PL85213B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm mag- netoelektryczny ilorazowy miernika o podzialce logarytmicznej w szerokim zakresie, odpowiedni zwlaszcza do miernika rezystancji izolacji.

Do pomiaru rezystancji stosowane sa powszech¬ nie mierniki o mechanizmie magnetoelektryczinym iloraizowym. Mechanizm ten sklada sie z nieru¬ chomego obwodu magnetycznego z magnesem trwalym i organu ruchomego, którego zasaidnicza czescia sa cewki ruchome obracajace sie w polu magnetycznym wytworzonym przez magnes trwa¬ ly. Organ ruchomy pod wplywem momentów obro¬ towych dzialajacych w polu magnetycznym na cewki z pradem zajmuje takie polozenie, w któ¬ rym te momenty równowaza sie. Polozenie to za¬ lezy od stosunku (ilorazu) pradów w cewkach, a posrednio — od rezystancji mierzonej, nie zalezy natomiast od napiecia zasilajacego. Znane sa kon¬ strukcje, w których nieruchomy magnes trwaly, o ksztalcie walca namagnesowanego prostopadle do osi, znajduje sie wewnatrz skrzyzowanych pod nie¬ wielkimi katem cewek ruchomych, nawinietych na wspólnym korpusie aluminiowym o ksztalcie pro- stckaltnej ramlM.

Os obrotu cewki ruchomej pokrywa sie z osia geometryczna walca. Cewki ruichome obejmuje z zewnatrz jarzmo magnetyczne o ksztalcie tulei.

Wewnetrzna powierzchnia jarzma i boczna po¬ wierzchnia magnesu tworza kolowa szczeline po- wiietorzna, w której obracaja sie cewki ruchome.

Indukcja magnetyczna w szczelinie ma najwieksza wartosc w plaszczyznie biegunów magnesu i ma¬ leje wedlug funkcji sinusoidalnej do zera w stre¬ fie neutralnej polozonej w plaszczyznie prostopa¬ dlej do plaszczyzny biegunów.

Znane sa tez konstrukcje, w których magnes trwaly umieszczony jest na zewnatrz cewek ru¬ chomych, a wewnatrz cewek ruchomych znajduje sie nieruchomy rdzen ferromagnetyczny. Szczelina powietrzna jest utworzona przez boczna powierzch¬ nie rdzenia z jednej strony i przez powierzchnie biegunów magnesu zewnetrznego lufo powierzchnie mahieguimników, przymocowanych do biegunów mag¬ nesu, z drugiej strony. Cewki ruchome obracaja sie w tej szczelinie powietrznej,, przy czym os obrotu cewek pokrywa sie z osia geometryczna rdzenia. Ksztalt rdzenia, nabiegunmików badz jed¬ nych i drugich jest taki, ze zmienna jest albo dlu¬ gosc szczeliny albo jej wysokosc, co umozliwia uzyskanie równowagi momentów w okreslonym po¬ lozeniu organu ruchomego, zaleznym od stosunku amperozwojów cewek.

W wielu przypadkach* szczególnie w miernikach rezystancji izolacji pozadana jest podzialka loga- rytmliczna, umozliwiajaca pomiar z jednakowa do¬ kladnoscia wartosci w obrebie kilku rzedów wiel¬ kosci. W podzialce takiej pumfcfty odpowiadajace Wartosciom 1, 10, 100... itd jednostek leza w rów¬ nych odstepach. Wiekszosc mierników izolacji ma podzialke o zakresie od zera do nieskonczonosci, 85 213która tylko w srodkowym obszarze jest zblizona do logarytmicznej. Nielicznie mierniki z podzialka logarytmiczna obejmujaca okolo 3 dekaid maja mechanizm o skomplikowanej konstrukcji, na ..przyklad dodatkowe cewki ruchome i wystepy na nabiegunnikach o skomplikowanym ksztalcie.

Cewki ruchome nawiniete sa zazwyczaj na kor¬ pusach z cienkiej blachy aluminiowej, usztywnia¬ jacych cewke i zapewniajacych tlumienie wahan organu ruchomego dzieki pradom indukowanym w korpusie przy ruchu cewki w polu magnetycz¬ nym.

Zadaniem technicznym wymagajacym praktycz- . negio rozwiazania bylo nadanie szczelinie powietrz¬ nej obwodu magnetycznego ksztaltu dajacego moz¬ liwosc uzyskania podzialki logarytmicznej o zakre¬ sie co najmniej 3 dekaid.

W mechanizmie wedlug wynalazku organ rucho¬ my stanowia dwie cewki ruchome zamocowane po przeciwnych stronach osi obrotu organu ruchome¬ go w plaszczyznie przechodzacej przez os. Zew¬ netrzne, bardziej oddalone od osi boki cewek po¬ ruszaja sie w szczelinach powietrznych obwodu magnetycznego, w których istnieje pole magnetycz¬ ne, natomiast boki wewnetrzne znajduja sie w wycieciu rdzenia, praktycznie pozbawionym pola magnetycznego. Kazda ze szczelin powietrznych sklada sie z dwu obszarów: pierwszy — ograni¬ czony jest z jednej strony biegunem magnesu lub nafoiegunnika, a z drugiej strony powierzchnia rdzenia; drugi — ograniczony jest z jednej strony powierzchnia rdzenia, z drugiej strony powierzch¬ nia elementu magnetycznego o tym samym poten¬ cjale magnetycznym co potencjal magnetyczny rdzenia.

Elementem moze byc bocznik magnetyczny umieszczony symetrycznie wzgledem nabiegunni- ków albo jarzmo obwodu magnetycznego. Obszary obu szczelin sa talk usytuowane, ze gdy bok czyn¬ ny jednej cewki znajduje sie w pierwszym obsza¬ rze szczeliny, to bok czynny drugiej cewki znaj¬ duje sie w drugim obszarze swojej szczeliny; gdy bok pierwszej cewki przechodzi do drugiego obsza¬ ru, to równoczesnie bok drugiej cewki przechodzi do pierwszego obszaru swojej szczeliny. Cewki ru¬ chome umocowane sa wewnatrz wspólnego korpu¬ su metalowego, stanowiacego zwarty zwój dla pra¬ dów indukowanych podczas ruchu cewki, dajacych moment tlumiacy.

Mechanizm wedlug wynalazku odznacza sie pro¬ stota i technologicznoscia konstrukcji. Elementy obwodu magnetycznego maja sciany badz walcowe kocentryczne badz plaskie, latwe do wykonania i skontrolowania, a montaz organu ruchomego i calego mechanizmu jest prosty i wygodny, wspólny korpus cewek ruchomych daje oszczed¬ nosci ciezaru i zapewnia staly wspólczynnik tlu¬ mienia w calym obszarze podzialki. Równoczesnie 'mechanizm Umozliwia uzyskanie podzialki logaryt¬ micznej o szerokim zakresie, obejmujacym 3^—4 dekady.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. A przedstawia mechanizm magnetoelektryczny ilozarowy miernika o podzialce logarytmicznej 4 z jarzmem magnetycznym, a fig. 2 — mechanizm magnetoelektryczny iloraizowy miernika o podizial- ce logarytmicznej z bocznikiem magnetycznym.

Mechanizm wedlug fig. 1 ma jarzmo 1, we- wnatrz którego umocowane sa dwa magnesy trwa¬ le 2 wytwarzajace w szczelinie powietrznej 3 i 4 pole magnetyczne. W obszarze szczeliny 3 pole magnetyczne ma przebieg promieniowy a wartosc indukcji magnetycznej wzdluz szczeliny jest stala. io W obszarze szczeliny powietrznej 4 linie pola wy¬ chodza z powierzchni 5 magnesu i wchodza do powierzchni jarzma i rdzenia 6 ograniczajacych ten obszar. Wartosc indukcja wzdluz powierzchni rdzenia maleje wykladniczo okolo 1<4 razy na dlu- gosidi równej szerokosci szczeliny. W punktach 7 indukcja pola magnetycznego spada do zera.

Mechanizm wedlug fig. 2 ma jeden magnes trwaly 2 z nabieguninikami 8, rdzen 6 i bocznik magnetyczny 9. Obszary szczeliny powietrznej 3 i 4 sa analogiczne jak w mechanizmie wedlug fig. 1. W obu mechanizmach (fig. 1 i fig. 2) organ ru¬ chomy stanowia dwie cewki 10 umieszczone we¬ wnatrz korpusu metalowego 11. Organ ruchomy moze sie obracac w obszarze nieco wiekszym niz ± 45° od polozenia pokazanego na rysunku. Gra¬ nicznym punktom podzialki odpowiadaja polozenia cewek w punktach 7 o zerowej indukcji.

W celu pomiaru rezystancji jedna z cewek ru¬ chomych mechanizmu moze byc dolaczona poprzez rezystancje szeregowa stala do napiecia zasilaja¬ cego, a druga cewka — poprzez rezystancje mie¬ rzona do tego samego napiecia. Wówczas prad w pierwszej cewce ma stala wartosc, a prad w dru¬ giej cewce jest odwrotnie proporcjonalny do mie- rzonej rezystancji. Stosunk obu pradów jest pro¬ porcjonalny do rezystancji mierzonej.

W stanie równowagi stosunek pradów (a wiec i rezystancja mierzona) jest proporcjonalny do sto¬ sunku indukcji magnetycznej w miejscach szczeli- 40 ny, gdzie znajduja sie boki czynne cewek. Gdy jedna z cewek znajduje sie w obszarze szczeliny o stalej indukcji, to druga — w obszarze o wy¬ kladniczym przebiegu indukcji i odwrotnie, tak wiec stosunek indukcji zmienia sie wykladniczo 45 z odchyleniem organu ruchomego. Odchylenie na¬ tomiast jest logarytmiczna funkcja stosunku in¬ dukcji, a Wiec i rezystancji mierzonej. Podzialka miernika jest podizialka logarytmiczna. Jezeli w obszarze logarytmicznego przebiegu pola indukcja 50 magnetyczna maleje np. 1100 razy, co odpowiada stosunkowi dlugosci do szerokosci drugiego obszaru szczeliny okolo 1,7, to logarytmiczny obszar po¬ dzialki obejmuje 4 dekady. 55

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Mechanizm magnetoelektryczny ilorazowy miernika o podzialce logarytmicznej, zawierajacy obwód magnetyczny o dwóch szczelinach powietrz¬ no nych, magnesy trwale i rdzen ferromagnetyczny oraz cewki ruchome umieszczone w plaszczyznie osi organu ruchomego po obu stronach osi talk„ ze bek bardziej oddalony od osi kazdej z cewek ru¬ chomych znajduje sie w jednej ze szczelin obwodu 65 magnetycznego, a kazda ze szczelin ograniczona85 213 5 6 jest od strony wewnetrznej powierzchnia rdzenia, pierwszymi obszarze pierwszej szczeliny to druga znamienny tym, ze od strony zewnetrznej siziczeli- z cewek znajduje sie w drugim obszarize drugiej na powietrzna ograniczona jest w pierwsizym ob- szczeliny i odwrotnie. szarze powierzchnia (5), bieguna magnesu lub na-

2. Mechanizm wedlug zastrz. 1, znamienny tym, biegunnika (8), a w drugim obszarze powierzchnia 5 ze cewki ruchome (10) umocowane sa wewnatrz jarzma (1) lub bocznika magnetycznego (9), przy wspólnego korpusu metalowego (11), który stanowi ozym gdy pierwsza z cewek (10) znajduje sie w zamkniety obwód elektryczny.85 213 Fig.i Fig. Z DN-7 — Zam. 2536/76 Cena 10 zl