SU824272A1 - Элемент индикации - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕМЕНТ ИНДИКАЦИИ

Изобретение относитс  к технике демонстрации (отображени ) информации и может быть использовано в вычислительных устройствах дл  визуализации- выходных данных, а также в системах отображени  информации в качестве информационных табло дл  записи и визуального отображени  информации на стадионах и вокзгшах, в гостиницах и санатори х и т.д.

Известны устройства дл  визугшьного отображени  информации, представл ющие собой мозаичную доску (табло) и состо щие из набора (Мозаики) электромеханических элементов индикации. Отображение информации в таких табло осуществл етс  путем изменени  положени  поворотной детали (ротора) элемента индикации. При этом одна сторона (половина поверхности) поворотного ротора имеет цвет, соответствующий фону табло, а друга  сторона имеет цвет, резко контрастный фону табло. Изменение положени  поворотного ротора осуществл етс  полем управл ющего электромагнита, которое взаимодействует с магнитным полем посто нного магнита, размещенного в самом роторе. При повороте

ротора элемента индикации к наблюдателю стороной, окрашенной в цвет, контрастный фону табло, высвечиваетс  единичный элемент информации. Элементы индикации сгруппированы в отдельные группы-знакоместа, в которых путем высвечивани  единичных элементов информации показываиот любой (буквенный или цифровой) символ информации. Табло (доска) дл  визуального отображени  информации состоит из набора знакомест или из равномерно размещенных по всему полю

элементов индикации и высвечивание символа информации тогда происходит определенной выборкой. Поворотный ротор в элементе индикации имеет форму флажка, цилиндра или шарика.

Известен индикатор, в котором поворотный магнитный ротор выполнен в виде цилиндра, имеющий ось вращени . Одна половина поверхности Ш1диндра , ограниченна  двум  образующими , окрашена в цвет панели, а друга  половина окрашена в цвет, контрастный цвету панели. Посто нный магнит, помещенный в цилиндр, создает магнитное попе ра ссе ни , которое , взаимодейству  с полем электроагнита , заставл ет цилиндр повораиватьс  вокруг своей оси. При повооте цилиндра к наблюдателю стороной контрастирующей с фоном панели, наблюдатель видит пр моугольник, который представл ет собой отдельный элемент отображаемого знака. Индикатор выгл дит в виде законченного управл ющих электромагнитов и цилиндрических роторов .

Недостатком табло  вл етс  низка; достоверность отображаемой информации из-за сильного взаимного вли ни  соседних электромагнитов, а также полей размагничивани  соседних посто йных магнитов поворотного цилиндра и как результат этого невозможность сближени  отдельных элементов индикации из-за взаимных наводок и помех .

Известно устройство индикации, поворотный ротор которого выполнен в виде шарика. Одна полусфера поверхности шарика окрашена в цвет, соответствующий фону табло, а друга  контрастному .фону табло. Перпендикул рно к оси вращени  поворотного шарика , внутри него расположен постоЯН1ШЙ магнит, полюса которого симметричны относительно оси вращени . Управл ющий электромагнит закреплен на основании элемента индикации. Поле управл ющего электромагнита, взаимодейству  с полем посто нного магнита в шарике, поворачивает шарик вокруг оси. При повороте шарика к наблюдателю стороной, контрастирующей с фоном табло,- наблюдатель видит отдельный элемент отображаемого знака информации ,

Недостатком табло  вл етс  низка  достоверность отображаемой информации из-за взаимных наводок и помех между отдельными элементами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее намагничивающую катуш1;у, расположенную на попереч ной части ферромагнитного сердечника и-образной формы из магнитотвердого материала (викгшло ), Поворотна  створка (ротор) выполнена в виде круга. Одна сторона поворотной створки окрашена в цвет, соответствующий фону табло, а друга  - контрастному фону табло. На плоскости поворотной створки расположен посто нный магнит , продольна  ось которого перпендикул рна оси вращени . При этом ось вращени  поворотной створки -перпендикул рна плоскости ферромаг- . нитного сердечника и-образной формы. Поле управл ющего электромагнита перемагничив51ет сердечник и-образной формы и на его концах возникает магнитное поле, которое, взаимодейству  с полем посто нного магнита поворотной створки, поворачивает

створку вокруг своей оси к наблюдателю то одной, то другой стороной. При наличии информации 1 створка поворачиваетс  стороной, цвет которой резко контрастен фону панели. При этом наблюдатель видит п тно, контрастирующее с фоном, а именно светлое п тно на темном фоне или наоборот . Отдельные элементы, состо щие из управл ющего электромагнита и поворотной створки, конструктивно оформл ютс  в индикатор, позвол ющий отображать на .нем элементы или символы информации. Количество таких отдельных индикаторов зависит от объема информации, отображаемой на экране 3.

Недостатком данного устройства также  вл етс  низка  достоверность отображаемой информации. Это объ сн етс  тем, что рабочее поле рассе ни , с которым взаимодействует поле посто нного магнита поворотной створки, образуетс  между концами сердечника и-образной формы. Если рассто ние между концаьш U-образного сердечника велико и не  вл етс  меньше диаметра поворотной створки, то и рабочее поле рассе ни  ослаблено. Когда поворотна  створка поворачиваетс  вокруг своей оси на 90 относительно своего исходного положени , то взаимодействие ме)хду рабочим полем рассе ни  и-образного сердечника и полем посто нного магнита минимальное. Поэтому в результате ослаблени  рабочего магнитного пол  рассе ни  и ослаблени  его взаимодействи  с магнитным полем посто нного магнита при повороте створки на 90 возможно несрабатывание элемента индикации.

Цель изобретени  - повышение надежности отображаемой информации и быстроты ее смен емости.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в элементе индикации, содержащем поворотную пластину,, стороны которой окрашены в контрастные цвета, в центре пластины установлен посто нный магнит, Электромагнит и магнитопровод и-образной формы сердечник электромагнита выполнен из магнитотвердого материала с отнсхиением остаточной магнитной индукции не менее 0,8 и с отношением длины сердечника к его поперечному сечению не менее трех и установлен в центре магнитопровода и-образной форма под посто нным магнитом поворотной пластины.

и-образный магнитопровод расположен так относительно поворотной створки , что ее ось лежит в плоскости магнитопроводов (или ей параллельна).

На чертежепредставлен элемент индикации.

Он содержит намагничивающую катушку 1, поворотную двухцветную пластину 2, магнитопровод 3 и-образной формы, посто нный магнит 4 и сердеч ник 5 электромагнита. Поворотна  двухцветна  пластина выполнена в виде флажка с размещенным вдоль оси вращени  пластиной по то нного магнита 4. Сердечник 5 выполнен из магнитотвердого материа а, у которого отношени  остаточной магнитной индукции к максимальной . магнитной индукции не менее 0,8, а отношение длины сердечника к его ма симальному линейному размеру попере ного сечени   вл етс , по крайней м ре, не менее 3. Один конец сердечни ка 5.ИЗ магнитотвердого материала магнитосв зан с серединой U-образно го магнитопровода 3 и расположен в его плоскости между его ветв ми. и-образный магнитопровод3, выполненный из маггШтом гкого материа ла, расположен так относительно поворотной плас- ины 2, что его плоскость совпадает с направлением оси вращени  поворотной пластины 2, т.е ось вращени  лежит в плоскости Uобразного магнитопровода 3 и сердеч ника 5. Намагничивающа  катушка 1 предна начена дл  создани  магнитного пол  под действием которого ферромагнитный сердечник 5 перемагничиваетс  в одну или другую сторону. Поворотна  двухцветна  пластина 2 служит дл  отображени  едини ьного элемента символа или знака отобража мой информации путем поворота ее вокруг оси вращени  на 180° к наблюдателю стороной, контрастной фону табло, а также дЛ  креплени  пласти ны посто нного магнита 4. и-образный магнитопровод 3 из магнитом гкого материала предназначен ДЛЯ увеличени  магнитной проводимости магнитной цепи и, соответственно , остаточной магнитной индукции сердечника 5, создающей рабочее магт нитное поле рассе ни , а также дл  перераспределени  магнит-ного потока от центра сердечника 5 к обойм концам магнитопровода. Пластина посто нного магнита 4, выполненна  из магнитотвердого материала , предназначена дл  создани  магнитного пол , которое, взаимодейству  с магнитным полем намагниченного сердечника 5, поворачивает ство ку 2 в одно или другое положение rfa 180°. Сердечник 5 предназначен дл  создани  рабочего магнитного пол  рассе ни , которое, взаимодейству  с полем посто нного магнита 4 поворотной створки 2,. придает последней Одно или другое положение в зависимости от направлени  пол  в ферромагнит ном сердечнике 5. При этом в намагниченном состо нии ферромагнитный 1:ердечник 5 представл ет посто нный /ларнит, а направление своего намагничивани  измен ет под действием пол  намагничивающей катушки 1. Элемент индикации работает следующим образом. Намагничивагаца  катушка 1, при прохождении по ее виткам тока управлени , создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник 5. Сер .дечник 5 в намагниченном состо нии представл ет посто нный, магнит. Намагниченный сердечник 5 создает рабочее магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем посто нного магнита 4 поворотной створки 2. При изменении направлени  управл кхцего тока, измен етс  и направление намагничивающего магнитного пол  катушки 1, которое намагничивает сердечник 5 в одну или другую сторону. Соответственно рабочее магнитное поле сердечника 5 имеет или одно или другое направление и, взаимодейству  с магнитным полем посто нного магнита 4 поворотной пластины 2/ придает последней то одно, то другое положени , т.е. поворотна  пластина 2 принимает положение, при котором высвечиваетс  единичный элемент информации или принимает положение, при котором ее цвет соответствует фону табло. Сердечник (второй магнитопровод) 5, выполненный в виде стержн  и поворотна  створка 2, выполненна  в виде флажка с расположенной вдоль ее оси вращени  пластиной посто нного магнита 4 дают возможность уменьшить рабочий зазор между пластиной посто нного магнита 4 поворотной пластины 2и плоскостью самого сердечника 5. За счет этого увеличиваетс  взаимбдействие между рабочим магнитным полем сердечника 5 и магнитным полем пластины посто нного магнита 4 поворотной пластины 2, т.е. увеличивает-; с  вращающий магнитный момент магнитной системы. и-образный магнитопровод 3 увеличивает проводимость магнитной цепи и при прохождении тока управлени  по Нс1магничивающей катушке 1, намагничивающее магнитное поле возрастает. Соответственно возрастает и рабочее магнитное поле сердечника 5, взгдамодействующего с магнитным полем пластины 4 поворотной пластины 2. Расположение и-образного магнитопровода 3, при котором его плоскость параллельна направлению оси вращени  поворотной створки 2 позвол ет максимально приближать концы магнитопровода 3 к верхнему концу сердечника 5, т.е. уменьшать зазор магнитной цепи . и тем caMfcjM еще в большей степени увеличивать проводимость магнитной цепи и величину намагничивающего пол  катушки 1, что увеличивает рабочее агнитное поле и врасаающий магнитный омент. При этом приближение концов Uобраэного магнитопровода 3 к верхней плоскости сердечника 5 и, соответственно , к пластине посто нного магнита 4 поворотной пластины 2 не вызывает задержку последней в исходном положении за счет усилий, возникающих в результате взаимодействи  между полем пластины посто нного магнита 4 и полем магнитопровода 3 из магнитом гкого материала, наведенного полем самого магнита 4. Это св за но с тем, что данные усили , при таком расположении U-образного магнитопровода 3 относительно поворотной пластины 2, имеют направление от кра ев пластины посто нного магнита 4 к обоим концам U-образного магнитопровода 3, т.е. имеют направлени , перпендикул рные направлению движени  поворотной пластины 2, и поэтому не оказывают противодействи  вращению последней вокруг своей оси под действием вращающего магнитного момента . Таким образом, выполнение поворот ного ротора в виде флажк.а, а феррома нитного сердечника 5 в виде стержн  и применение и-образно1О магнитопровода 3 из магнитом гкого материала, расположенного так, что его плоскост совпадает с направлением оси поворот ной пластины 2, позвол ют увеличить вращающий магнитный момент системы, что приводит к уменьшению времени перебрасывани  поворотной створки 2 из одного положени  в другое и увеличению достоверности отображаемой информации. При отсутствии тока управлени  рабочее магнитное поле намагниченного сердечника 5 сохран етс . Поэтому врем  срабатывани  предлагаемого элемента индикации определ етс  как врем  полного перемагничивани  сердечника 5 управл ющим импульсом тока намагничивающей катушки 1 и врем  перебрасывани поворотной створки 2. Врем  перемагничивани  сердечника 5 определ етс  параметрами электромагнитной системы и в устройстве с пред лагаемой магнитной системой оно получаетс  значительно меньшим по сравнению с временем перебрасывани  поворотной пластины 2 из одного положени  в другое. Поэтому в устройствах отображени , на основе предлагаемого элемента индикации получают высокую быстроту смены информации. Рабочее магнитное- поле сердечника 5, определ ющее работоспособность элемента индикаций и достоверность отображаемой информации зависит как от величины тока управлени  намагничивающей катушки 1, так и от магнитных параметров материала, из которого выполнен сердечник 5, а также соотношени  его геометрических размеров . При соотношении остаточной магнитной индукции к максимальной магнитной индукции материала сердечнику 5, равном не менее 0,8 величина максимальной магнитной энергии сердечника 5 достаточна дл  создани  рабочего магнитного пол , способного совершать работу по перебрасыванию поворотной створки 2 из одного положени  в другое. Это соотношение установлено опытным путем. При этом отношение длины сердечника 5 к максимальному размеру поперечного сечени   вл етс , по крайней мере, не менее 3, что также установлено опытным путем. Рабочее магнитное поле зависит от величины магнитной энергии , т.е. той энергии, которую сердечник отдает во внешнее пространство . Магнитна  энерги  сердечника 5 с увеличением остаточной магнитной индукции увеличиваетс . При этом остаточна  магнитна  индукци  намагниченного сердечника 5 из материала с отношением остаточной магнитной индукции к максимальной магнитной индукции ниже 0,8 практически недостаточна . Величина остаточной индукции сердечника 5 зависит также и от соотноиени  длины сердечника 5 к его максимальному поперечному сечению. Чем меньше это отношение, тем меньше величина остаточной индукции сердечника 5, а также рабочего магнитного пол . Величина этого соотношени , равна  3,  вл етс  необходимой, чтобы сердечник 5 из материала с отношением остаточной магнитной индукции и максимальной магнитной индукции , равной не менее 0,8 создавал рабочее магнитное поле, достаточное дл  перебрасывани  поворотной пластины 2 из одного положени  в другое. Эти соотношени   вл ютс  необходимым условием запоминани  сердечником 5 своего намагниченного состо ни , при котором его рабочее магнитное поле  вл етс  достаточным дл  создани  вращакицего магнитного момента, способного совершать работу по перебрасыванию поворотной пластины 2 из одного положени  в другое. Рабочее магнитное поле сердечника 5 увеличиваетс , а воздействие этого пол  на поворотную створку 2 сохран етс  практически бесконечно при указанных ссэотношени х, достоверность отображени  информации в устройствах отображени  на основе предлагаемого элемента индикации возрастает. При этом врем  срабатывани  элемента индикации значитель но уменьшаетс , а быстрота смен емости информации в устройствах отображени  возрастает. Применение предлагаемого технического решени  позвол ет создать устройство индикации, наход щее ши

Claims (3)

1. Формула изобретения

   Элемент индикации, содержащий поворотную пластину, стороны которой окрашены в контрастные цвета, с установленным постоянным магнитом, электромагнит и магнитопровод U-образной формы, о т л и чающи й с я тем, что, с целью повышения надежности 5 элемента, сердечник электромагнита выполнен из магнитотвердого материала с отношением остаточной магнитной индукции к максимальной магнитной индукции не менее 0,8 и с отношением длины сердечника к его поперечному ^и сучению не менее трех и установлен , в центре магнитопровода U-образной формы под постоянным магнитом поворотной пластины.

   15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Патент США № 3469258, кл. 340-373, опублик. 1969.
2. 2. Патент США №3364481,

   20 кл. 340-373, опублик. 1968.
3. 3. Патент Великобритании № 1014380, кл. G 05 С, опублик. 1966 '(прототип).