SU1084684A1

SU1084684A1 - Magnetoelectrical measuring mechanism

Info

Publication number: SU1084684A1
Application number: SU823477051A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Николаевич Сопляченко; Сергей Валерьевич Сафонов
Original assignee: Саратовский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1984-04-07

Abstract

l. МЛГННТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, содержшций посто нный магнит с монотонно возрастаис цей площадью поперечного сечени , магнитопровод, рамку с измерительной обмоткой, закрепленную на оси и соединенную с указателем, и возвратные пружины, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью увеличени чувствительности механизма ,, посто нный магнит выполнен в виде диска, магнитопровод в виде замкнутого полого цилиндра, рамка выполнена в виде сектора и расположена соосно с посто нным магнитом в полости магнитопровода перпендикул рно .оси, а величина центрального угла рамки бпредел етс из соотношени a-Mtt Р, ) B-n-HR -r l Р где - центральный угол рамки; и. - угол переменного поперечного сечени посто нного магнита; - номинальное значение рращающего момента; В - величина индукции магнитного пол (посто нного магнита ) в месте расположени рамки; tt - число витков измерительной с S обмотки рамки; I - номинальный предел чувстви«Л тельности по току; R и Г - соответственно максимальный наружный и минимальный внутренний радиусы посто нного магнита.g 2.Механизм по п. 1, отличающийс тем, что поперечное сече ние посто нного магнита возрастает от нулевого значени . 3.Механизм по п. 1, о т л и ч аэо ю щ и и с тем, что посто нный магнит выполнен из двух половин, разме4 щенных по разные стороны от рамки. эо 4l. MLGNO ELECTRIC MEASURING MECHANISM, the contents of a permanent magnet with a monotonously increasing cross-sectional area, the magnetic circuit, the frame with the measuring winding, attached to the axis and connected to the pointer, and return springs, which have In order to increase the sensitivity of the mechanism, the permanent magnet is made in the form of a disk, the magnetic core is in the form of a closed hollow cylinder, the frame is made in the form of a sector and is located coaxially with the permanent magnet in the cavity of the magnetic core perpendicularly B ax, and the magnitude of the central angle of the frame is determined from the ratio a-Mtt P,) B-n-HR –r l P where is the central angle of the frame; and. - angle of variable transverse section of the permanent magnet; - nominal value of the rotating moment; B is the magnitude of the induction of the magnetic field (permanent magnet) at the location of the frame; tt is the number of measuring turns with S frame winding; I is the nominal sensing limit of the current accuracy; R and G, respectively, the maximum external and minimum internal radii of the permanent magnet. 2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the cross section of the permanent magnet increases from zero. 3. The mechanism according to claim 1, of which the permanent magnet is made of two halves, located on opposite sides of the frame. eo 4

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени электрических величин или дл преобразовани их в перемещение.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure electrical quantities or to convert them to displacement.

Известен магнитоэлектрический измерительный механизм, содержащий намагниченный вдоль оси внутрирамочный цилиндрический стержневой посто нный магнит, магнитопровод и пр моугольную подвижную раму р. . A known magnetoelectric measuring mechanism comprising an intraframe cylindrical rod permanent magnet magnetized along the axis, a magnetic core and a rectangular movable frame p. .

Магнитный поток в рабочем воздушном зазоре распредел етс равномерно и имеет радиальное направление. Измерительный механизм имеет угол отклонени подвижной части ие более 240 . Кроме того, механизм не защищен от вли ни внешних магнитных полей, в св зи с чем он требуетспециального экранировани , что увеличивает массу и габариты прибора. Плоска шкала прибора плохо сочетаетс с цилиндрическим измерительным механизмом меньшего диаметра. Это также увеличивает габариты прибора.The magnetic flux in the working air gap is evenly distributed and has a radial direction. The measuring mechanism has a deflection angle of the movable part of not more than 240. In addition, the mechanism is not protected from the influence of external magnetic fields, in connection with which it requires special shielding, which increases the weight and dimensions of the device. The flat scale of the device is poorly combined with a cylindrical measuring mechanism of smaller diameter. It also increases the size of the device.

Наиболее близким к предлагаемому по.технической сущности вл етс магнитоэлектрический измерительный механизм, содержащий стержневой посто нный магнит с монотонно возрастающей площадью поперечного сечени , магнитопровод, сердечник, возвратные пружины и рамку с измерительной обмоткой, соединенную с указателем, причем рамка расположена в плоскости проход щей через ось 2 .The closest to the proposed technical entity is a magnetoelectric measuring mechanism comprising a rod permanent magnet with a monotonously increasing cross-sectional area, a magnetic core, a core, return springs and a frame with a measuring winding connected to the pointer, and the frame is located in the plane passing through axis 2.

В известном устройстве угол поворота указател также не превышает 270, что объ сн етс конструкцией /магнитной системы, т.е. необходи|юстью замыкани магнитного потока, что обуславливает низкую чувствитель ность измерительного механизма. Кроме того, известный механизм также не защищен от вли ни внешних магнитных полей, згвдита от которых требует применени специальных экранов. Это,д а также наличие сердечника приводит к увеличению веса и габаритов устройства .In the known device, the angle of rotation of the pointer also does not exceed 270, which is explained by the design / magnetic system, i.e. The need for a magnetic flux closure, which causes a low sensitivity of the measuring mechanism. In addition, the known mechanism is also not protected from the influence of external magnetic fields, from which it requires the use of special screens. This and the presence of a core leads to an increase in the weight and dimensions of the device.

Цель изобретени - увеличение чувствительностй механизма.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the mechanism.

Дл достижени цели в магнитоэлект рическом измерительном механизме, содержащем посто нный магнит с монотонно возрастающей площадью поперечного сечени , магнитопровод, рамку с измерительной обмоткой, закрепленную на оси н соединенную ,с указателем , и возвратные пружины, посто нный магнит выполнен в виде диска, магнитопровод - в,1аиде з лкнутого полого цилиндрд, рамка выполнена в виде сектора и расположёна соосна с посто нным магнктом в/полости маг нитопровода перпендикул рно оси, а To achieve the goal in a magnetoelectric measuring mechanism containing a permanent magnet with a monotonously increasing cross-sectional area, a magnetic circuit, a frame with a measuring winding fixed on the n-axis connected to the pointer, and return springs, the permanent magnet is made in the form of a disk, the magnetic circuit is c, 1aidea of the closed hollow cylinder, the frame is made in the form of a sector and is located coaxially with a constant magnet in the cavity of the magnetic conductor perpendicular to the axis, and

величина центрального угла рамки определ етс из соотношени the value of the central angle of the frame is determined from the ratio

1- l sn-UR-r )1- l sn-ur-r)

где П - центральный угол рамки;where P is the central corner of the frame;

00- угол переменного поперечного сечеии посто нного магнита} М - номинальное значение вращашцего момента; В - величина индукции магнитного пол (посто нного магнит в месте расположени рамки; п - число витков измерительной обмотки рамки;00 is the angle of a variable transverse section of a permanent magnet} M is the nominal value of the rotation moment; B is the magnitude of the magnetic field induction (permanent magnet at the location of the frame; n is the number of turns of the measuring winding of the frame;

1- номинальный предел чувствительности по току; Й,р - соответственно максимальный наружный и минимальный внутренний радиусы посто нного магнита.1- nominal current sensitivity limit; R and p are, respectively, the maximum external and minimum internal radii of the permanent magnet.

Кроме того, поперечное сечение посто нного магнита возрастает от In addition, the cross section of a permanent magnet increases from

нулевого значени . I zero value. I

Посто нный магнит выполнен из двуThe permanent magnet is made of two

половин, размещенных по разные стороны от рамки.halves placed on opposite sides of the frame.

На фиг. 1 изображен магнитоэлектрический измерительный механизм, вид сверху; на фиг.2 -то же, поперечный разрез;на фиг.З - вариант выполнени механизма с посто нным магнитом, выполненным из двух половин.FIG. 1 shows a magnetoelectric measuring mechanism, top view; Fig. 2 is a cross-sectional view; and Fig. 3 shows an embodiment of a mechanism with a permanent magnet made of two halves.

Магнитоэлектрический измерительный механизм содержит магнитную систему , состо щую из цилиндрического магнитопровода .1 с плоскими основани ми 2. Внутри магнитной системы на основани х 2 .закреплены половины посто нного магнита 3, имеющие переменное поперечное сечение, увеличивающеес в Направлении поворота плоской подвижной рамки 4. Рамка 4 расположена в. рабочем зазоре между магнитами 3. Она имеет форму сектора и закреплена консольно на-оси 5, расположенной перпендикул рно плосКИМ основани м 2. Ось 5 соединена также с пружинами 6 и указателем 7.The magnetoelectric measuring mechanism contains a magnetic system consisting of a cylindrical magnetic conductor .1 with flat bases 2. Inside the magnetic system on the bases 2. Half of the permanent magnet 3 is fixed, having a variable cross section increasing in the Direction of rotation of the flat movable frame 4. Frame 4 located in. the working gap between the magnets 3. It has the shape of a sector and is fixed by a cantilever on an axis 5, located perpendicular to the plane of the base 2. Axis 5 is also connected to the springs 6 and the pointer 7.

Магнитоэлектрический измерительный i -механизм работает следующим образом.Magnetoelectric measuring i -the mechanism works as follows.

В магнитной системе через цилиндрический корпус 1 и основани 2 замыкаетс магнитный поток посто нных магнитов 3. Этот поток создает в рабочем зазоре магнитное поле. После подключени рамки 4 к источнику посто нного электрического тока на ее стороны, наход щиес в магнитном поле, будут действовать силы. Величина и направление действи сил определ етс электрическим током, числом витком в рамке, индукцией магнитного пол в рабочем зазоре и длиной сторон peiMKH, помещенныхIn the magnetic system, the magnetic flux of the permanent magnets 3 is closed through the cylindrical body 1 and the base 2. This flux creates a magnetic field in the working gap. After connecting frame 4 to a source of constant electric current, forces acting on the side of it, which are in a magnetic field, will act. The magnitude and direction of the force is determined by the electric current, the number of turns in the frame, the induction of the magnetic field in the working gap, and the length of the sides peiMKH placed

в магнитном поле. При этом силы, действующие на противоположные стороны рамки 4, .направлены в противоположные стороны и неравны по величине в силу переменного сечени магнита 3. Под действием результируюадего вращающего момента рамка 4 с осью 5 начинают поворачиватьс . Пружины б, закручива сь при вращении оси 5, уравновешивают результирующий вращающий момент. Ноложение рамки 4 относительно посто нного магнита 3 определ етс силой электрического тока в peiMKe и посто нной измерительного механизма.in a magnetic field. The forces acting on the opposite sides of the frame 4 are directed in opposite directions and unequal in magnitude due to the variable cross section of the magnet 3. Under the action of the resulting torque, the frame 4 with the axis 5 begins to rotate. Springs b, twisting when rotating axis 5, balance the resulting torque. The position of the frame 4 relative to the permanent magnet 3 is determined by the strength of the electric current in peiMKe and the constant measuring mechanism.

Увеличение поперечного сечени посто нного магнита 3 с нулевогоIncreasing the cross section of a permanent magnet 3 from zero

значени вместе с увеличением угла отклонени подвижной части и выпол-, нением магнита 3 из двух половин приводит к повышению чувствительности механизма. together with an increase in the deflection angle of the movable part and the performance of the magnet 3 of the two halves, the sensitivity of the mechanism is increased.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуетс малыми габаритами и весом. Поскольку посто нный магнит 3 может быть выполнен с углом переменного сечени до 360, а рамка 4 с центральным углом не болеё 30-40°, угол отклонени указ ател 7 составл ет 320-330°. Кроме того, механизм имеет малые осевые -размеры, что весьма существенно, поскольку его радиальные размеры ограничены размерами шкалы.Thus, the proposed device is characterized by small dimensions and weight. Since the permanent magnet 3 can be made with a variable cross-section angle of up to 360, and the frame 4 with a central angle of no more than 30-40 °, the deflection angle of the pointer 7 is 320-330 °. In addition, the mechanism has small axial dimensions, which is quite significant, since its radial dimensions are limited by the size of the scale.

Claims

1'. A MAGNETOELECTRIC MEASURING MECHANISM comprising a permanent magnet with a monotonically increasing cross-sectional area, a magnetic circuit, a frame with a measuring winding fixed on an axis and connected to a pointer, and return springs, so that the purpose of increasing the sensitivity of the mechanism. the permanent magnet is made: in the form of a disk, the magnetic circuit is in the form of a closed hollow cylinder, the frame is made in the form of a sector d located coaxially with the permanent magnet in the cavity of the magnetic circuit perpendicular to the axis, and the value of the central angle where the frame is determined from the ratio 0 bt is the central corner of the frame; angle of variable cross section of a permanent magnet;

rated torque value;

the magnitude of the magnetic field induction (permanent magnet) at the location of the frame;

the number of turns of the measuring winding of the frame; ι nominal limit of sensitivity to current; respectively, the maximum outer and minimum inner radii of the permanent magnet.

The mechanism of pop. 1, be different in that the cross section

2.

The stability of the permanent magnet increases from zero.

3. The mechanism by π. 1, characterized in that the permanent magnet is made of two halves placed on opposite sides of the frame.

Q <О □ О о »оо