DE1195860B

DE1195860B - Moving iron measuring instrument

Info

Publication number: DE1195860B
Application number: DEA37750A
Authority: DE
Original assignee: Da & Dutilh Atel
Current assignee: Da & Dutilh Atel
Priority date: 1960-07-19
Filing date: 1961-06-27
Publication date: 1965-07-01

Description

Dreheisen-Meßinstrument Die Erfindung betrifft ein Dreheisen-Meßmstrument, z. B. einen Spannungs- und Strommesser.Moving iron measuring instrument The invention relates to a moving iron measuring instrument, z. B. a voltage and ammeter.

Derartige Meßinstrumente weisen im Innern einer Erregerwicklung ein Festeisenplättchen und ein auf einer drehbaren Achse befestigtes Dreheisenplättchen auf. Diese Drehachse trägt einen Zeiger und ist mit einer Rückstellfeder verbunden. Der während eines Stromflusses durch die Erregerspule sich zwischen den Plättchen einstellende und durch den Zeiger angezeigte Abstand ist dann ein Maß für die Stromstärke. Such measuring instruments have an excitation winding inside Fixed iron plate and a moving iron plate attached to a rotatable axis on. This axis of rotation carries a pointer and is connected to a return spring. That during a current flow through the excitation coil between the platelets The distance that is set and indicated by the pointer is then a measure of the current strength.

Der Ausschlag des Zeigers hängt innerhalb eines bestimmten Instrumententyps demnach von der Stärke des die Spule durchfließenden Stroms, von dem Rückstellmoment der Feder und von der Form und der gegenseitigen Lage der Plättchen ab. Da sich aber von einem Instrument zum andern geringe Abweichungen, die sich noch überlagern können, nie ausschalten lassen, ergeben sich an gleichartigen Instrumenten für den gleichen Strom keine gleichen Zeigerausschläge. Zur Erzielung gleicher Vollausschläge ist es bekannt, ein verstellbares Festeisen zur Einjustierung des Skalenendpunktes vorzusehen. Jedoch wird hierdurch die Skalencharakteristik nicht in Übereinstimmung der bestehenden Abhängigkeit zwischen Strom und Ausschlag beeinflußt. Nach wie vor ist daher die Skala für jedes Instrument anders und die Verwendung gedruckter Skalen für genaue Instrumente nicht möglich. Dies bedeutet für die industrielle Herstellung einen großen Nachteil, denn es muß für jedes Instrument die Skala erst gezeichnet werden, was umständlich, schwierig und somit auch kostspielig ist. The deflection of the pointer depends on a certain type of instrument accordingly on the strength of the current flowing through the coil, on the restoring torque the spring and the shape and mutual position of the platelets. That I but slight deviations from one instrument to another, which still overlap can never turn it off, result from similar instruments for the same current no same pointer deflections. To achieve the same full deflections it is known, an adjustable fixed iron for adjusting the scale end point to be provided. However, this makes the scale characteristic inconsistent the existing dependency between current and deflection. Still therefore the scale is different for each instrument and the use of printed scales not possible for exact instruments. This means for industrial production a big disadvantage, because the scale must first be drawn for each instrument which is cumbersome, difficult and therefore also costly.

Zur Skalenbeeinflussung ist es an Dreheiseninstrumenten ferner bekannt, eine zweite Erregerwicklung vorzusehen. Diese Spule wirkt direkt auf das Dreheisen, um die magnetische Feldstärke zur Anpassung der Ausschlagcharakteristik im mittleren Skalenbereich veränderbar zu gestalten. Auch hierdurch lassen sich die bekannten Mängel nicht beseitigen. It is also known on moving iron instruments to influence the scales, to provide a second excitation winding. This coil acts directly on the moving iron, the magnetic field strength to adapt the deflection characteristic in the middle Make the scale range changeable. This also allows the known Do not eliminate defects.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Dreheisenmeßinstrument zu schaffen, das ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit die Verwendung von vorgedruckten Skalen zuläßt. The object of the invention is therefore to provide a moving iron measuring instrument create that without affecting the measurement accuracy the use of preprinted Scales.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Dreheisenmeßinstrument vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine zweite, von der Erregerspule getrennte und achsparallel zu ihr angeordnete Spule vorgesehen ist, die an den Stirnseiten aus ferromagnetischem Material bestehende Leitbleche aufweist, die die Stirnseiten der Erregerspule derart abdecken, daß eine Beeinflussung des aktiven Magnetfeldes in der Erregerspule erfolgt und in den diesen Magnetkreis bildenden Teilen eine an sich bekannte Luftspalteinstellung zur Veränderung des magnetischen Widerstandes vorgesehen ist. To solve this problem, according to the invention, a moving iron measuring instrument provided, which is characterized in that a second, from the excitation coil separate and axially parallel to it arranged coil is provided on the end faces has baffles made of ferromagnetic material which form the end faces the excitation coil cover in such a way that an influence on the active magnetic field takes place in the excitation coil and in the parts forming this magnetic circuit a air gap setting known per se for changing the magnetic resistance is provided.

Bei einem Meßinstrument mit in einer Spule untergebrachten Plättchen ist es vorteilhaft, im Innern der anderen Spule-zwei Magnetkerne, die von dem Lamellen getragen und im Abstand zueinander regelbar sind, vorzusehen. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, in dieser Spule nur einen feststehenden Magnetkern zur Verbindung der beiden Leitbleche anzubringen und den regelbaren Luftspalt in einem der beiden Leitbleche einzubauen. In the case of a measuring instrument with small plates housed in a coil It is advantageous to have inside the other coil-two magnetic cores, which are from the lamellae are carried and can be regulated in the distance to one another. On the other hand, there is also the possibility of only one fixed magnetic core in this coil for connection of the two baffles and the adjustable air gap in one of the two Install guide plates.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Dreheisenmeßinstrument ermöglicht mit einfachen Mitteln eine derartige Beeinflussung des auf das Dreheisen wirksamen Magnetfeldes, daß ohne weiteres vorgedruckte Meßskalen benutzt werden können. Die erzielbare Regelgenauigkeit erfüllt hierbei sogar die Voraussetzungen zur Schaffung von Meßinstrumenten höheren Genauigkeitsgrades. A moving iron measuring instrument designed according to the invention enables such an influence on the moving iron with simple means Magnetic field that preprinted measuring scales can be used without further ado. the achievable control accuracy even meets the requirements for creation of measuring instruments with a higher degree of accuracy.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen von Dreheisenmeßinstrumenten gemäß der Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform, F i g. 2 einen Grundriß hierzu nach Entfernung des Gehäuses, F i g. 3 einen Grundriß einer anderen Ausführungsform und Fig.4 eine nochmals abgeänderte Ausführungsform. The drawings show embodiments of moving iron measuring instruments according to the invention. It represents F i g. 1 shows an axial section of a first embodiment, F i g. 2 shows a plan view of this after removal of the housing, FIG. 3 a floor plan another embodiment and FIG. 4 another modified embodiment.

Das Dreheisenmeßinstrument der Fig. 1 und 2 weist in an sich bekannter Weise innerhalb eines Gehäuses 1 eine Drehachse 2 auf, die zwischen einem festen Fußlager 3 und einem einstellbaren Deckenlager (nicht gezeichnet) gelagert ist. Die Achse 2 trägt einen Zeiger 7, der zwischen einem geteilten Zifferbaltt 8 und einem in dem Deckel vorgesehenen Fenster beweglich ist. Eine Spiralfeder (nicht gezeigt) greift an der Achse 8 an und versucht den Zeiger 7 auf den Nullpunkt der Skala zurückzustellen. Die Achse 2 ist im Mittel einer Erregerspulel3 angeordnet, deren unmagnetischer Spulenkasten einen zylindrischen Kanal 14 bildet. An der Achse 2 ist ein Dreheisenplättchen 15 aus Weicheisen oder einem anderen nicht remanenten magnetischen Metall angebracht. The moving iron measuring instrument of FIGS. 1 and 2 has a known per se Wise within a housing 1 on an axis of rotation 2, which is between a fixed 3 foot bearings and an adjustable ceiling bearing (not drawn) is stored. The axis 2 carries a pointer 7, which is divided between a number plate 8 and a window provided in the cover is movable. A coil spring (not shown) attacks the axis 8 and tries the pointer 7 to the zero point of Reset the scale. The axis 2 is arranged in the middle of an excitation coil 3, the non-magnetic coil box of which forms a cylindrical channel 14. On the axis 2 is a moving iron plate 15 made of soft iron or some other non-remanent magnetic metal attached.

In ähnlicher Weise ist an der Innenfläche des Kanals 14 ein Festeisenplättchen 16 vorgesehen, das ebenfalls aus Weicheisen besteht und an einem Halbring 17 sitzt, der durch seine Elastizität an der Wand des Kanals 14 gehalten ist. Wenn die Spule 13 von einem zu der Meßgröße proportionalen Strom durchflossen wird, erzeugt das von ihr erzeugte Magnetfeld gleiche Polaritäten an den Plättchen 15 und 16. Das Plättchen 15 wird daher abgestoßen, bis das Federrückstellmoment und das Abstoßmoment sich im Gleichgewicht befinden. Der Ausschlag des Zeigers 7 gibt dann die Meßgröße des Stromes an.Similarly, on the inner surface of the channel 14 is a solid iron plate 16 provided, which also consists of soft iron and sits on a half ring 17, which is held on the wall of the channel 14 by its elasticity. When the coil 13 is traversed by a current proportional to the measured variable, generates the the magnetic field generated by it has the same polarities on the plates 15 and 16. The Plate 15 is therefore repelled until the spring return torque and the repulsion torque are in balance. The deflection of the pointer 7 then gives the measured variable of the current.

Erfindungsgemäß wird diese bekannte Anordnung durch zwei Leitbleche 18, 19 ergänzt, die parallel zueinander angeordnet sind und mit den Stirnseiten 20, 21 der Erregerspule 13 in Berührung stehen. Diese Leitbleche aus einem magnetischen Metall mit geringem Verlustfaktor und großer Permeabilität (z. B. According to the invention, this known arrangement is provided by two guide plates 18, 19 added, which are arranged parallel to one another and with the end faces 20, 21 of the excitation coil 13 are in contact. These baffles made of a magnetic Metal with a low loss factor and high permeability (e.g.

Weicheisen) sind etwa radial so angeordnet, daß sie den Teil des Kanals 14 überdecken, in dem sich die Plättchen 15 und 16 befinden. Ein am Gehäuseboden 5 befestigtes Sockelstück 21 aus einem unmagnetischen Werkstoff hält das untere Leitblech 19.Soft iron) are arranged approximately radially so that they form part of the channel Cover 14, in which the plates 15 and 16 are located. One on the case back 5 attached base piece 21 made of a non-magnetic material holds the lower one Baffle 19.

Beide Leitbleche werden außerdem durch Flansche 25, 26 gegen die Stirnseiten 20, 21 gedrückt. Diese Flansche sind mittels der Lappen 28 an den Enden durch Zugschrauben 27 wieder am Boden 5 befestigt.Both baffles are also by flanges 25, 26 against the end faces 20, 21 pressed. These flanges are by means of the tabs 28 at the ends by tension screws 27 again attached to the floor 5.

Die Leitbleche 18, 19 tragen zwischen ihren anderen Enden Kerne 22, 23 aus einem nicht remanenten magnetischen Metall. Der Kern 22 ist am Leitblech 18 befestigt, während der Kern 23 einen Gewindestift 24 aus einem unmagnetischen Werkstoff trägt, der in den Kern 22 eingeschraubt ist. Der Kern 23 kann sich in einer Bohrung des Leitbleches 19 so drehen, daß er praktisch mit diesem in Berührung bleibt. Um die Kerne 22, 23 herum ist eine zweite Erregerspule 31 angeordnet, deren Wicklung in Reihe mit der Spule 13 geschaltet ist. Die Spule 31 verbindet auch die beiden Leitbleche 18, 19 miteinander. The guide plates 18, 19 carry cores 22 between their other ends, 23 made of a non-remanent magnetic metal. The core 22 is on the baffle 18 attached, while the core 23 has a threaded pin 24 made of a non-magnetic Carries material that is screwed into the core 22. The core 23 can be in Rotate a hole in the guide plate 19 so that it is practically in contact with it remain. A second excitation coil 31 is arranged around the cores 22, 23, the Winding is connected in series with the coil 13. The coil 31 also connects the two guide plates 18, 19 together.

Hierfür kann die Spule 31 Stifte 32 tragen, die durch entsprechende Löcher der Leitbleche treten und Haltescheiben 33 aufnehmen, die durch eingedrückte Krallen an Ort und Stelle gehalten werden. Die Spule 31 hat nicht nur die Aufgabe, das Magnetfeld zwischen den Leitblechen 18, 19 an der Stelle der Plättchen 15 und 16 zu verstärken. Da nämlich die Wicklungen der Spulen 13 und 31 in Reihe geschaltet sind, wird auch der Gesamtverbrauch der Anordnung für einen gleichen Vollausschlag des beweglichen Plättchens verringert. Das durch die Hilfsspule 31 erzeugte Feld kann insbesondere in weiten Grenzen mittels einer durch die Verstellung des Kerns 23 erhaltenen Luftspaltänderung verändert werden.For this purpose, the coil 31 can carry pins 32, which are marked by corresponding Enter holes in the baffles and take up retaining washers 33, which are depressed by Claws are held in place. The coil 31 not only has the task of the magnetic field between the baffles 18, 19 at the location of the plates 15 and 16 to reinforce. Because the windings of the coils 13 and 31 are connected in series are also the total consumption of the arrangement for an equal full scale of the moving tile. The field generated by the auxiliary coil 31 can in particular within wide limits by means of an adjustment of the core 23 obtained air gap change can be changed.

Unter diesen Verhältnissen schließt sich der durch die Erregerspule 13 erzeugte Magnetfluß nicht außen durch die Luft, sondern folgt teilweise dem Weg des geringsten magnetischen Widerstands, der durch das Leitblech 18, die Kerne 22, 23 und das Leitblech 19 gebildet wird. Man kann daher durch gegenseitige Annäherung oder Entfernung der Kerne 23 und 22 durch Ein- oder Ausschrauben den Wert des induzierten Feldes in dem Kanal 14 verändern und somit den Ausschlag des Instruments beeinflussen, ohne die gegenseitige Lage der beiden Plättchen 15 und 16 verändern zu müssen. Durch den veränderlichen magnetischen Widerstand im Magnetkreis lassen sich Instrumente herstellen, die alle den gleichen Ausschlag und somit die gleiche Skalenform haben. Under these conditions, the one closes through the excitation coil 13 does not generate magnetic flux through the air outside, but partly follows the path the lowest magnetic resistance caused by the Baffle 18, the cores 22, 23 and the baffle 19 is formed. One can therefore by mutual approximation or removal of the cores 23 and 22 by screwing or unscrewing the value of the induced Change the field in channel 14 and thus influence the deflection of the instrument, without having to change the mutual position of the two plates 15 and 16. By The variable magnetic resistance in the magnetic circuit can be used as instruments which all have the same deflection and thus the same scale shape.

Es ist zu bemerken, daß die Einführung des erfindungsgemäßen Magnetkreises mit veränderlichem magnetischem Widerstand den äußeren magnetischen Widerstand der Erregerspule 13 verringert und somit die durch diese erzeugte Induktion vergrößert. Hierdurch wird für die gleiche Wirkung, d. h. für den gleichen Ausschlag des Instruments, die erforderliche Stromstärke herabgesetzt, wodurch die von der Erregerspule 13 verbrauchte Leistung ebenfalls herabgesetzt wird. DieErfindung ermöglicht somit eineVerringerung des Eigenverbrauchs des Instrumentes. Die erfindungsgemäße Verbesserung kann auch sehr leicht an vorhandenen Instrumenten angebracht werden. It should be noted that the introduction of the magnetic circuit according to the invention with variable reluctance the external reluctance of the The excitation coil 13 is reduced and thus the induction generated by it is increased. This is for the same effect, i. H. for the same deflection of the instrument, the required current intensity is reduced, as a result of which the excitation coil 13 Consumed power is also reduced. The invention thus enables a reduction in the self-consumption of the instrument. The improvement according to the invention can also be easily attached to existing instruments.

Bei Dreheisenmeßinstrumenten ist es bisweilen zweckmäßig, die Drehachse 2 des Zeigers möglichst nahe an die Gehäusewand zu verlegen, damit mit den gleichen Abmessungen eines Instruments eine möglichst große Skala ermöglicht wird. Es kann dann eine Anordnung gemäß F i g. 3 benutzt werden. Die Hilfsspule 31 ist hier nach der den Plättchen 15 und 16 abgewandten Seite verlegt, wobei das Plättchen 15 aus Auswuchtgründen auf der der Spitze 35 des Zeigers 7 abgewandten Seite liegt. Es können dann Leitbleche 38, 39 in Form eines Krummstabes benutzt werden, dessen gebogener Teil so angeordnet ist, daß er den Bewegungsraum des Plättchens 15 einschließt. With moving iron measuring instruments it is sometimes useful to set the axis of rotation 2 of the pointer as close as possible to the housing wall, so with the same Dimensions of an instrument as large a scale as possible is made possible. It can then an arrangement according to FIG. 3 can be used. The auxiliary coil 31 is here after laid the side facing away from the plates 15 and 16, the plate 15 from Balancing reasons lies on the side facing away from the tip 35 of the pointer 7. It can then be used guide plates 38, 39 in the form of a crook, the curved Part is arranged so that it includes the movement space of the plate 15.

Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. The invention can of course be modified.

So kann der im Magnetkreis der induzierenden Spule vorgesehene regelbare Luftspalt auf verschiedene Weise hergestellt werden. Beispielsweise zeigt F i g. 4 ein Leitblech 38, das so ausgeschnitten ist, daß eine Platte 41 mit abgerundeten Kanten entsteht, die an einem Zapfen 42 befestigt ist. Durch Veränderung der Winkelstellung der Platte 41 kann somit der magnetische Widerstand des Magnetkreises der Erregerspule 13 verändert werden.In this way, the adjustable coil provided in the magnetic circuit of the inducing coil can be used Air gap can be made in different ways. For example, FIG. 4 a guide plate 38 which is cut out so that a plate 41 with rounded Edges arises, which is attached to a pin 42. By changing the angle of the plate 41 can thus be the magnetic resistance of the magnetic circuit of the excitation coil 13 can be changed.

Ferner können die festen und beweglichen Eisenteile nicht nur die Form von ebenen Plättchen erhalten, wie oben gezeigt, sondern sie können auch andere bekannte Formen, wie z. B. Zylinderabschnitte oder Schneckenwindungen, aufweisen. Furthermore, the fixed and movable iron parts can not only Get the shape of flat platelets as shown above, but they can also be others known forms such as B. cylinder sections or screw windings have.

Claims

Claims: 1. Moving iron measuring instrument with an excitation winding, inside a fixed iron plate and one on a rotatable axis arranged with a return spring provided pointer attached moving iron plate are, and means for influencing the scale characteristics, characterized in that that a second, separated from the excitation coil (13) and arranged axially parallel to it Coil (31) is provided, which is made of ferromagnetic material on the end faces has existing guide plates (18, 19) which form the end faces (20, 21) of the excitation coil (13) cover in such a way that an influence on the active magnetic field in the excitation coil he follows and an air gap setting known per se in the parts forming this magnetic circuit to change the magnetic resistance is provided.

2. Measuring instrument according to claim 1, characterized in that the Coil (31) has two magnetic cores (22, 23) inside, which are supported by the baffles (18 or 19) and the distance to each other can be adjusted to adjust the air gap are.

3. Measuring instrument according to claim 1, characterized in that the Coil (31) has a stationary core (22) that supports the two guide plates (38, 39) of the magnetic circuit connects, has and the controllable air gap is provided in one of the two baffles is.

4. Measuring instrument according to claim 3, characterized in that the a baffle (38) is provided with a circular cutout, in its center an intermediate piece (41) that can be rotated about a vertical axis of rotation (42) to the guide plate is provided.

Considered publications: German utility model no. 1,452,239; Swiss patent specification No. 333 228.