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Einrichtung zur Messung der Feldstärke von Magneten Die Erfindung
bezieht sich auf die Messung der Feldstärke von permanenten und EJektromagneten.
Sie betrifft eine Einrichtung, mit deren Hilfe derartige Messungen in einfachster
Weise und mit größter Genauigkeit durchzuführen sind.
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Es ist bekannt, für die Messung der Feldstärke von Magneten den Stromstoß
heranzuziehen, den eine Änderung des zu messenden Magnetflusses in einer mit diesem
Fluß verketteten Wicklung induziert. Bei den blekannten Apparaten dieser Bauart
wird die Änderung des verketteten Flusses durch plotzliche Verschiebung einer in
einem Stromkreis mit einem Galvanometer liegenden Spule im magnetischen Feld, dessen
Feldstärke man messen will, hervor;gerufen. Hierbei wird jedoch die Genauigkeit
der Messung dadurch beeinträchtigt, daß zur Ermöglichung der Sp ulenverschiebungen
im magnetischen Stromkreis dieser leinen beträchtlichen Luftspalt enthalten muß.
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Man hat auch für derartige Messungen Apparate vorgeschlagen, bei
denen zwei magnetisch mit den Polen des zu prüfenden Magneten verbindbare Polschuhe
einen zylindrischen Raum abgrenzen, in dem ein Weicheisenanker drehbar gelagert
ist, dessen Ablenkung eine Anzeige für die Stärke des Magnetflusses ergibt. Bei
diesen Apparaten verursacht jedoch der Anker bei seinen Verschiebungen eine Änderung
in der Form des magnetischen Stromkreises. Infolge seines geringen Querschnittes
besitzt er auch eine bleträchtliche magnetische Reluktanz. Schließlich muß der Anker,
um sich im Raum zwischen den Polschuhen frei verschieben zu können, mit beträchtlichem
Spielraum in diesen Raum eingesetzt werden.
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Man kennt auch Vorrichtungen, die dem gleichen Zweck dienen sollen
und bei denen eine von einer stetig gleichbleibenden Sp,annung beschickte Spule
auf einem Kern gelagert ist, der drehbar zwischen zwei Polschuhen
angeordnet
ist, die magnetisch mit den Polen des zu prüfenden Magneten in Verbindung stehen.
Bei einer solchen Vorrichtung ist es jedoch ebenfalls notwendig, daß der Kern mit
beträchtlichem Spiel zwischen den Polschuhen untergebracht wird, um eine freie Verschiebung
der Zeigervorrichtung zu ermöglichen.
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Bei allen diesen erwähnten Vorrichtungen gibt nun der notgedrungen
im magnetischen Stromkreis vorzusehende Luftspielraum Anlaß zu einer zusätzlichen
Relulktanz, die deutlich die Eigenreluktanz des Magneten überwiegt.
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Infolgedessen ist eine unmittelbane Messung des absoluten Wertes der
Feldstärke des zu prüfenden Magneten bei Vorrichtungen oder Apparaten dieser Art
ganz unmöglich.
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Bei der Einrichtung nach der Erfindung besteht auch der Appara;t,
mit dessen Hilfe eine Änderung des verketteten Flusses zur Erzeugung des Stromimpulses,
der in einem Galvanometer oder entsprechenden Meßins trument festgestellt wird,
aus zwei magnetisch mit den Polen des zu prüfenden Magneten in Verbindung stehenden
Polschuhen und einem in ihrer zylindrischen Aussparung drehbar gelagerten Eisenteil.
Die Erfindung besteht darin, daß der drehbare Eisenteil die Form eines von Hand
um einen bestimmten Ausschlagwinkel verdrehbaren, bis an die Innenwand der Polschuhe
heranreichenden Zylinders besitzt, der mit einer Längs nut versehen ist, die von
der induzierten, an das ballistische Galvanometer 0. dgl. angeschlossenen Meßwicklung
ausgefüllt ist.
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Da bei dieser Anordnung der zylindrische Eisenteil bis an die Innenwand
der Polschulhe heranreicht, sind praktisch die magnetischen Verluste zwischen den
Polschuhen und dem zylindrischen Eisenteil ausgeschaltet. Man kann infolgedessen
mit großer Genauigkeit die Induktanz des Magneten bestimmen, der magnetisch an die
Polschuhe angelegt wird.
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Die Genauigkeit der Messung wird noch dadurch gesteigert, weil die
Reluktanz des magnetischen Stromkreises praktisch während der ganzen Messung gleichbleibt,
weil ja dile induzierte Wicklung nur einen kleinen Bruchteil des Kernumianges und
infolgedessen auch der Kernoberfläche einnimmt. Letztere liegt deshaTb ständig vor
den Pol schuhen und besitzt praktisch bei allen Winkellagen des zylindrischen Eisenteiles
die gleichen Abmes--sungen, so daß also der Durchflußquers,chnitt dauernd gleich
ist.
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Da also hierbei die Reluktanz im magnetischen Stromkreis gegenüber
der Reluktanz des zu prüfenden Magneten vemzachlässigt werden kann, ist es mit dem
Apparat nach der Erfindung auch möglich, mit großer Genauigkeit die Entmagnetisierungskurve
eines Magneten festzustellen.
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Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt.
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Fig. 1 ist der Längsschni-tt durch den Apparat, Fig. 2 sein Querschnitt
und Fig. 3 seine Vorderansícht mit der Wilcklung und dem Kern, der sie trägt, in
ihrer dem Mittelpunkt der Winkelbewegung, die sie ausführen können, entsprechenden
Lage.
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Bei der dargestellten Aulsführungsform besitzt der Apparat einen
durch zwei Polansätze 1 und 2 gebildeten Stator, die in geeigneter Weise auf einer
Grundplatte 3 befestigt und magnetisch durch Bügel aus nicht ferroma,,netischem
M,aterial getrennt sind. Diese Polansätze I und 2 bilden zusammen einen zylindrischen
Hohlraum 5, in dem ein Kern 9 drehbar angeordnet ist, der mittels magnetisch isolierender
Köpfe 6 und Drehzapfen 7 son-ilc Kugellagern 8 gelagert ist. Die induzierte Wicklung
10 ist in den Nuten g' des Kernes 9 angeordnet.
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Die induzierte Wicklung 10 ist mit den Klemmen 1 1 auf einem Brett
12 verbunden, an die das Galvanometer angeschlosen ist Im betrachteten Fall kann
die Wicklung 10 Zwischenanzapfungen aufweisen, die mit entsprechenden Klemmen des
Bretts 12 verbunden sind, um so die Empfindlicbkeit des Apparates ändern zu können.
Die Verbind-ung zwischen der induzierten Wicklung lo und den Klemmen 11 kann unmittelbar
mit Hilfe von einfachen biegsamen Leitungen 17 bergestellt sein, ohne Reibkontakte
zu benötigen, da de Winkelverschiebung, die die Wicklung 10 während des Meßvorganges
gegenüber dem Stator und dem Klemmbrett 12 auszuführen hat, sehr begrenzt ist.
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Der bewegliche Kern 9 ist mit einem Handgriff 13, der auf ihn die
gewünschte Drehung überträgt, und mit einem Anschlagarm 14 ausgerüstet, der mit
an dem Stator befestigten Anschlägen 15 zusammenwirkt. Diese .Anschläge legen den
Winkel fest, um den der Kern 9 für den Meßvorgang verschoben werden soll. Bei der
dargestellten Ausführungsform beträgt dieser Winkel iSo£.
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Ist das nichtdargestellte Galvanometer mit den Klemmen 11 verbunden,
so setzt man einen- permanenten Magneten 16, dessen Fluß man messen will, auf den
Stator derart auf, daß seine Polflächen mit den eny<xegengesetzten Polansätzen
1 und 2 in Berührung kommen. Hiernach betätigt man den Handgriff 13 und ruft die
Winkelverschiebung des Kerns in den durch die Anschläge 15 gegebenen Grenzen hervor.
Man erreicht so, daß der verkettete Fluß eine Änderung von einem positiven bis zu
einem negativen Höchst wert erfährt und verursacht den größtmöglichen Impuls des
induzierten Stromes. der das Galvanometer erregt.
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Indem man eine geeignete Anordnung der WicklungIo, der Anschläge
15 und der Polansätze I und 2 wählt, kann man natürlich auch den Meßvorgang mit
Hilfe von anderen Winkelverschiebungen des Kerns g wie I80° durchführen, welche
Verschiebung beim dargestellten Ausfühmngsbeispi,e1 zugrunde gelegt worden ist.