SE127828C1 - - Google Patents

Description

KLASS 21 e:1/01 BEVILIAT DEN 2 FEBRUARI 19 PATENTTID FRAN DEN 27 AUG. 1947 PUBLICERAT DEN 4 APRIL 19 Hiirtill en ritning.

G. A. ISING, DJURSHOLM.

Vridspolegalvanometer.

Vid alla vridspolegalvanometrar ar nedbringandet av spolsystemets massa ett ons- kemal. Liten vikt av spolen är av betydelse redan vid instrument med spetslagring fOr att minska friktionen och pakanningarna vid lagren, och blir ur halfasthetssynpunkt av ann:u stone betydelse vid kausliga instrument med i torsionsband upphangt system, sarskilt om spolen halles inspand maan istrackta band i och for minskning av yttre storningar (genom skak- ningar, lutningsandringar etc.). Vid ordi- nar konstruktion, med en spole vridbar kring en diameter, medfor emellertid en. 1iten massa aven ett litet troghetsmoment och ,darmed en. kort svEngningsperiod (ett fatal sekunder), om upphangningsband av pâlitlig hallfasthet ,skola anvandas. For vissa matningsuppgifier, sasom -vid ballistiska matningar eller dá galvanometern skall anvandas sasom fluxmeter, ar det emellertid i regel nodvandigt, att svangningsperiodeu är av storleksordningen 10 sek. eller mera. — Utvagen att vid ballistiska matningar Ska troghetsmomentet genom en extra belastning är en nodfallsutvag, som hi. a. ogynnsamt ned,satter kansligheten. — Problemet är sa.- lunda att erhalla ett i forhallande till vikten start troghetsmoment hos spolsystemet med bibehallande av hog elektrisk verkningsgrad hos detta.

Den foreliggande uppfinning loser detta problem, darigenom att det rorliga systemet far utg8ras av minst en extra — axialt pla- cerad spole, buren av en frau vridningsaxeln utgaende latt arm, varjamte spolen är an- ordna,d att rOra sig i ett luftgap mellan pol- ytor, soni inom omradet far spolens utslag utgoras av tva ringytor med vridningsaxeln sasom styraxel, av vilka den ena genomgar spolen och den andra praktiskt taget fullstandigt omsluter densamma.

Uppfinningen fortydligas genom fig. 1-4, av vilka fig. 1 och 2 aro schematiska och visa vertikalsnitt genom vridningsaxeln vid spann- bandsupphangda system, medan fig. 3 och 4 visa ett horisontal- respektilve vertikalsnitt vid ett utfort instrument. Fig. 1 visar ett spolsystem bestaende av en enda spole: fran dragfjadrarna 1 ga spannbanden 2 till ett stelt mellanstycke 3, varifran tvenne horisontella armar 4 och 5 utga; av dessa bar den form den cirkulara spolen 6 och den senare motvikten 7. Spolen genomgas av jarnkarnan 8 oeh omslutes av det yttre polstycket 9; de mot luftgapet van,da begransningsytorna (polytorna) till dessa jarnliroppar aro shlunda toroidytor med vridningsaxeln 2-2 sh'som styraxel. Harigenom erhaller magnetfaltet mom omradet for spolens utslag rotationssymmetri med avseende pa vridningsaxeln, spolen •omges med andra ord av ett magnetfalt, vars intensitet och riktning I forhallande till spolen aro oberoende av utslaget. Delta dr yid ,starkt falt niklyandigt pa grund av dc ferromagnetiska fororeningar i spolen, .som aldrig kunna hell undvikas och som i annat fall skulle inedfora storande hysteresiseffekter m. in. i utslagen. — I stallet for en eirkular spole 6 kan givetvis en rektangular sadan anvandas med motsvarandeandring av polytornas form. Vid en latt spole utan lindningsram är cirkelformen vanligen att f6redraga, darfor att en sadan spole tack Tare sin konstanta krokning, battre bibehaller formen.

Fig. 2 visar en anordning, som sMljer sig fran den i fig. 1 genom anvondandet av tva symmetriskt placerade spolar, vilket i regel fir att foredraga. — En utforingsform enligt fig. 1 kan dock hava sitt berattigande, om det galler att .sa langt som mojligt reducera instrumentets storlek; den medf6r ocksa vissa konstruktiva forenklingar. — I fig.. 2 ha utover de i fig. 1 visade delarna aven utritats detaljer avseende de stoppinrattningar eller buffertar, som hindra en stot mot instrumentet att skada det rorliga systemet eller upphangningsbanden och alltsa Ora sarskilda arreterinabsanordningar 6-verfladiga. Det stela mellanstycket har cylindriska andar 3, fasta vid en rektangular skiva 10; cylinderandarna 3 passera fritt genom de fasta ringarna 11, som tjanstgora sasom stOtbuf- — — fertar. Vid en st6t mot instrumentet kommer spolsystemets translatoriska troghetsrorelse i forhallande till instrumentholj et att hejdas, da mellanstyeket slar emot ringarna 11. Spelrummet gores sa. Met, att de omtaliga spolarna 6 helt skonas fran anslag mot luftgapets vaggar. Awn and& stora rotationsriirelser av systemet kunna begransas genom i figuren ej visade stoppstift, som samverka med armarna 4.

I fig. 3 aterfinner man omedelbart de i den. schematiska fig. 2 angivna, principiellt viktiga delarna; fjadrarna 1 aro har utforda sa'- som bojfjadrar, monterade pa forskjutbara slider 12, vilka efter injusteringen av spolsystemets hojdIage och fjadrarnas spanning fastklammas vid instrumenthOljets bakre vagg 13 (fig. 4). Denna montering ger m5jlighet att nfir som heist injustera spolsystemats hojdlage och bandspanningen med hjalp av en i bakvaggen anordnad pa ritningen icke visad stallskruv eller darmed ekvivalent anordning, utan att instrumentet behover Oppnas. Den ena av fjadrarna kan vridas kring en vertikal axel, i och for fininstallning av nollaget, med hjalp av en bakvaggen genomgaende skruv, som verkar pa armen 14. En spegel 15 ãr monterad pa mellanstyeket, och stoppstift 16 hejda for stora vridningar, FälteL fran magneterna 17 ledes via de yttre poistyckena 18 (av mjukjarn) och de bakvaggen genomgaende halsarna av innerpolerna 8 till luftgapen.

Genom att spolsystemet pa detta satt kan sammansattas av tva symmetriska halfter, är galvanometertypen sarskilt lamplig sasom differentialgalvanometer, varvid spolarna pa kant salt forses med separata stromtilledningar. ..A.vstamning-en av spolarnas deviationskonstanter B (se nedan) till exakt Ilk-het kan liar iatt ske genom andring utifran av den magnetiska faltstyrkan kring atminstone den ena spoIen med hjalp av en reglerbar magnetisk shunt.

Till fullstandigande av vad ovan anforts ma det matematiska uttrycket for ett galvan:ometersystems elektromagnetiska dampningsgrad och den darmed i sambartd staende »elektriska verkningsgraden» i korthet diskuteras: En galvanometers stromkanslighet S i absoluta e. in. enheter anges genom f ormeln Si = dam A är upphangningsbandens fjadringskonslant (direktionskoefficient) och B den s. k. deviationsfaktorn eller dynamiska galvanometerkonstanten. Man har B dy dar v betecknar det totala induktionsflOde, som magneterna sanda genom spolen och spolens utslagsvinkel i radianer. Om vidare K betecknar troghetsmomentet, R galvanometerkretsens totala motstand (e.m.e.) och 27s 0)0 = — To den cirkulara svangaingsfrekvensen (T. = svangningsperioden i odampatsa galler for den elektromagnetiska dampningsgraden no uttrycket B2 2K.Bcoo Vardet no = 1 motsvarar, vid bortseende fran luftdampningen, den s. k. kritiska dampningen i det aperiodiska gransfallet.

Om galvanometerspolens egenmotstand R' infOres for R i (3), sa. erhalles den e.m. dampningsgrad n'o, som motsvarar ett yttre motstand (i vilket aven upphangningsbandens motstand inraknas) lika med noll, B2 (39n'e = 2KR'0 Deviationsfaktorn B kan uttryckas med hjalp av den magnetiska faltstyrkan H i den del av luftgapet, som upptages av spolens lindning; en narmare berakning leder till den aenerella relationen B2 2KIT 2 iv f dar a och6.ro spoltradens specifika mot- stand respektive tathet och f en numerisk faktor < 1, vars storlek betingas av spolsystemets form och konstruktion i ovrigt (tilllaggsmassor utover spolens ledningstrad nedsatta f). Ur synpunkten av galvanometerns anpassningsmojlighet till olika yttre mot-stand eller (och) dampningsgrader ar det en fordel, om n'o vid given frekvens coo och given maximal faltstyrka H (som vid behov latt kan nedsattas genom en magnetisk shunt) iir sa stort som mojligt; faktorn f i ekvationen (4) kan darfor med fog kallas f Or konstruktionens »elektriska verkningsgrad». — Exempelvis har en rektangular spole (utan tillaggsmassor) med forhallandet bredd == 0 faktorn f = 1 hojd och en, dylik med forhallandet h0--brjedd—d = ,s faktorn f =0,56 De spolsystem, sorn anges i den foreliggande uppfinningen, utmarka sig aven genom en. relativt hog elektrisk verkningsgrad f, vilken vid de symmetriskt byggda systemen latt kan fas att ligga vid 0,8e eller darutover; delta forhallande bidrager jamte den langa svangningstiden till att gOra galvanometertypen sarskilt lampad fOr an-vandning sasom flux-meter. — —3

Claims (4)

Patentansprak:

1. Galvanometer innehallande luftgap begransade av ringformade ytor, kannetecknad av ett spolsystem innehallande minst en och lampligen tvâ latta spolar, rorliga i namnda luftgap och monterade extra-axiellt pt armar, utskjutande fran eft latt, centralt korsstycke i syfte att astadkomma ett stort troghetsmoment och darigenom relativt Fang .svangningsperiod trots den laga totala vikten och samtidigt en hog elektromagnetisk effekt, varvid korsstycket är insp ant mellan korta torsionsband, som aro spanda mellan fjadrar for att minska storande inflytande pa det rorliga systemet pa grund av yttre vibrationer, varjamte tasta stoppanordningar aro anbragta att samverka med det centrala korsstycket, sâ aft det inspanda systemet och dess inspanningsband skyddas Iran skadegorelse genom chockverkan, varigenom samtidigt dampningsanordningar bli overflodiga.

2. Galvanometer enligt patentanspraket 1, kannetecknad claray, att spolarna aro cirkulara och polytorna toroidiska.

3. Galvanometer enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknad darav, att spolsystemet är inspant mellan tva torsionsband eller -tradar, vilkas spanning upptages av ett stelt mellanstycke, fran vilket de spolarna uppbarande latta armarna utga.

4. Galvanometer enligt patentanspraket 3, kannetecknad darav, att fasta stoppanordningar eller buffertar aro anordnade pa ringa avstand Iran mellanstycket och/eller armarna, vilka stoppanordningar aro avsedda att hejcla det riirliga systemets troghetsrorelse vid stot mot instrumentet, varigenom sarskilda arreteringsanordningar bliva OverflO- diga. Stockholm 1950. Kungl. noktr. P. A. Norstedt & Siiner 500089