Wynalazek dotyczy elektromagnetycznego czuj¬ nika skrecania, który przetwarza mechaniczne wielkosci wzglednie stosunek dwóch mechanicz¬ nych wielkosci na wielkosci elektryczne.Istniejace dotychczas elektromagnetyczne czuj¬ niki skrecania do przetwarzania wielkosci me¬ chanicznych -na elektryczne, które wykorzystuje tak zwane zjawisko Wiedermanna, skladaja sie najczesciej z elementu, w którym wystepuje na¬ prezenie skrecajace i który jest otoczony cewka odbiorcza. Element ten jest tak pobudzany pra¬ dem zmiennym, ze wytwarza sie w nim magne¬ tyczne pole wirowe, które zostaje zdeformowa¬ ne przez mechaniczne skrecenie elementu, a skladowa wzdluzna pola magnetycznego, któ¬ ra jest proporcjonalna do wielkosci skrecenia elementu, zostaje odebrana za pomoca cewki odbiorczej w formie sily elektromotorycznej.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa Borivoj Dubsky i Ol- drich Straka.Wada tego czujnika jest pewna zaleznosc otrzy¬ manej sily elektromotorycznej od wahan czesto¬ tliwosci sieci zasilajacej, temperatury otoczenia czujnika i w malym stopniu od wahan napiecia sieci wzbudzajacej. Dlatego taki czujnik moze byc uzywany do bardzo dokladnych pomiarów, przy czym jest niezbednym wyrównanie tych wplywów w obwodzie pomiarowym. Inna wada tego czujnika jest brak mozliwosci wykonania okreslonego pomiaru stosunku dwóch wielkosci mechanicznych, które czesto sa konieczne przy bardzo dokladnych pomiarach.Przedmiotem wynalazku jest elektromagne¬ tyczny czujnik skrecenia, który przez mecha¬ niczne polaczenie czterech pojedynczych czuj¬ ników w jedna wspólna calosc i przez odpo¬ wiedni uklad cewek odbiorczych umozliwia wy¬ konywanie bardzo dokladnych pomiarów lub rejestrowanie wielkosci mechanicznych wzgle¬ dnie stosunku dwóch wielkosci mechanicznych.Rysunek uwidacznia przyklad wykonania i uklad polaczen czujnika wedlug wynalazku,przy czym na fig. 1 przedstawiono przekrój rzutu pionowego czujnika, na fig. 2 — rzut po¬ ziomy czujnika, na fig. 3 — rzut boczny czuj¬ nika, a na fig. 4 — uklad polaczen czujnika.Czujnik wedlug fig. 1 sklada sie ferromagne¬ tycznego elementu w postaci preta lub rury 5, zakonczonej na obydwu koncach plaszczyzna¬ mi czolowymi 9, które takze sa polaczone z fer¬ romagnetycznym plaszczem 8. Polaczenie plasz¬ cza 8 z czolowymi plaszczyznami 9 jest wyko¬ nane w ten .sposób, azeby istniala mozliwosc obracania elementem 5. Polaczenie musi byc jednakze przewodzace i po okreslonym przekre¬ ceniu preta 5 trwale. Osiaga sie to na przyklad przez przylutowanie lutem cynowym. Wolne konce plaszcza 8 sa polaczone trwale i w spo¬ sób przewodzacy z kolnierzami 10, które sa do¬ laczone do obwodu wzbudzajacego 12. Miedzy obydwoma kolnierzami 10 jest umieszczona wkladka izolacyjna 11. Posrodku elementu skre¬ cajacego 5 jest przymocowane male ramie 6, a w odleglosci równej czwartej czesci dlugosci elementu 5 od jego konców sa równiez przy¬ mocowane male ramiona 7, które niekiedy sa miedzy soba polaczone klamra 13. Male ramio¬ na 6 i 7 sa przymocowane do elementu 5. Na czterech cwiartkach dlugosci elementu 5, sy¬ metrycznie do jego dlugosci, sa nalozone luzno cewki 1, 2, 3 i 4. Uklad polaczen cewek odbior¬ czych 1 — 4 uwidoczniony jest na fig. 4. Cewki 1 i 3 sa tak polaczone przeciwsobnie, ze koniec cewki 1 jest polaczony z koncem cewki 4. Po¬ czatek cewki 4 jest polaczony z zerujacym dziel¬ nikiem nap'ecia 16, którego drugi koniec jest dolaczony do poczatku*cewki 2. Koniec cewki 2 jest polaczony z koncem cewki 3, a poczatki cewek 1 i 3 sa miedzy soba polaczone poprzez pomiarowy dzielnik napiecia 19. Miedzy srod¬ kami dzielników napiecia 16 i 19 sa wlaczone zaciski wejsciowe wzmacniacza 17, z którego zacisków wyjsciowych jest zasilana faza steru¬ jaca dwufazowego malego silnika asynchronicz¬ nego 18.Faza wzbudzajaca silnika 18 jest przylaczona do zródla zasilajacego 20. Silnik 18 jest polaczo¬ ny za pomoca mechanicznej przekladni z suwa¬ kiem potencjometru 19.Czujnik wedlug fig. 5 posiada na jednym z kolnierzy 10 uchwyty 14, które sa zaopatrzone w nagwintowane otwory i nastawne sruby 15, które zaciskaja male ramie 6.Dzialanie czujnika wedlug fig. 1, 2 i 3 opisa¬ no ponizej.Prad zmienny, który przeplywa przez pret 5 z obwodu wzbudzenia 12 poprzez kolnierze 10, plaszcze 8 i plaszczyzny czolowe 9, wzbudza w elemencie 5 wirujace pole magnetyczne. To pole zostaje zdeformowane przez dzialanie mo; "mentu obrotowego Mk2 = P2 . L2, który powsta¬ je na skutek dzialania sily P2 na ramie 6.Powstala na skutek tej deformacji skladowa wzdluzna pola magnetycznego indukuje w cewce 1 i 2 napiecie (+ e2) i w cewce 3 i 4 napiecie tej samej wielkosci, lecz przeciwnie skierowane (— e2). To napiecie e2 jest wprost proporcjonal¬ ne do momentu obrotowego Mk2 wzglednie do sily P2. Na skutek .dzialania momentu obroto¬ wego MKt = P1L1, który powstaje na skutek dzialania sily P± na ramie 7, pole magnetyczne preta 5 zostaje tak zdeformowane, ze w cewce 2 i 4 indukuje sie napiecie (+ ex) i w cewce 1 i 3 napiecie (— et) o tej samej wielkosci, lecz prze¬ ciwnie skierowane.Jesli polaczyc teraz cewki 3 i 4 o przeciwnie skierowanych biegunach z cewkami 1 i 2 w ob¬ wód wedlug fig. 4; wówczas zostanie indukowa¬ ne napiecie (e2 — ej w cewce 1, jak równiez napiecie (e2 — cx) w cewce 4 oraz napiecia (e2 + ej w cewkach 2 i 3. W srodkowym odga¬ lezieniu obwodu bedzie plynal prad, który jest proporcjonalny do róznicy: e1(4R + q) — e2(p1 — q2) •gdzie R — jest oporem rzeczywistym cewki od¬ biorczej, p — oporem dzielnika napiecia 19, a qv q2 — sa czesciami oporu dzielnika napiecia 19.Prad wzmocniony przez wzmacniacz 17 uru¬ chamia silnik 18 oraz suwak potencjometru po¬ miarowego 19. Ruch silnika 18, a wiec i suwaka potencjometru trwa tak dlugo, dopóki prad na wejsciu wzmacniacza 17 nie równa sie zeru, to znaczy gdy ex (4R + q) = e2 (p1 — p2) Z równania tego wynika, ze jezeli w miejsce q1 i q„ wstawic 02 - —-xp, przy czym x oznacza stosunek odleglosci suwa¬ ka dzielnika napiecia do jego srodka do calej dlugosci potencjometru, to wtedy otrzyma sie e. x — const. — , wzglednie e2 Mkn • x = const. — .Mk2 to znaczy czujnik umozliwia pomiar stosunku obydwóch momentów obrotowych za pomoca — 2 —dzielnika napiecia 16, jak równiez zerowanie przyrzadu.W laboratorium w miejsce wzmacniacza 17, moze byc uzyty galwanometr i pomiarowy dziel¬ nik napiecia z suwakiem przesuwanym recznie.Poniewaz napiecia e± i e2 sa w jednakowym stopniu zalezne od wahan pradów, jak równiez czestotliwosci zródla wzbudzenia, zmian tempe¬ ratury otoczenia i innych zaklócajacych wply¬ wów, dlatego te niepozadane wplywy zostana w obwodzie wyrównane samoczynnie. Napiecie w srodkowej galezi obwodu, proporcjonalne do pradu i przesuniete w fazie o 90° wzgledem na¬ piecia zródla zasilania, jest wzmocnione przez wzmacniacz' 17. Dlatego nie jest koniecznym, azeby w wzmacniaczu znajdowal sie czlon, który¬ by przesuwal faze napiecia sterujacego silnika 1S. Przez wlaczenie do obwodu cewek 3 i 4 z odwróconymi biegunami osiaga sie przez dzia¬ lanie samoindukcji w poszczególnych odgalezie¬ niach obwcdu to, ze napiecie e1 i e., sa doklad¬ nie w fazie tak, ze korekcja przesuniecia fazy przed wejsciem do wzmacniacza nie jest ko¬ nieczna. Wyrównanie zaleznosci cieplnej opor¬ nosci cewek 1 — 4 (uzwojenia miedziane) jest ze wzgledu na opornosci cewek odbiorczych R mozliwe najprosciej przez wybór duzego oporu dzielnika napiecia q.Przy pojedynczych pomiarach wielkosci me¬ chanicznych czujnik jest wstepnie skrecany za pomoca stalego momentu Mk2, na przyklad za pomoca nastawnej sruby 15 wedlug fig. 5. Przy bardzo dokladnych pomiarach jest niezbednym, azeby indukowane w poszczególnych cewkach napiecia e2 i e1 (dotyczy wartosci bezwzlednych) byly dokladnie równe. Osiaga sie to przez wlasci¬ we wstepne skrecenie czujnika , na jego kon¬ cach, przez czesciowy obrót powierzchni czolo¬ wych 9 plaszcza 8 i przez prawidlowe polozenie sily P1 w srodku klamry 13. W wielu przypad¬ kach jest korzystnym czujnik rozwiazac kon¬ strukcyjnie tak, azeby momenty Mk± mialy war¬ tosci przeciwne, to znaczy, ze na jedna czesc czujnika dziala moment Mkn — Mkr Nastepnie cewki 3 i 4 rozmieszcza sie przeciwnie, to zna¬ czy cewka 3 zostaje polaczona z cewka 1, a cew¬ ka 4 — z cewka 2.Przy pomiarach wiekszych momentów obro¬ towych czujnik jest tak wykonany, ze element 5 w postaci rury jest otoczony wspólnie z cew¬ kami 1 do 4 toroidalnym uzwojeniem wzbudza¬ jacym, przechodzacym przez srodek rury. Czuj¬ nik wedlug wynalazku przetwarza bardzo do¬ kladnie mechaniczne wielkosci lub stosunek dwóch mechanicznych wielkosci na elektryczne wielkosci. Czujnik nadaje sie szczególnie do wszelkich urzadzen wagowych, gdzie przez zmiane momentu obrotowego Mk2 za pomoca dlugosci ramienia 6 (L2) lub przez zmiane cie¬ zaru (P2) mozna zmieniac w bardzo szerokich granicach zakres wazenia. Czujnik umozliwia rozwiazanie konstrukcyjne calego szeregu przy¬ rzadów, a mianowicie nie tylko przyrzadów wskaznikowych, lecz takze takich przyrzadów rejestrujacych, które sa odporne na zmiany w otoczeniu, wstrzasy, zmiany czestotliwosci i napiecia zródel zasilania i za pomoca których w terenie lub w nierównym ruchu moga byc przeprowadzone dokladne pomiary. Duze zaje¬ ty czujnika polegaja na tym, ze umozliwia on rozwiazanie konstrukcyjne tek zwanych przy¬ rzadów porównawczych jak na przyklad mi- kromanometrów porównawczych, elektrycznych przyrzadów rejestrujacych lub termometrów porównawczych. Czujnik ten moze byc wyko¬ rzystany nie tylko w technice pomiarowej, lecz takze w technice regulacyjnej. Szczególnym przypadkiem tego czujnika jest tek zwany czuj¬ nik podwójny, który przedstawia polowe omó¬ wionego czujnika. Moment Mk2 zostaje utwo¬ rzony przez trwale skrecenie elementu skreca¬ jacego 5 w plaszczyznie czolowej 9 plaszcza 8.Moment Mk1 zostaje utworzony przez obciaze¬ nie ramienia 6, które tu jest osadzone w srodku czujnika. Ramie 7 i cewki 2 i 4 sa zbedne.Cewki 1 i 2 sa polaczone w obwodzie tak samo, jak w czujniku poczwórnym. Wada tego czujni¬ ka jest to, ze moment Mk2 moze byc tylko wiel¬ koscia stala, to znaczy ze mozna mierzyc tylko wielkosci mechaniczne craz, ze wskutek induk- cyjnosci wlasnej obydwóch cewek napiecie e1 i e2 nie sa w fazie. PL