DEP0035734DA - Elektrisches Meßinstrument mit Drehmagnet - Google Patents

Description

Es sind bereits seit längerer Zeit Messwerke bekannt, bei denen als drehbare Glieder Magnete verwendet werden. Nach dem Prinzip des einfachen Galvanismus aufgebaut, stellen sie die ältesten Messinstrumente der Elektrotechnik überhaupt dar. Eine bewegliche Magnetnadel und eine Spule waren die beiden wesentlichen Teile des Schweigerschen Multiplikators, mit denen bereits Ohm seine grundlegenden Messungen durchgeführt hat. Solche Messwerke sind z.Tt. durch das Aufkommen der Drehspulmessinstrumente fast ganz aus dem praktischen Gebrauch verschwunden, weil Drehspulmessinstrumente eine bei weitem höhere Empfindlichkeit zeigten.

Erst seit verhältnissmäßig kurzer Zeit ist es gelungen, durch geschickten Aufbau und Verwendung von hochwertigen Magneten Drehmagnetinstrumente herzustellen, die an die Empfindlichkeit moderner Drehspulinstrumente heranreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochwertiges Drehmagnetmesswerk zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Messinstrument mit einem Drehmagnet ausgerüstet ist, der aus einem gesinterten Magnetwerkstoff besteht. In den letzten Jahren hat die Sinterungstechnik der Magnetwerkstoffe besonders große Fortschritte gemacht, sodass es jetzt z.B. auch möglich ist, Werkstoffe nach Art der unter der Bezeichnung "Oerstit 400" bekannten Materialien mit Vorzugsrichtung zu sintern.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Drehmagneten für die genannten Drehmagnetmessinstrumente aus einem Blech auszustanzen, der aus einer kupferhaltigen Eisenlegierung besteht, die eine hohe Koerzitivkraft ergibt. Man ist dabei davon ausgegangen, dass fertigungsgtechnisch eine aus gewalztem Blech ausgestanzte Magnetscheibe leichter und billiger herzustellen ist, als ein Körper gleicher Größe und von gleichen Abmessungen aus einem harten Stahl, wie z.B. "Oerstit". Hier besteht aber durch Anwendung der Sinterungstechnik der Vorteil, ein verhältnissmäßig einfaches Herstellungsverfahren mit der Erreichung eines großen Magnetenergieinhaltes zu verbinden.

Bei dem üblichen Aufbau eines Drehmagnetinstrumentes mit Magnetnadel pflegt das Drehmoment, das die Spulen auf den Magnet ausüben, nur gering zu sein, sodass man zweckmäßig den Drehmagneten als kreisförmige Scheibe ausbildet, die längs einer Durchmesserrichtung magnetisiert ist. Durch ein besonders günstiges Verhältnis der Dicke zur größten linearen Ausdehnung der Scheibe erhält man besonders hohe Einstellmomente. Man ist also bestrebt, die Magnetscheibe auf der Welle kann so vorgenommen werden, dass in der Mitte ein Weicheisenbutzen axial eingesintert wird. Ein solcher Weicheisenbutzen kann eine im wesentlichen zylindrische Form besitzen und etwa 1 bis 2 mm im Durchmesser betragen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In Figur 1 ist das Prinzip eines Drehmagnetinstrumentes nach der Erfindung veranschaulicht, während Fig. 2 ein solches Instrument mit astatischen Drehmagnetsystem im Schnitt darstellt. Der grundsätzliche Aufbau des Instrumentes ist aus Fig. 1 ersichtlich. Auf der den Zeiger tragenden Welle 1 ist ein Drehmagnet 2 befestigt, der scheibenförmig ausgebildet ist und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine kreisrunde Oberfläche aufweist. Die Magnetisierungsrichtung verläuft längs der Richtung des Zeigers 3 und besitzt zwei ausgeprägte Pole etwa bei den Stellen N und S. Die Spulen 4 werden von dem zu messenden Strom durchflossen, sodass auf diese Weise eine Ablenkung des Drehmagneten entsteht. Die Nulllage des Drehmagneten und damit des Zeigers 3 gegenüber der Skala 7 wird durch einen in Fig. 1 nicht dargestellten Richtmagneten bestimmt, der beispielsweise parallel zum Drehmagneten 2 in einer anderen Ebene angeordnet sein kann.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt durch ein astatisches Messwerk ist wiederum die Zeigerwelle mit 1 bezeichnet, auf der der scheibenförmige Drehmagnet 2 angebracht ist. Der Zeiger selbst ist der übersichtlichen Darstellung halber nicht länger gezeichnet. Die Magnetspulen sind wiederum mit 4 bezeichnet und befinden sich symmetrisch zur drehbaren Magnetscheibe 2. Zur Beseitigung von Einflüssen fremder Magnetfelder befindet sich auf der gleichen Welle ein Magnet 6, der in einem solchen Abstand von dem durch Spule 4 und Drehmagneten 2 gebildeten Messsystem sich befindet, dass die die Spule 4 durchfließenden Ströme nicht oder nur unwesentlich auf ihn einwirken. Andererseits ist er so angebracht und derart ausgestaltet, dass irgendwelche magnetischen Felder, die von außen auf das Drehmagnetsystem einwirken, in möglichst gleicher Weise auf die Drehmagneten 2 und 6 einwirken. Es ist zweckmäßig, die Magnetisierungsrichtung für den Drehmagneten 6 umgekehrt zu dem des Drehmagneten 2 vorzunehmen, was durch die Bezeichnung der Pole N und S veranschaulicht ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, die äußeren Abmessungen und die Stärke der beiden Drehmagnete im wesentlichen gleich zu nehmen. Es empfiehlt sich daher, gemäß Weiterbildung des Erfindungsgedankens, nach den Magneten 6 aus dem gleichen Werkstoff vorzusehen und in der gleichen Weise zu bearbeiten, wie dies bei dem Magneten 2 der Fall ist.

Zur Einstellung der Nulllage ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiterer Magnet 8 vorgesehen, der als Richtmagnet dient. Der Richtmagnet ist so angeordnet, dass seine Entfernung von den beiden Drehmagneten verschieden groß ist. In dem dargestellten Fall wirkt es in erster Linie auf den Drehmagneten 6. Der Richtmagnet ist zweckmäßig verstellbar, um auf diese Weise eine Korrektur des Nullpunktes vornehmen zu können. Außerdem kann man dabei sogar den Nullpunkt außerhalb der Skalen verlegen, sodass von Skalen mit unterdrücktem Nullpunkt Gebrauch gemacht werden kann, was in vielen Fällen erwünscht ist. Schließlich können hier noch magnetische Nebenschlüsse vorgesehen sein, um bestimmte Korrekturen vornehmen zu können und eine Empfindlichkeitsänderung längs der Skala vorzunehmen. Dies ist bei der Serienfertigung solcher Instrumente erwünscht, bei denen eine vorgedruckte Skala mit großer Genauigkeit eingehalten werden muss.

Schließlich ist das Instrument noch zusätzlich mit einem Abschirmtopf 5 versehen, dessen Aufgabe gleichfalls darin besteht, fremde Felder abzuschirmen.

Claims (10)

1. Messinstrument mit Drehmagnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmagnet aus gesinterten Magnetwerkstoff besteht.

2. Messinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als gesinterter Magnetwerkstoff ein Material nach Art des unter Bezeichnung "Oerstit 400" bekannten Magneten mit Vorzugsrichtung verwendet ist.

3. Messinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmagnet als vorzugsweise kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, die längs ihrer Durchmesserrichtung magnetisiert ist.

4. Messinstrument nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmagnet mit einem in der Mitte axial eingesinterten Weicheisenbutzen versehen ist.

5. Messinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Weicheisenbutzen einen Durchmesser von etwa 1-2 mm besitzt.

6. Messinstrument nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Richtmagnet vorgesehen ist.

7. Messinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtmagnet aus gesinterten Magnetwerkstoff besteht.

8. Messinstrument nach Anspruch 6 bis 7, gekennzeichnet durch einen verstellbaren magnetischen Nebenschluss.

9. Messinstrument nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Drehachse ein zusätzlicher Drehmagnet vorgesehen ist, dessen räumliche Lage derart gewählt ist und dessen Magnetisierungsrichtung derart verläuft, dass eine weitgehende Ausschaltung von Fremdfeldern ermöglicht werden.

10. Messinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Drehmagnet aus gleichem oder ähnlichem Werkstoff besteht wie der erste Drehmagnet.