DE3009879A1 - Drehspulinstrument, insbesondere zur messung eines elektrischen stromes - Google Patents

Description

ISTRUMENTI DI MISDRA C.G.S. S.p.A.

24, Via Marsala

Monza, Milano / Italien

Drehspulinstrument, Insbesondere zur Messung eines elektrischen Stroms.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehspulinstrument« insbesondere zur Messung eines elektrischen Stroms, mit einem ersten flachen Polschuh, der einen Fersenteil und einen Toroidteil aufweist, einem zweiten flachen Polschuh, der sich parallel zum ersten erstreckt und die entgegengesetzte Polarität hat, einem rotierenden Teil, der winkelig um die Achse des Toroidteils drehbar ist und eine Spule aufweist, die mit dem Toroidteil verbunden ist.

Um mit solchen Instrumenten eine erhöhte Ablesungspräzision und eine erhöhte Skalengleichroässigkeit zu erhalten, müssen die Polschuhe und der rotierende Teil mit hoher Präzision in der vorgeschriebenen gegenseitigen geometrischen und kinematischen Besiehung gekoppelt sein.

Im besonderen ist es erforderlich, daß die Versetzung zwischen der Achse, um welche der rotierende Teil herum drehbar ist, und der Achse des Toroidteils gleich Null oder

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so gering wie möglich ist.

Bei den gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Instrumenten ist diese Kopplung wegen der großen Zahl von Teilen zur Herstellung der Kopplung zwischen den Polschuhen und dem rotierenden Teil normalerweise nicht mit der notwendigen Präzision erzielbar.

Im besonderen besteht eine ständige Versetzung zwischen der Achse, um die sich der rotierende Teil dreht, und der Achse des Toroidteils.

Hieraus ergibt sich der Nachteil, daß die bekannten Instrumente spärlich Präzision haben, wenn nicht Herstellungsmethoden zum Nachstellen mit unverhältnismässig hohen Kosten angewendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeinstrument zu entwickeln, das bauliche und funktioneile Eigenschaften in einem solchen Maße hat, daß den vorerwähnten Erfordernissen Rechnung getragen wird und gleichzeitig die Nachteile vermieden werden, die bei den bekannten Instrumenten bestehen.

Diese Aufgabe wurde durch ein Instrument der erwähnten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der rotierende Teil an den Enden eines Zapfens drehbar gelagert ist, der fest am Rand des ersten Polschuhes angeordnet ist und sich gleichachsig zur Achse des Toroidteils und durch diesen im wesentlichen symmetrisch zu diesem erstreckt.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen An-

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ORlGiMAL INSPECTED

ze ige ins tr laments ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform, die in der Zeichnung beispielsweise und in auseinandergezogener Darstellung gezeigt ist.

In der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung besitzt das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument 1 einen ersten Polschuh 2, der eine flache Form hat und durch einen Toroidteil 3 mit der Achse X-X und durch einen Fersenteil 4 gebildet wird.

Das Instrument 1 bildet ferner einen zweiten plattenförmigen Polschuh 5, der sich parallel zum ersten Polschuh 2 erstreckt.

Ein blattförmiger Dauermagnet 6 ist zwischen dem Fersenteil 4 des ersten Polschuhes 2 und dem zweiten Polschuh 5 angeordnet und mit diesen durch Verkleben verbunden.

Eine Platte 7 aus ferromagnetischem Material erstreckt sich parallel zum zweiten Polschuh 5, derart, daß der erste Polschuh 2 in der Mitte zwischen beiden enthalten ist.

Die Platte 7 und der zweite Polschuh 5 sind miteinander durch zwei Bolzen 8, 9 von gleicher Höhe verbunden. Im besonderen sind die Bolzen 8 und 9 mit ihrem einen Ende festsitzend auf der Platte 7 verzapft, während der zweite Polschuh 5 mit den Zapfen an deren anderem Ende durch Schrauben 10, 11 fest verbunden ist.

Das Anzeigeinstrument 1 besitzt ferner einen rotierenden Teil, der allgemein mit 12 bezeichnet und winkelig um die Achse X-X in der Richtung des Pfeils M drehbar ist,

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und ein im wesentlicher C-förmiges Lager 13 sowie eine Spule 14 aufweist, die mit dem Toroidteil 3 des ersten Polschuhes 2 fest verbunden und anfänglich auf diesem durch einen Schlitz 4a verbunden ist, der in dem Fersenteil 4 vorgesehen ist.

Der rotierende Teil ist an den Enden 15a, 15b eines Zapfens 15 drehbar gelagert, der fest am Rand des ersten Polschuhes 2 angeordnet ist.

Der Zapfen 15 erstreckt sich gleichachsig zur Achse X-X des Toroidteils 3 durch diesen hindurch und zwar im wesentlichen symmetrisch zu diesem und wird an seinem Mittelteil 15c durch einen Ansatz 16 fest gehalten, der sich von dem Fersenteil 4 des ersten Polschuhes 2 aus erstreckt.

Das C-förmige Lager 13 ist am einen Schenkel des C mit Auswuchtelementen versehen, die allgemein mit 17 bezeichnet und an sich bekannt sind. Der andere Schenkel des C ist mit elektrischen Kontakten 18, 19 versehen, die zur Verbindung mit den inneren Enden von Spiralfedern 20, 21 aus leitendem Material verbunden sind.

Die Federn 20, 21 sind an ihrem äusseren Ende mit elektrischen Kontakten 22, 23 zum Einleiten des zu messenden elektrischen Stroms verbunden.

Die Kontakte 22 und 23 werden von einem Ring 24 aus isolierendem Material getragen, der auf der Platte 7 durch Lamellen 25 und 26 gehalten wird.

Der rotierende Teil 12 ist mit einem Sitz 27 versehen, der dazu bestimmt ist, einen nicht dargestellten Zeiger herkömmlicher Art aufzunehmen. Das Instrument 1 besitzt

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ferner eine Brückenplatte 28, die an ihren Enden mit der Platte 7 an der Stelle der Bolzen 8 und 9 verankert ist.

Die Brückenplatte 28 ist an ihrem Mittelteil mit einer Schraube 29 aus ferromagnetischem Material versehen, die erforderlichenfalls verstellbar ist, um die Skala des Instruments auf Null einstellen zu können.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Instruments ist wie nachfolgend beschrieben. Wenn die Kontaktstifte 23 24 des Instruments 1 an ein Stromnetz zur Durchführung einer Strommessung angeschlossen werden, wird die Spule 14 von dem zu messenden Strom durchflossen. Da die Spule sich in dem Magnetfeld befindet, das zwischen den beiden Polschuhen erzeugt worden ist, wird der rotierende Teil einem Drehmoment elektromagnetischen Ursprungs ausgesetzt. Der rotierende Teil dreht sich daher entgegen der Wirkung der Federn 20, 21 bis zum Erreichen einer Winkelstellung, in welcher das Drehmoment dem elastischen Gegendrehmoment der erwähnten Federn angeglichen ist. In dieser Stellung zeigt der Zeiger den durch das Instrument fliessenden Strom an.

Bekanntlich ist das Drehmoment elektromagnetischen Ursprungs direkt proportional nicht nur dem durch das Instrument fliessenden Strom, sondern auch der Stärke des Magnetfeldes, die durch die Permeabilität des magnetischen Kreises selbst bestimmt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Instrument weisen dank seiner baulichen Merkmale sowohl die Stärke des Magnetfeldes als auch die Permeabilität des magnetischen Kreises kleine Abweichungen vom Mittelwert längs der vollen Breite der

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winkeligen Verlagerung des rotierenden Teils auf. Dies ist in der Tat hauptsächlich durch den Umstand bedingt, daß die Achse, um welche die Spule 14 drehbar ist, keine oder eine extrem geringe Versetzung mit bezug auf die Achse des Toroidteils aufweist, was leicht durch den Umstand erzielt wird, daß der Zapfen 15 mit dem ersten Polschuh 2 fest verbunden ist.

Zweitens wird durch das Vorhandensein der Platte 7 aus ferromagnetischem Material parallel zum zweiten Polschuh 5 ein bestimmter Verlauf des magnetischen Flusses sichergestellt, wodurch die magnetische Permeabilität des magnetischen Kreises über den vollen Betrag der winkeligen Verlagerung des rotierenden Teils konstant gemacht wird, auch beim Vorhandensein einer nicht vollkommen parallelen Lage zwischen dem ersten und dem zweiten Polschuh, der durch Parallelitätsfehler zwischen den Flächen des Dauermagnets 6 und/oder durch Mängel bei der Verklebung verursacht werden. Die parallele Lage zwischen der Platte 7 und dem zweiten Polschuh 5 ist dagegen leicht erzielbar dank der Kopplung mit Bolzen von gleicher Breite.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Instrument den Vorteil einer erhöhten Ablesegenauigkeit und insbesondere eine erhöhte Gleichmässigkeit der Skala aufweist.

Das vorangehend beschriebene Anzeigeinstrument verfügt darüber hinaus über den Vorteil, daß Temperaturschwankungen kompensiert werden. Die Gleichgewichtswinkelstellung des rotierenden Teils verändert sich in der Tat nicht bei Temperaturveränderungen. Dies ist durch den Umstand bedingt, daß beim Zunehmen (oder Abnehmen) der Temperatur

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sowohl der durch den Dauermagneten erzeugte Fluß und damit das Drehmoment elektromagnetischen Ursprungs, als auch die Steifigkeit der Federn und damit das elastische Gegendrehmoment der Federn abnimmt (oder zunimmt).

r Patentanwalt

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Claims (3)

1. Ansprüche ;

   , 1./Drehspulinstrument, insbesondere zur Messung eines elektrischen Stroms, mit einem ersten flachen Polschuh, der einen fersenförmigen Teil und einen Toroidteil aufweist, einem zweiten flachen Polschuh, der sich parallel zum ersten und mit entgegengesetzter Polarität erstreckt, einem rotierenden Teil, der winkelig um die Achse des Toroidteils herum drehbar ist und eine Spule aufweist, die mit dem Toroidteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Teil (12) an den Enden eines Zapfens (15) drehbar gelagert ist, der fest am Rand des ersten Polschuhes (2) angeordnet ist und sich gleichachsig zur Achse (X-X) des Toroidteils (3) und durch diesen im wesentlichen symmetrisch hierzu erstreckt.
2. 2. Drehspulinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (15) an seinem Mittelteil (15c) fest

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   durch einen Ansatz (16) gehalten wird, der sich von dem fersenförmigen Teil (4) des ersten Polschuhes (2) erstreckt.
3. 3. Drehspulinstrument nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Platte (7) aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist, die sich parallel zum zweiten Polschuh (5) erstreckt, so daß sie den ersten Polschuh in einer Mittellage zwischen sich enthalten.

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