼油、产生反作用力矩的游丝或张丝、指针、表面等构成。采用这样的机构，配上表壳可方便、简单地制造成吸引型微电磁仪表，也可配上常规排斥型测量机构组合成吸引一排斥型电磁仪表，或在排斥型电磁仪表中采用本实用新型中的简易方便的油阻尼和支撑结构，制造成排斥型电磁仪表，从而使电磁系仪表更为简单，成本低，微型化。

由电工基础知识，我们已知，当线圈中通过直流电流I时，整个测量机构系统的电磁能量为：

A＝ 1/2 I²L

（式中，A：电磁能；L：线圈的电感。）这个电磁能量对于仪表可动部分的偏转角α的变化率就等于仪表的转动力矩：

M＝ (dA)/(dα) ＝ 1/2 I²(dL)/(dα)

同时，我们又知道，在交流和直流中，电磁系仪表有同样的转矩公式。可见，电磁仪表交、直流都可应用；其测量机构系统的电磁能量和电感有关。因而电表可通过控制电感量来达到额定指示灵敏度。通常，空心励磁线圈的电感为：

L＝ (0.08D²N²)/(3D+9b+10C)

（式中，L：线圈的电感；D：线圈的平均直径；b：线圈的宽度；C：线圈的厚度；N：线圈的匝数。）铁心励磁线圈的电感为：

L＝ (0.4π·N²·10^-8·μ·S)/(l)

（式中，L：线圈的电感；N：线圈的匝数；1：铁心中磁路的平均长度；S：铁心的截面积；μ：铁心的导磁系数。）由此可见，空心励磁线圈在满足电表的额定灵敏度前提下，其体积和直流内阻的缩小都受到了限制。而采用高磁通铁心线圈，仪表在达到采用空心线圈同等灵敏度时，其体积和直流内阻都可减小，並且提高了仪表的内在品质因素，实现了真有效值指示，有利于仪表的微型化。因此，本实用新型采用了插入铁心的线圈后，固定线圈的安匝数大大减少，线径加粗。当然，固定线圈中的铁心应选择适当的材料，应选用在满足额定交流安匝／厘米系数条件下，还满足涡流小，温升低，磁化曲线线性区域宽，磁滞误差小，温度系数小，导磁系数高且稳定，导磁系数大于500的能加工成需要形状的铁磁材料。例如，电工纯铁、坡莫合金、硅钢片、铁氧体等软磁材料。此外，本实用新型中，由于高磁通励磁线圈由线圈和铁心二部分组成，故可以方便地改变其中一个或二个部件的结构和形状来改变高磁通线圈的磁通密度分布梯度。配合上一定形状的动铁片，就可使仪表达到所需指示值的不同函数分布。此外，为了使电磁系仪表能进一步微型化，本实用新型还改革了电磁系仪表中原来的磁感应阻尼器或空气阻尼器。采用了方便、简单、成本低的硅油阻尼和支撑结构。硅油阻尼和支撑结构由转轴、容油腔、硅油（如201－甲基硅油）和有容油腔的支撑轴承螺丝构成。在支撑轴承和转轴相接触的容油腔内，盛放硅油，让转轴的端部浸入硅油中实现阻尼，即构成本实用新型中的油阻尼和支撑结构。这种油阻尼和支撑结构除性能稳定，结构简单，容易制造外，还可在仪表颤动时起到防止轴幌动作用以及对转轴起润滑作用。当然，在仪表需要采用另外避震结构时，也可以在本结构中增设。因此，省去磁感应阻尼器或空气阻尼器的本实用新型电磁仪表，体积可以进一步缩小，且性能稳定。使用本实用新型微型电磁仪表，可与多种家用电器组合，指示耗电情况。例如，和家用插座连接后，可以制造成带电表的插座；和收录机连接，可制造成指示型收录机；和电冰箱、电磁灶或微波炉连接，可制造成各种带电表指示的新型产品。

本实用新型微型电磁仪表的优点是，采用铁心高磁通固定线圈，在达到原仪表同样灵敏度时，可大大减少线圈的安匝数，缩小了仪表的体积，提高了仪表的内在品质因素，使仪表为真有效值指示。其次，改变固定线圈或线圈内铁心的形状，还可改善测量线性。另外，固定线圈匝数减少后，线圈导线线径可适当加粗，使过载能力更强。本实用新型中采用硅油阻尼和支撑结构，革除了磁感应阻尼器或空气阻尼器，不但缩小了仪表的体积，而且仪表的结构更为简单，制造方便，成本降低、性能稳定。因此，这是一种应用更为广泛的微型电磁仪表。

附图说明：

图1是本实用新型微电磁仪表的构造图。其中，1是固定线圈；2是游丝；3是紧固螺母；4是调零片；5是调零旋钮；6是表面板；7是仪表指针；8是铁心。

图2是本实用新型吸引型测量机构图。其中，9是支撑轴承螺丝；10是容油腔；11是指针平衡锤；12是转轴；13是动铁片；14是硅阻尼油；15是支架。

图3是本实用新型油阻尼和支撑结构图。

图4是本实用新型中插入固定线圈内的各种形状的铁心。其中，16是直线型；17是斜线型；18是折线型；19是曲线型；20是组合不规则型；21是对称型。

图5是应用本实用新型微型电磁仪表和插座连接的电表插座。其中，22是微型电磁电流表；23是插座。

图6是电表插座内电连接原理图。

下面结合附图说明本实用新型的实施例。

实施例1

本实用新型中改进的吸引型测量机构如图2。用它配上表壳可直接装配成吸引型电磁微型仪表，表面尺寸可小到30毫米×30毫米或更小。测量机构中的固定线圈1采用配合铁心形状的骨架绕制成多层，线圈的安匝数比同类型仪表空心线圈的少30％－50％，或少更多，导线线径根据需要适当加粗或不加粗。固定线圈1制成后，将其固定在支架15上。转轴12上的游丝2、指针7的安装沿用常规电磁仪表制造工艺实施。本实用新型中采用的动铁片13为对称安装在转轴12上的动铁片，以使仪表转轴12平衡良好。动铁片13紧固在转轴12上，並对准固定线圈1一端的中心处。动铁片13磁化转动时，同时带动转轴12和指针7转动。转轴12的二端为轴尖部分，轴尖部分浸入容油腔10中的硅阻尼油14中。带容油腔10的支撑轴承螺丝9可调节，并使转轴12能自由转动。硅阻尼油14起阻尼作用，且润滑轴承，防止转轴12颤动。在调试测量结构前，向线圈1的另一端内插入铁心8。插入的铁心8可根据仪表设计要求，按图4选择不同型号铁心。当然，选取不同形状铁心8时应相应改变固定线圈的形状。调试测量机构时，伸缩移动铁心8在线圈1内的位置，直到使仪表达到额定灵敏度后用粘接剂（如环氧树脂）粘牢，固定。通电测量时，高磁通铁心线圈1使动铁片13磁化，并吸引动铁片13，产生转动力矩，引起指针7发生偏转。当这转动力矩与游丝2产生的反作用力矩相平衡时，指针7便在硅油14阻尼的作用下停止摆动，很快稳定在某一位置，指示出被测电流（电压）的数值。

实施例2

将常规排斥型仪表测量机构中的阻尼器和宝石轴承改进替换成本实用新型中的硅油阻尼和支撑结构，保留排斥测量部分。再在原仪表转轴适当的位置上增设安装一块对称的动铁片13，並且按实施例1对准动铁片13，在仪表支架15上安装高磁通铁心线圈1，形成吸引型测量机构。最后，将原排斥型仪表中保留的固定线圈与新安装的高磁通铁心线圈1串联，调整好线圈的位置，即制成了本实施例的排斥一吸引型电磁仪表。这种排斥一吸引型测量机构通电测量时，原排斥机构的一组铁片和新增加的吸引机构的动铁片13同时被磁化，原排斥机构的一组铁片互相排斥，新增加的动铁片13被吸引。这种排斥力和吸引力的共同作用构成了本实施例的转动力矩，使仪表指针7作广角度偏转，指示出被测电量的数值。因此，这种仪表有较大的转动力矩，可制成交流广角度电磁仪表。

实施例3

在常规的排斥型电磁仪表中，以硅油阻尼和支撑结构代替排斥型测量机构中的磁感应阻尼器或空气阻尼器。保留原排斥型仪表中的其它机构，即制造成本实施例的排斥型微电磁仪表。

实施例4

应用本实用新型微型电磁仪表与普通插座组合，即构成如图5的电表插座。其中，电流仪表22与插座23串联。电流仪表22与插座23电连接按图6实施。制造成的电表插座可指示出接插电器的耗电情况，大大方便了用户。

Claims

1、一种微型电磁仪表，包括转轴、动铁片13或动、静组铁片、游丝或张丝、硅阻尼油、指针7、指针平衡锤11、表面6和表壳，其特征在于：

a)有插有提高、调节线圈磁通量铁心8的高磁通固定铁心线圈，

b)有由支撑轴承螺丝9、容油腔10、硅阻尼油14、浸入硅阻尼油中的转轴12轴尖部分构成的油阻尼支撑结构，

c)有用微型电磁仪表和插座、收录机、微波炉用电器连接构成的电表指示用电器。

2、根据权利要求1所述的微型电磁仪表，其特征在于，固定线圈1和插入固定线圈1中的铁心8的形状是直线型、斜线型、折线型、曲线型、组合不规则型或对称型。