DE857098C

DE857098C - Rotary magnet system

Info

Publication number: DE857098C
Application number: DEP13622A
Authority: DE
Inventors: Hermann Ragnar Dipl-Ing Eggers
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-11-27

Description

Drehmagnetsystem Beim Drehspulmeßinstrument ist die Spule drehbar gegenüber einem permanenten Magneten gelagert. Es sind auch Meßinstrumente bekannt. bei denen umgekehrt die Spule feststeht und einen drehbar gelagerten Magneten beeinflußt. Die bekannten MeBinstrumente dieser Bauart sind jedoch den Drehspulmeßinstrumenten hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit unterlegen. Es hat sich nun herausgestellt. daß es gelingt, den Drehspulmeßinstrumenten gleichwertige Instrumente herzustellen, wenn zur Verringerung des magnetischen Widerstandes ein vorzugsweise geschlossener Eisenring geringer Koerzitivkraft vorgesehen wird. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art umschließt der Eisenring die Spule, die auf einem den drehbar gelagerten permanenten Magneten umgebenden Zylinder aus unmagnetischem, gut leitendem Werkstoff gewickelt ist und sich um den drehbaren Magneten schließt.Rotary magnet system In the moving coil measuring instrument, the coil is rotatable opposite stored in a permanent magnet. Measuring instruments are also known. at them conversely, the coil is stationary and affects a rotatably mounted magnet. However, the known measuring instruments of this type are the moving-coil measuring instruments inferior in terms of sensitivity. It has now turned out. that it is possible to manufacture instruments that are equivalent to moving-coil measuring instruments, if a preferably closed one to reduce the magnetic resistance Iron ring of low coercive force is provided. In a known design In this way, the iron ring surrounds the coil, which is rotatably mounted on one of the permanent magnets surrounding cylinder made of non-magnetic, highly conductive material is wound and closes around the rotating magnet.

Diese Konstruktion bedingt eine umständliche Montage, da zuerst der drehbare Magnet eingebaut werden muß und danach erst die sich um ihn schließende Spule aufgebracht werden kann. Außerdem ist eine verhältnismäßig große Wickellänge für die Spule erforderlich.This construction requires a cumbersome assembly, since first the rotatable magnet must be installed and only then the one closing around it Coil can be applied. In addition, there is a relatively large winding length required for the coil.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Spule auf den Eisenring nach Art einer Pupinspule aufgebracht ist und sich demgemäß nicht um den- Magneten, sondern nur um den Eisenring schließt. The invention avoids these disadvantages in that the coil is applied to the iron ring in the manner of a Pupin's coil and accordingly closes not around the magnet, but only around the iron ring.

Hierbei kann der drehbare Magnet ohne Behinderung durch die Spule ein- und ausgebaut werden, so daß sich eine einfache Mantage ergibt. Ferner erhält man eine kleine Wickellänge für die Spule, damit einen kleinen Widerstand und eine kleine Leistung. The rotatable magnet can pass through the coil without hindrance can be installed and removed so that a simple mantage results. Further receives one a small winding length for the coil, thus a small resistance and a small achievement.

Zur Verringerung des Luftspaltwiderstandes empfiehlt es sich, Polschuhe am Magneten vorzusehen. To reduce the air gap resistance, it is advisable to use pole shoes to be provided on the magnet.

Als Richtkraft für den in bezug auf die Wicklung und den Eisenring drehbaren Magneten kommt eine Spiralfeder, wie auch bei den Drehspulmeßinstrumeuten üblich, in Frage. Man kann jedoch auch einen permanenten Zusatzmagneten verwenden, der den drehbaren Magneten in eine bevorzugte Lage zu ziehen trachtet. Durch Veränderung der Lage dieses Zusatzmagneten gegenüber den feststehenden Teilen kann der Nullpunkt verlagert und die Empfindlichkeit eingestellt werden. As a straightening force for the one in relation to the winding and the iron ring rotatable magnet comes a spiral spring, as in the case of the moving coil measuring instruments common in question. However, you can also use a permanent additional magnet, which seeks to pull the rotatable magnet into a preferred position. Through change the position of this additional magnet in relation to the fixed parts can be the zero point relocated and the sensitivity adjusted.

Der Eisenring kann mit mehreren, von verschiedenen Strömen durchflossenen Spulen versehen werden, die, beispielsweise beim Quotientenmesser, magnetisch zusammenwirken. Man kann auch mit einem solchen Instrument mit zwei senkrecht gekreuzten Spulenpaaren spannungsunabhängig Widerstände messen, wenn die eine Spule in Reihe mit dem zu messenden Widerstand und die andere in Reihe mit seinem Vergleichswiderstand liegt. The iron ring can have several currents flowing through it Coils are provided which, for example in the case of the quotient meter, interact magnetically. Such an instrument can also be used with two vertically crossed pairs of coils Measure voltage-independent resistances if the one coil is in series with the measuring resistance and the other is in series with its comparison resistance.

Ändert sich der zu messende Widerstand von o bis cc, so ändert sich der Zeigerausschlag um go0.If the resistance to be measured changes from o to cc, it changes the pointer deflection around go0.

Eine geringe Dämpfung erfolgt bei Bewegung des Magneten gegenüber dem Eisenring durch in Xihm induzierte Ströme. Eine weitere Dämpfung wird durch die Induktion in den Spulen des MeB-werkes bewirkt. Die Größe dieser Dämpfung hängt vom Schließungswiderstand ab. Sollte sie nicht ausreichen, so wird zweckmäßig zusätzlich noch ein feststehender Zylinder oder Scheiben aus gut leitendem Werkstoff, vorzugsweise Kupfer, vorgesehen. Slight damping occurs when the magnet moves opposite the iron ring by currents induced in Xihm. Another attenuation is caused by causes the induction in the coils of the MeB mechanism. The amount of this attenuation depends on the closing resistance. Should it not be sufficient, it will be expedient in addition or a stationary cylinder or disks made of a highly conductive material, preferably Copper, provided.

Bei dem zur Zeit für Kurbellnduktorenmeßwerke vielfach benutzten T-Spulsystem ist die Skala im mittleren Bereich zusammengedrängt. Diese Skalenform läßt sich auch bei dem Drehmagnetsystem gemäß der Erfindung beispielsweise dadurch erreichen, daß man in an sich bekannter Weise dem Eisenring eine vom Kreisring abweichende Form gibt und ihn in bezug auf die Skala derart anordnet, daß die Polschuhe des Magneten in seiner der Skalenmitte entsprechenden Stellung einen geringeren Abstand vom Eisenring aufweisen als in seinen Endstellungen. Durch diese Maßnahme werden die Endpunkte der Skala praktisch nicht beeinflußt, während die gewünschte Skalenzusammendrängung in der Mitte erfolgt. In ähnlicher Weise kann auch bei dem Drehmagnetmeßsystem gemäß der Erfindung mit nur einer einzigen Wicklung die Skala beeinflußt werden. Es ist unter Umständen vorteilhaft, diese Wirkung an Stelle durch die Formgebung des Eisenringes durch die Art der Wicklung, durch die Formgebung des Magneten, oder durch Vereinigung mehrerer dieser Maßnahmen zu erzielen. With the one currently widely used for crankshaft inductor measuring mechanisms T-winding system, the scale is compressed in the middle range. This scale shape can also be used, for example, in the rotary magnet system according to the invention achieve that one deviates from the circular ring in a manner known per se the iron ring Gives shape and arranges it in relation to the scale in such a way that the pole pieces of the Magnet has a smaller distance in its position corresponding to the center of the scale from the iron ring than in its end positions. Through this measure will be practically does not affect the endpoints of the scale, while the desired scale compression takes place in the middle. Similarly, in the case of the rotary magnet measuring system according to FIG of the invention with only a single winding the scale can be influenced. It is This effect may be advantageous in place of the shape of the iron ring by the type of winding, by the shape of the magnet, or by union to achieve several of these measures.

Besondere Vorteile bietet das Drehmagnetmeßsystem gemäß der Erfindung gegenüber dem Drehspulmeßwerk bei Anwendung als Meßsystem für Kurbelinduktoren. Für die Herstellung wird man in der Regel einen geringeren Drahtdurchmesser als 0,05 mm nicht zulassen können, so daß auf dem Drehspulmeßwerk nur eine Drahtwicklung von ungefähr 300 Ohm untergebracht werden kann. Die Anpassung ist infolgedessen sehr schlecht, wenn es sich um einen hochohmigen äußeren Kreis und die Messung kleiner Ströme handelt. BeimDrehmagnetmeßsystem gemäß der Erfindung gleicher Güte steht ein wesentlich größerer Wickelquerschnitt zur Verfügung, so daß eine bedeutend bessere Anpassung möglich ist. Weit überlegen ist das Drehmagnetmeßsystem gemäß der Erfindung auch bei der Messung sehr kleiner Widerstände, da bei dem Drehspulmeßwerk der Widerstand der Zuführungen zur drehbaren Spule aus mechanischen Gründen einen im Vergleich zu den kleinen zu messenden Widerständen großen Widerstand besitzt, während bei dem Drehmagnetmeßwerk gemäß der Erfindung bei gleicher Güte der Widerstand der Spule einschließlich der Zuleitungen sehr klein gehalten werden kann. The rotary magnet measuring system according to the invention offers particular advantages compared to the moving coil measuring mechanism when used as a measuring system for crank inductors. For the production you will usually use a smaller wire diameter than 0.05 mm, so that only one wire winding on the moving-coil measuring mechanism of approximately 300 ohms. The adjustment is as a result very bad if it is a high resistance outer circle and the measurement is smaller Streams. When the rotary magnet measuring system according to the invention is of the same quality a much larger winding cross-section is available, so that a significantly better one Customization is possible. The rotary magnet measuring system according to the invention is far superior even when measuring very small resistances, because the moving coil measuring mechanism is the resistance of the feeds to the rotatable spool for mechanical reasons one in comparison has great resistance to the small resistances to be measured, while at the rotary magnet measuring mechanism according to the invention with the same quality of the resistance of the coil including the leads can be kept very small.

Die Zeichnung, in der Fig. l einen Querschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Meßwerk und Fig. 3 eine Erläuterungsskizze darstellen, zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar ein Drehmagnetmeßwerk mit zwei Spulenpaaren mit zueinander senkrechter Wicklungsebene. Mit ? ist der Drehanker bezeichnet, der zur Verringerung des magnetischen Widerstandes des Luftspaltes mit Polschuhen 2 versehen ist. Der Drehanker I ist konzentrisoh zu einem geschlossenen Eisenring 3 gelagert, auf dem die beiden Spulenpaare 4, 5 und 6, 7 so angebracht sind, daß sie sich nur um den Eisenring 3 schließen. Ein solches Meßwerk kann beispielsweise als Quotientenmesser mit Vorteil zur Widerstandsmessung verwendet werden. Zu diesem Zweck wird das eine Spulenpaar 4, 5 in Reihe mit dem festen Widerstand 8 und das andere Spulenpaar 6, 7 in Reihe mit dem unbekannten Widerstand 9 geschaltet. Der Ausschlag ist dann eine Funktion des Verhältnisses der Widerstände der beiden Stromkreise zueinander und unabhängig von der Größe der Spannung der Stromquelle 10. Die Erfindung ist aber auch für Meßwerke mit nur zwei Spulen anwendbar, wobei dann jede der beiden Spulen sich über annähernd den halben Umfang des Eisenringes erstreckt. The drawing, in FIG. 1 a cross section, FIG. 2 a longitudinal section represent by the measuring mechanism and FIG. 3 an explanatory sketch, shows an embodiment of the invention, namely a rotary magnet measuring mechanism with two pairs of coils with one another vertical winding plane. With ? is called the rotating anchor, which is used to reduce of the magnetic resistance of the air gap is provided with pole pieces 2. Of the Rotating anchor I is mounted concentrically to a closed iron ring 3 on which the two pairs of coils 4, 5 and 6, 7 are attached so that they are only around the Close iron ring 3. Such a measuring mechanism can, for example, be used as a quotient meter can be used with advantage for resistance measurement. For this purpose becomes the one Coil pair 4, 5 in series with the fixed resistor 8 and the other coil pair 6, 7 connected in series with the unknown resistor 9. The rash is then one Function of the ratio of the resistances of the two circuits to each other and regardless of the size of the voltage of the power source 10. The invention is can also be used for measuring mechanisms with only two coils, in which case each of the two coils extends over approximately half the circumference of the iron ring.

Von der bereits erwähnten Möglichkeit der Beeinflussung der Skala durch Formgebung des Eisenringes kann bei dieser Anordnung Gebrauch gemacht werden. In Fig. 3 gibt die innere Begrenzung der sehr ungleich dicken Linie 14 die innere Querschnittsilinie des in diesem Fall nicht kreisförmigen Eisenringes 3 wieder. Außen ist die Linie 14, die nur zur Verdeutlichung der an sich schon übertrieben dargestellten Abweichungen von der Kreisform so dick gezeichnet ist, durch einen Kreis begrenzt. I5 zeigt die kreisförmige Polschuhbahn. From the already mentioned possibility of influencing the scale by shaping the iron ring, use can be made of this arrangement. In Fig. 3, the inner boundary of the very unevenly thick line 14 is the inner one Cross-sectional line of the iron ring 3, which is not circular in this case, again. Outside is line 14, which is only exaggerated to clarify the fact that it is in itself shown deviations from the circular shape is drawn so thick, by a Circle limited. I5 shows the circular pole shoe track.

Der Abstand zwischen den Linien 14 und 15 ist der Deutlichkeit halber größer dargestellt, als der praktischen Ausführung im allgemeinen entsprechen wird. Der Innendurchmesser des Eisenringes 3, d. h. der Linie I4, ist in Richtung der beiden Wicklungsebenen II, 12 der bei'den Spulenpaare 4, 5 und 6. 7 am kleinsten und in der um 450 zu diesen beiden Ehenen gedrehten Ebene 13 am größten. Dadurch wird erreicht, daß die Skala im Bereich, der den von I verschiedenen Widerstandsverhältnissen entspricht, die gewünschte Zusammendrängung auf weist.The spacing between lines 14 and 15 is for the sake of clarity shown larger than the practical implementation will generally correspond to. The inner diameter of the iron ring 3, i.e. H. the line I4, is in the direction of the two winding levels II, 12 of the two coil pairs 4, 5 and 6. 7 smallest and largest in level 13 rotated 450 to these two marriages. This ensures that the scale is in the range that corresponds to the resistance ratios different from I. corresponds to the desired crowding has.

PATEN TA N 5 Iii C H E: 1. Elektrisches Nleßinstrument mit mindestens einer stromdurchflossenen Spule und einem drehbar gelagerten permanenten Magneten, der von einem Eisenring geringer Koerzitivkraft umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule auf dem Eisenring nach Art einer Pupinspule aufgehracht ist und sich nur um den Eisenring schließt. PATEN TA N 5 III C H E: 1. Electrical measuring instrument with at least a current-carrying coil and a rotatable permanent magnet, which is surrounded by an iron ring of low coercive force, characterized in that that the coil is wound up on the iron ring in the manner of a Pupin's coil and that it is just closes around the iron ring.

Claims

2. Äteßinstrument according to claim I, characterized. that to Reduction of the air gap resistance pole shoes are provided on the magnet.

3. Afeßinstrument according to claim 1 and 2, characterized in that that the ring carrying the winding is fixed and the magnet against the force of a Coil spring is rotatably arranged.

4. Meßillstrumellt according to claim I and 2, characterized in that that the iron ring is fixed and a pearly magnet is provided, which against the force of an additional magnet is rotatably mounted.

5. Measuring instrument according to claim I to 4, characterized in that the iron ring is provided with two crossed windings.

6. Measuring instrument according to claim I to 5, characterized in that made of highly conductive material, preferably copper, existing cylinders or disks are provided for damping.

7. Measuring instrument according to claim I to 6, characterized in that one by appropriate shaping of the Efsenringes or the magnet or by the type of winding or by combining several of these measures in the middle Area huddled scale is provided.

8. Measuring instrument according to claim 7, characterized in that the Iron ring has a shape deviating from the circular shape and the pole pieces of the Magnet has a smaller distance in its position corresponding to the center of the scale from the iron ring than in its end positions.

9. Application of a measuring mechanism according to claims 5, 7 and 8 as a quotient meter for resistance measurement.

References: U.S. Patent No. 2,102,409.