DE856764C

DE856764C - Coreless moving coil system, especially for measuring instruments

Info

Publication number: DE856764C
Application number: DEN2212D
Authority: DE
Inventors: Arend Thomas Van Urk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1943-12-01
Filing date: 1944-11-29
Publication date: 1952-11-24

Description

Kernloses Drehspulensystem, besonders für Meßinstrumente Die Erfindung betrifft ein kernloses Drehspulen- svstem, besonders für Meßinstrumente, bei dem sich die Spule zwischen den Polen eines Magnet- feldes bewegt und eine nicht lineare, besonders eine logarithmische Beziehung zwischen der Winkel- verdrehung der Spule und einer auf das System einwirkenden Größe besteht. In gewissen Fällen besteht das Bedürfnis nach einem System dieser Art, bei dem es möglich ist, die zu messende Größe in einem Meßinstrument und innerhalb ein und derselben Skala mit der gleichen prozentualen Genauigkeit am Beginn und am Ende der Skala abzulesen und so innerhalb einer Skala die Starke des die Spule durchfließen- den Stromes in einem Verhältnis bis zu 1 : rooo zu ändern. Auf diese Weise kann man z. B. ein Dezibelmeter für etwa 6oDezibel herstellen, wobei unterDezibelmeter ein Instrument verstanden wird, bei dem die Winkelverdrehung logarithmisch mit der auf das System einwirkenden Größe wächst. Ein solches System ist bisher nicht verwirklicht worden. Um die Möglichkeit zur Ablesung von Meßwerten in Verhältnissen bis zu' ,i : rooo in einer Skala zu schaffen, sind entsprechendeFeldveränderungen des Meßmagneten im Bereich der gesamten @Vinkelverdrehun.g der Spule herzustellen.Coreless moving coil system, especially for measuring instruments The invention relates to a coreless moving coil svstem, especially for measuring instruments, where the coil between the poles of a magnetic field moves and a non-linear one, especially a logarithmic relationship between the angular twisting the coil and one on the system acting size. In certain cases there is a need for a system of this kind in which it is possible the quantity to be measured in a measuring instrument and within the same scale as the same percentage accuracy at the beginning and read at the end of the scale and so within a scale the strength of the flow through the coil- the current in a ratio of up to 1: rooo change. In this way you can z. B. produce a decibel meter for about 60 decibels, whereby a decibel meter is understood to mean an instrument in which the angular rotation grows logarithmically with the size acting on the system. Such a system has not yet been implemented. In order to create the possibility of reading measured values in ratios of up to 'i: rooo on a scale, corresponding field changes of the measuring magnet must be made in the area of the total angular rotation of the coil.

Erfindungsgemäß ist dies mittels eines Systems möglich, bei dem dieBreite @derPolschuhehöchsterts ein Achtel ihrer gegenseitigen Entfernung beträgt und die Polschuhe, wenigstens auf einer Seite, größtenteils von einem magnetisch isoliert angeordneten, längs der Spulenbahn liegenden Schirm aus magnetisch leitendem Werkstoff überbrückt sind.According to the invention this is possible by means of a system in which the width @ derPolschuhhöchsterts is one eighth of their mutual distance and the Pole pieces, at least on one side, mostly magnetically insulated from one arranged, along the coil track lying screen made of magnetic conductive material are bridged.

Bei dem System nach der Erfindung soll die Spule bei ihrer Bewegung außerhalb,der Polschuhe einen Winkelbereich durchlaufen, in dem die Feldstärke sehr rasch abklingt. Im ersten Teil der gesamten Winkefdrehun@g wird das ;durch das zuerst erwähnte Merkmal erreicht, ,gemäß dem die Breite der Polschuhe höchstens ein Achtel ihrer gegenseitigen Entfernung beträgt. Für den größerenTeil der übrigen Strecke, welche die Spule bei den größeren Winkelverdrehungen zu durchlaufen hat, erweist sich die Feldabnahme jedoch als zu gering, so @daß hier die erfindungsgemäß angewendete zweite Maßnahme Abhilfe schafft. Der magnetisch leitende-Werkstoff erfüllt hier somit die Rolle eines kraftlinienabsorbierenden Körpers, wodurch sich die erforderliche, sehr starke FelidschwÄchung ergibt.In the system according to the invention, the coil is intended to move outside, the pole shoes pass through an angular range in which the field strength is very high quickly subsides. In the first part of the entire Winkefdrehun @ g that becomes; by the first Achieved mentioned feature, according to which the width of the pole pieces at most one eighth their mutual distance. For the greater part of the rest of the route, which the coil has to go through with the larger angular rotations, proves However, the field decrease turns out to be too small, so that here the one used according to the invention second measure provides a remedy. The magnetically conductive material fulfills here thus the role of a force line absorbing body, whereby the required, very strong felid weakening results.

Die Abmessungen und die Anordnung dieses Körpers sind von der gewählten Nichtlinearität der Skala abhängig. Für eine logarithmische Skala ist es sehr ,günstig, wenn in Ausgestaltung der Erfindung der aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellte Körper aus einem Teil einer Zylinderfläche besteht, der sich zweckmäßig konzentrisch zur Spule erstreckt.The dimensions and the arrangement of this body are of the chosen one Non-linearity dependent on the scale. For a logarithmic scale, it is very, convenient, if, in an embodiment of the invention, the one made of magnetically conductive material Body consists of part of a cylindrical surface, which is expediently concentric extends to the coil.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Körper noch derart an geeigneten Stellen mit Öffnungen versehen"daß eine möglichst genaue Anpassung an die erwünschte Skalenteilung auftritt.According to a further embodiment of the invention, the body is still in such a way provided with openings at suitable places "that a most precise adaptation occurs at the desired scale division.

Mit den genannten Maßnahmen ist es möglich, ein Dezibelmeter mit einer Skalenteilung zu schaffen, bei der keiner der Skalenteile um mehr als 250/0 vom Mittelwert abweicht.With the measures mentioned, it is possible to create a decibel meter with a scale division in which none of the scale divisions deviates from the mean value by more than 250/0.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erl'üutert.The invention is shown schematically in the drawing Embodiment explained in more detail.

Eine Drehspule i ist zwischen den Polen 2 und 3 eines Magneten angeordnet, .dessen Breite q. etmias weniger als ein Zehntel des Abstandes 5 zwischen den Polschuhen beträgt. Die Bahn, welche die Spule i bei ihrer Bewegung außerhalb der Polschuhe beschreibt, ist größtenteils von einem magnetisch isoliert angeordneten Schirm 6 aus magnetischem Werkstoff, etwa Weicheisen, in Form einer zur Spulenbafn konzentrischen oder nahezu konzentrischenZylinderfl'äche umgeben. Der Abstand zwischen,den Polen und dem Zylinder 6 hängt einmal von -dem begehrten Verlauf der Skalenteilung, aber darüber hinaus von anderen Faktoren ab, wie der Natur des magnetischen Werkstoffes, dem Abstand zwischen der Spule und ,dem Schirm6 und,der Stärke :des Feldes.A moving coil i is arranged between poles 2 and 3 of a magnet, its width q. etmias less than a tenth of the distance 5 between the pole pieces amounts to. The path that the coil i moves outside of the pole pieces describes is largely from a magnetically insulated screen 6 Made of magnetic material, such as soft iron, in the form of a coil concentric to the bobbin or almost concentric cylindrical surface. The distance between, the poles and the cylinder 6 depends on the coveted course of the scale division, but in addition to other factors, such as the nature of the magnetic material, the distance between the coil and, the screen6 and, the strength: of the field.

In der Seitenansicht sind als weitere Verbesserung noch Öffnungen 7 angegeben, mittels deren zur möglichst genauen Anpassung an die Skala eine gegebenenfalls zu große Feldschwüchung durch den Zylinder ausgeglichen werden kann. An Stelle der Öffnungen 7 oder in Verbindung mit ihnen können noch andere Änderungen in der Form und/oder Anordnung des Zylinders 6 angebracht werden, wie eine wechselnde Stärke, ein wechselnder Abstand zwischen ,der Spule und demZylinder6 und eine wechselnde Höhe 8 desselben.In the side view there are openings as a further improvement 7, by means of which, if necessary, a too large field weakening can be compensated by the cylinder. Instead of Openings 7 or in connection with them can have other changes in shape and / or arrangement of the cylinder 6 can be attached, such as a changing thickness, an alternating distance between the coil and the cylinder 6 and an alternating one Height 8 of the same.

Bei einem praktisch durchgeführten Drehspulensystem für ein Dezibelmeter von etwa 6o Dezibel gemäß der Erfindung betrug die Breite 4 der Polschuhe etwa 2 mm, bei einem Abstand 5 von etwa 2o mm. Das Spiel zwischen der Spule und den Polen betrug etwa 2 mm, und auf nur einer Seite der Polschuhe war eine halle Kreiszylinderwand aus Weicheisen mit einem mittleren Radius von io mm angeordnet, dessen -Mittelpunkt um 7 mm aus der Achse des Systems in einer zum Luftspalt senkrechten Richtung verschoben war. Die Stärke der Zylinderwand war 1,5 mm. Schließlich war für die Spulenbreite g ein Wert von i mm gewählt.With a practically implemented moving coil system for one decibel meter of about 60 decibels according to the invention, the width 4 of the pole pieces was about 2 mm, at a distance 5 of about 20 mm. The play between the coil and the poles was about 2 mm, and on only one side of the pole pieces was a circular cylinder wall made of soft iron with a mean radius of 10 mm, its center point shifted 7 mm from the axis of the system in a direction perpendicular to the air gap was. The thickness of the cylinder wall was 1.5 mm. Finally it was for the coil width g selected a value of i mm.

Es ist ersichtlich, daß an Stelle eines einzigen Zylinders auf jeder Seite der Polschuhe ein solcher Schirm angeordnet sein kann, der dann die halbe Höhe :des zuerst erNNaä.huteit Zylinders besitzen kann.It can be seen that instead of a single cylinder on each Side of the pole pieces such a screen can be arranged, which then half Height: of the first heNNaä.huteit cylinder may have.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Coreless moving coil system, especially for measuring instruments, in which the coil moves between the poles of a magnetic field and one does not linear, preferably logarithmic relationship between the angular rotation of the Coil and a quantity acting on Idas system, characterized by that the width of the pole piece is at most one eighth of the distance between the pole pieces and that the pole pieces, at least on one side, largely from one magnetically insulated screen from magnetically arranged along the coil path conductive material are bridged.

2. Coil system according to claim i, characterized in that that the screen made of magnetically conductive material from an expedient to the coil path concentric or almost concentric part of a cylinder surface.

3. Coil system according to claim 1 or 2, characterized in that the screen with openings is provided.