DE974158C

DE974158C - Elektrisches Messgeraet mit einem zylindrischen oder scheibenfoermigen Drehmagneten

Info

Publication number: DE974158C
Application number: DES16151D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Merz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-05-11
Filing date: 1944-05-11
Publication date: 1960-09-29

Description

Elektrisches Meßgerät mit einem zylindrischen oder scheibenförmigen Drehmagneten Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Meßgeräte mit einem zylindrischen oder scheibenförmigen Drehmagneten sowie mit einem Richtmagneten und mit einem magnetische Störfelder abschirmenden, das gesamte Meßwerk. umgebenden ferromagnetischen Schutzmantel. Bei solchen Meßgeräten steht das bewegIiche Organ nicht unter dem Einfluß eines mechanisch durch eine Federanordnung erzeugten Richtmomentes, sondern das Richtmoment rührt von einem Dauermagneten her. Dieser Richtmagnet ist ebenfalls diametral zur Drehachse magnetisiert, und ein das ganze Meßwerk umgebender ferromagnetischer Schutzmantel soll äußere Störfelder fernhalten. Derartige Meßgeräte sind an sich bekannt; sie leiden aber unter dem Nachteil, daß der Kraftfluß des Richtmagneten zum Teil durch den ferromagnetischen Schirmmantel geschlossen wird, wodurch die Richtkraftwirkung verringert ist.
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Meßgerät mit einem zylindrischen oder scheibenförmigen Drehmagneten sowie mit einem Richtmagneten und einem außerhalb des Spulenfeldes angebrachten Hilfsmagneten, bei dem erfindungsgemäß der mit dem Drehmagneten starr verbundene Hilfsmagnet innerhalb des das Meßwerk einschließlich des Richtmagneten in an sich bekannter Weise umgebenden ferromagnetischen Schutzmantels sich dem Richtmagneten gegenüber zwischen diesem und dem Drehmagneten in einer solchen Stellung befindet, daß die vom Richtmagneten ausgehenden Kraftlinien sich zu einem wesentlichen Teil durch den Hilfsmagneten schließen. Es ist zwar schon bekann, zwei gepolte Hilfsmagneten anzuordnen, um auf diese Weise eine Astasierung in einem etwa vorhandenen Fremdfeld zu erreichen. Solche zur Astasierung vorgesehene Magneten müssen natürlich beide starr miteinander und mit dem Meßsystem verbunden sein, um ihre astasierende Wirkung auf das Meßgerät ausüben zu können. Bei der Erfindung ist der zusätzliche Hilfsmagnet starr mit dem Drehmagneten verbunden, also drehbar, während der zweite Magnet, der Richtmagnet, nicht drehbar angeordnet ist.
Es ist auch bekannt, ein elektrisches Meßgerät mit Drehmagnet und Hilfsdreheisenkörper zu versehen. Aber die Beeinflussung eines Weicheisenkörpers durch einen Richtmagneten ist nicht vergleichbar mit der Beeinflussung eines Magneten durch einen Richtmagneten gemäß der Erfindung.
Die bekannte Anordnung ist schematisch in Fig. I erläutert. Auf einer den Zeiger I tragenden Welle 2 ist zentrisch zur Achse ein kreisscheibenförmiger und längs eines Durchmessers magnetischer Dauermagnet 5 befestigt. Dieser dreht sich im Feld zweier von dem Meßstrom durchflossener Spulen 6 und 7.
Die Kraftlinien des Spulenfeldes und des Drehmagneten 5 schließen sich durch einen zylindrischen Mantel 8 aus ferromagnetischem Werkstoff. Zum Erzeugen des Richtmomentes dient ein scheibenförmiger Richtmagnet 9, der außerhalb der Spulen 6 und 7 angeordnet ist.
Die Ausnutzung des Richtmagneten ist bei einer solchen Anordnung infolge des magnetische Störfelder abschirmenden und das ganze Meßwerk umgebenden ferromagnetischen Schutzmantels ungünstig, weil der Hauptteil der Kraftlinien des Richtmagneten ebenso wie des Drehmagneten sich ueber den Eisenmantel 8 schließt.
Zur Verbesserung der Ausnutzung der Kraftfelder wird bei einem elektrischen Meßgerät mit einem zylindrischen oder scheibenförmigen Drehmagneten sowie mit einem Richtmagneten und mit einem magnetische Störfelder abschirmenden, das gesamte Meßwerk umgebenden ferromagnetischen Schutzmantel erfindungsgemäß außerhalb des Spulenfeldes zwischen dem Drehmagneten und dem Richtmagneten, jedoch in erheblich geringerem Abstand von letzterem, ein mit dem Drehmagneten starr-verbundener Hilfsdrehmagnet angeordnet, durch den im wesentlichen das Richtmoment vom Richtmagneten auf das Drehsystem übertragen wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, den Richtmagneten so nahe dem Hilfsmagneten anzuordnen, daß sie die Kraftlinien des Richtmagneten zum größten Teil nicht iiber den Schutzmantel, sondern unmittelbar über den Hilfsmagneten schließen. Dadurch gelingt es, das Feld des Richtmagneten nahezu vollkommen für die Richtwirkung auszunutzen.
Obwohl bei dieser Anordnung durch den ferromagnetischen Mantel etwa im Raum vorhandene Störfelder von einer Einwirkung auf das System ferngehalten werden, ist diese Wirkung dennoch nicht immer so vollständig, daß nicht eine Richtwirkung trotzdem noch bestehen könnte. Darum ist es günstig, die Pollage des Richtmagneten so zu wählen, daß der Hilfsmagnet die entgegengesetzte Polrichtung zum Drehmagneten erhält. Wenn der Hilfsmagnet die gleiche Stärke hat wie der Hauptdrehmagnet, so erhält man durch die verschiedene Pollage der beiden Magneten zugleich eine astatische Wirkung.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen astatischen Anordnung schematisch dargestellt.
Durch den geringen Abstand zwischen Richtmagnet und Hilfsmagnet werden auch die Hysteresefehler sehr viel geringer. Es ist daher nicht mehr notwendig, den Schutzmantel aus einer Nickel-Eisen-Legierung sehr geringer Remanenz herzustellen; es genügt vielmehr gewöhnliches Weicheisen.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen astatischen Anordnung gemäß der Erfindung in einem Axialschnitt schematisch dargestellt. Auch hier ist die den Zeiger I tragende Welle 2 in Lagern 3, 4 drehbar. Auf der Welle 2 ist nun außer dem im Inneren der Spulen 6, 7 schwingenden Hauptmagneten 5 außerhalb der Spulen parallel dazu, jedoch mit entgegengesetzter Pollage, ein Hilfs-Dauermagnet IO befestigt, der soweit als möglich die gleiche Stärke hat wie der Hauptmagnet 5.
Außerhalb des Hilfsmagneten 10 ist in verhältnismäßig geringem Abstand von diesem ebenfalls diametral zur Drehachse ein Richtmagnet g' angeordnet. Das bewegliche Organ stellt sich dann in der Ruhelage so ein, daß der Hilfsmagnet 10 mit entgegengesetzter Pollage parallel zum Richtmagneten g' steht, wobei sich ein die beiden Magneten g' und IO durchsetzender geschlossener Kraftfluß ausbildet, der in Fig. 2 wieder durch einen gestrichelten Linienzug angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Elektrisches Meßgerät mit einem zylindrischen oder scheibenförmigen Drehmagneten sowie mit einem Richtmagneten und einem außerhalb des Spulenfeldes angebrachten Hilfsmagneten, dadurch, gekennzeichnet, daß der mit dem Drehmagneten starr verbundene Hilfsmagnet innerhalb des das Meßwerk einschließlich des Richtmagneten in an sich bekannter Weise umgebenden ferromagnetischen Schutzmantels sich dem Richtmagneten gegenüber zwischen diesem und dem Drehmagneten in einer solchen Stellung befindet, daß die vom Richtmagneten ausgehenden Kraftlinien sich zu einem wesentlichen Teil durch den Hilfsmagneten schließen.
2. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmagnet die gleiche Stärke wie der Drehmagnet aufweist.
3. Elektrisches Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel aus gewöhnlichem, nicht besonders remanenzarmem Weicheisen besteht.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 012 409; »Elektrotechnische Zeitschrift«, 1894 (9. Juni), S.321 bis 323; »Journal of the Institute of Electrical Engineers«, 1933, 5. 365 bis 384, Aufsatz von Drysdale; »Empfindliche Galvanometer«, von Dr. Otto Werner, Verlag Walter de Gruyter u. Co., Berlin, Leipzig, 1928,
5. So bis 92.