SU838349A1 - Электромагнитный знаковый индикатор - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению может бглть использовано для индикации регистрируемых параметров.

Известны электромагнитные цифровые индикаторы, содержащие корпус, внутри которого расположены кольцевой магни- ⁵ гопровод с нечетным числом радиально расположенных , равноудаленных друг от друга выступающих внутрь полюсов с размешенными на них катушками, управляющими положением поворотного двухполюсного постоянного магнита-ротора с закрепленным на нем барабаном, на поверхности которого нанесены знаки, например цифры от О до 9 [ l] и И-₁₅ Однако такие электромагнитные индикаторы характеризуются недостаточно эффективной схемой управления статорными катушками, положением ротора и конструктивным выполнением этого ро- 20 тора, а именно, управление положением поворотного двухполюсного постоянного магнита-ротора осуществляется одной обмоткой, что снижает эффективность взаимодействия магнитных потоков возбужденного полюса магнитопровода и постоянного магнита для его поворота в требуемое положение; ширина каждого полюса постоянного магнита-ротора равна ширине полюса магнитопровода, вследствие чего между каждым из смежных полюсов магнигопровода и одним из полюсов постоянного магнита имеется значительный воздушный зазор, что приводит к образованию потоков возбужденных полюсов кольцевого магнитопровода, а, следовательно, к уменьшению управляющего магнитного потока полюса магнитопровода и к образованию разомкнутой цепи магнитопровода; для поворота магнита в диаметрально противоположное положение необходима перекоммутация полярности управляющего сигнала, что приводит к усложнению схемы управления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому · результату является электромагнитный . знаковой индикатор, содержащий корпус, внутри которого установлены кольцевой магнитопровод с нечетным числом полюсов и расположенными на них обмотками управляющих катушек, ротор в виде постоянного магнита с двумя дугообразными полюсами и жестко связанный с ним барабан с нанесенными на нем знаками. Барабан расположен между магнитоуправляющими элементами и источником коммутирующего магнитного поля, который закреплен неподвижно на корпусе, а на часть боковой поверхности барабана нанесен слой ферромагнитного материала. Величина боковой поверхности барабана без сдоя ферромагнитного материала составляет 1,2-2,5 шага установки магнитоуправляемых элементов, что обеспечивает безотрывную коммутацию двух последовательно расположенных магнито управляемых элементов [З^. Однако известный индикатор имеет указанные нанесение на боковую поверхность барабана слоя из ферромагнитного мате • риала приводит'к увеличению его момента инерции, который, как известно, пропорционален массе и квадрату расстояния от оси вращения барабана, а введение в конструкцию индикатора источников коммутирующего магнитцого поля и магнитоуправляемых элементов у каждого полюса статора приводит к увеличению габаритов индикатора и значительно усложняет его конструкцию. Указанные недостатки снижают надежность и точность индикации, ухудшают эксплуатационные характеристики и усложняют управление индикатором, особенно в условиях. вибрационных нагрузок.

Цель изобретения - повышение надежности и точности индикации в условиях вибрации.

недостатки, и, кроме того,

Указанная цель достигается тем, что обмотки полюсов магнитопровода соединены параллельно-последовательно, при этом параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов кольцевого магнитопровода соединены последовательно с обмоткой противоположного; им полюса магнитопровода, а дугообразные полюса ротора выполнены равной ширины и охватывающими пару смежных полюсов магнитопровода, причем ротор снабжен пластиной из ферром агнитого материала с длиной, равной диаметру ротора и за' крепленной ..на его торце под острым углом к его продольной оси симметрии.

838349 4

Параллельно-последовательное соединение обмоток полюсов магнитопровода) позволяет создать магнитные потоки, управляющие поворотом постоянного магнита с закрепленным к нему маркированным барабаном с противоположных сторон тремя полюсами магнитопровода, взаимодействуя с северным и южным полюсами постоянного магнита-ротора, при этом величина управляющих магнитных потоков в возбужденных полюсах магнитопровода практически одинакова, так как параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов соединены последовательно с обмоткой противоположного полюса магнитопровода.

Магнитопровод с выступающими внутрь полюсами и двухполюсной постоянный магнит-ротор образует .практически два замкнутых магнитопровода, т.е. воздушный зазор между полюсами постоянного магнита и полюсами магнитопровода минимальный .

Благодаря тому, что дугообразные полюса постоянного магнита охватывают пару смежных полюсов магнито провод а, значительно увеличена площадь притяжения магнита к смежным полюсам магнитопровода (по сравнению с известным устройствам, где полюса постоянного магнита притягиваются к одному полюсу магнита, причем между ними имеется значительный воздушный зазор, что приводит к неустойчивому положению постоянного магнита в условиях вибрации при снятии электрического сигнала с управляющих обмоток).

Для надежного перевода постоянного магнита в позицию, сдвинутую на 180° относительно исходной, постоянный магнит индикатора содержит брусок из ферромагнитного материала, длина которого равна диаметру магнита, и установлен под некоторым углом к продольной оси симметрии постоянного магнита. Управляющий магнитный поток возбужденных полюсов магнитопровода взаимодействует с магнитным потоком постоянного магнита по касательной к диаметру магнита, в результате чего создается вращающий момент, который обеспечивает перевод магнита в любую позицию относительно исходной.

В предлагаемом индикаторе отсутствуют магнитоуправляемые элементы (ферромагнитный слой на боковой поверхности барабана и источники коммутирующего магнитного поля), необходимые в известной конструкции для демпфирования барабана.

Демпфирование барабана в предлагаемой конструкции индикатора обеспечивается посредством притяжения полюсов ро- 5 тора и смежным полюсам магнитопровода, т.е. теми же элементами известной конструкции (полюсами магнитопровода и магнита), но выполненными по - другое му, с минимальным воздушным зазором щ между ними.

Все это повышает надежность индикатора и обеспечивает точность и устойчивость индикации в условиях вибрации, а вместе с тем обеспечивается сохране- 15 ние предыдущей информации при отключении управляющего сигнала, при этом значительно уменьшаются габариты и вес предлагаемого индикатора по сравнению с известным. 20

На фиг. I изображена конструкция предлагаемого индикатора, на фиг. 2 его электрическая схема.

Внутри основания I и крышки 2 соосно с ними установлен неподвижный коль- 25 цевой магнитопровод 3, набранный из пластин 4, с нечетным числом (например, пятью) выступающих внутрь и равномерно расположенных по окружности полюсов 5. На полюсах 5 размещены 30 управляющие катушки 6, причем катушки намотаны бифилярно в шесть проводов, и параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов магнитопровода соединены последовательно с обмоткой проти- 35 воположного им полюса магнитопровода. .

Магнитопровод 3 вместе с управляющими катушками 6 установлен между основанием 1 и крышкой 2, .выполненными из немагнитного материала и жестко за- 40 крепленными винтами 7 совместно с ними.

Двухполюсной постоянный магнит-ротор 8 с жестко закрепленной на нём (например, точечной сваркой) пластиной 9 из ферромагнитного материала под некоторым острым углом & к его продольной оси симметрии р - П жестко закреплен на валике 10, который вращается в двух подшипниках 11, установленных в основании 1 и крышке 2. На конце валика жестко закреплен барабан 12, на внешней поверхности которого нанесены ₅₅ знаки, например цифры от О до '9'. Электрическая связь индикатора осуществляется посредством печатной платы 13 и разъема 14.

При подаче электрического импульса между контактом О и любым другим контактом (15-24) возбуждаются соот ветствующие два смежных и один противоположный им полюса 5 магнитопровода[з].

Вследствие взаимодействия магнитных потоков полюсов 5 с магнитным потоком постоянного магнита 8 и благодаря закрепленной на нем пластине 9 из ферромагнитного материала возникают вращающие моменты, которые разворачивают в определенном направлении и устанавливают постоянный магнит, а следовательно, барабан 12 в строго^ определенное положение. При этом один полюс (например, северный полюс постоянного магнита 8) расположен у од ного полюса 5 магнйтопровода со включенной обмоткой, а другой (южный) по люс магнита 8 располагается у противоположных смежных полюсов 5 магнитопровода [з]·

Таким образом, магнитная .фиксация постоянного магнита-ротора осуществляется в нескольких зонах (в данном случае трех) полюсов магнитопровода, что обеспечивает надежное устойчивое состояние магнита-ротора (а, следовательно, и барабана 12) в любом фиксированном положении при снятии управляющего сигнала, и тем самым позволяет повысить точность и надежность индикации в условиях выбраций.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к приборостро нию может быть использовано дл  индикации регистрируемых параметров. Известны электромагнитные цифровы индикаторы, содержащие корпус, внутри которого расположены кольцевой магнитопровод с нечетным числом радиально расположенных , равноудаленных друг от друга выступающих внутрь полюсов с размещенными на них катушками, управ л ющими положением поворотного двухполюсного посто нного магнита-ротора с закрепленным на нем барабаном, на поверхности которого нанесены знаки, например цифры от О до 9 l и 2 Однако такие электромагнитные индикаторы характеризуютс  недостаточно эффективной схемой управлени  статорны ми катущками, положением ротора и конструктивным выполнением этого ротора , а именно, управление положением поворотного двухполюсного посто нного магнита-ротора осуществл етс  одной обмоткой, что снижает эф4)ективность взаимодействи  магнитных потоков возбужденного полюса магнитопровода и посто нного магнита дл  его поворота в требуемое положение; ширина каждого полюса посто нного магнита-ротора равна ширине полюса магнитопровода, вследствие чего между каждым из смежных полюсов магнитопровода и одним из полюсов посто нного магнита имеетс  значительнь1й воздущный зазор, что приводит к образованию потоков возбужденных полюсов кольцевого магнитопровода, а, следовательно, к уменьшению управл ющего магнитного потока полюса магнитопровода и к образованию разомкнутой цепи магнигопровода; дл  поворота мапшта в диаметрально противоположное подожение необходима перекоммутаци  пол рности управл ющего сигнала, что приводит к усложнению схемы управлени . .- Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электромагнитный знаковой индикатор, содержащий корпус, внутри которого установлены кольцевой магнитопровод с нечетным числом полюсов и расположенными на них обмотками управл ющих катушек, ротор в виде посто нного магнита с двум  дугообразны ми полюсами и жестко св занный с ним барабан с нанесенными на нем знаками. Барабан расположен между магнитоуправл ющими элементами и Источником коммутирующего магнитного пол , который закреплен неподвижно на корпусе, а на часть боковой поверхности барабана нанесен слой ферромагнитного материала . Величина боковой поверхности барабана без сло  ферромагнитного материала составл ет 1,2-2,5 шага уста новки магнитоуправл емых элементов, что обеспечивает безотрывную коммутацию двух последовательно реюположенных магнитоуправл емых элементов L3j. Однако известный индикатор имеет указанные недостатки, и, кроме того, нанесение на боковую поверхность барабана сло  из ферромагнитного материала приводит к увеличению его момен та инерции, который, как известно, пропорционален массе и квадрату рассто ни  от оси вращени  барабана, а введение в конструкцию индикатора источников коммутирующего магнитцого пол  и магнитоуправл емых элементов у каждого полюса статора приводит к увеличению габаритов индикатора и значительно усложн ет его конструкцию. Ука занные недостатки снижают надежность и точность индикации, ухудшают эксплуа тационные характеристики и усложн ют управление индикатором, особенно в услови х , вибрационных нагрузок. Цель изобретени  - повышение надеж ности и точности индикации в услови х вибрации. Указанна  цель достигаетс  тем, что обмотки полюсов магнитопровода соединены параллельно-последовательно, при этом параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов кольцевого магн топровода соединены последовательно с обмоткой противоположного; им полюс магнитопровода, а дугообразные полюса ротора вьшолнены равной ширины и охв тывающими пару смежных полюсов магн топровода, причем ротор снабжен пластиной из ферромагнитого материала с длиной, равной диаметру ротора и закрепленной .на его торце под острым углом к его продольной оси симметрии. Параллельно-последовательное соединение обмоток полюсов магнитопровода, позвол ет создать магнитные потоки, управл ющие поворотом посто нного магнита с закрепленным к нему маркированным барабаном с противоположных сторон трем  полюсами магнитопровода, взаимодейству  с северным и южным полюсами посто нного магнита-ротора, при этом величина управл ющих магнитных потоков в возбужденных полюсах магнитопровода практически одинакова, так как параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов соединены последовательно с обмоткой противоположного полюса магнитопровода. Магнитопровод с выступающими внутрь полюсами и двухполюсной посто нный магнит-ротор образует лрактически два замкнутых магнитопровода, т.е. воздушный зазор между полюсами посто нного магнита и полюсами магнитопровода минимальный . Благодар  тому, что дугообразные полюса посто нного магнита охватывают пару смежных полюсов магнитопровода, значительно увеличена площадь прит жени  магнита к смежным полюсам магнитопровода (по сравнению с известным устройствам , где полюса посто нного маГнита прит гиваютс  к одному полюсу магнита , причем между ними имеетс  значительный воздушный зазор, что приводит к неустойчивому положению посто нного магнита в услови х вибрации при сн тии электрического сигнала с управл ющих обмоток). Дл  надежного перевода посто нного магнита в позицию, сдвинутую на ISO относительно исходной, посто нный магнит индикатора содержит брусок из ферро.. магнитного материала, длина которого равна диаметру магнита, и установлен под некоторым углом к продольной оси симметрии посто нного магнита. Управл ющий магнитный поток возбужденных полюсов магнитопровода взаимодействует с магнитным потоком посто нного магнита по касательной к диаметру магнита, в результате чего создаетс  вращающий момент, который обеспечивает перевод магнита в любую позицию относительно исходной. В предлагаемом индикаторе отсутствуют магнитоуправл емые элементы (ферромагнитный слой на боковой поверхности барабана и источники коммутирующего магнитного пол ), необходимые в известной конструкции дл  демпфировани  барабана. Демпфирование барабана в предлагаемой конструкции индикатора обеспечивает с  посредством прит жени  полюсов ротора и смежным полюсам магнитопровода , т.е. теми же элементами известной конструкции (полюсами магнитопровода и магнита), но выполненными по - друго му, с минимальным воздушным зазором между ними. Все это повышает надежность индикатора и обеспечивает точность и устойчивость индикации в услови х вибрации, а вместе с тем обеспечиваетс  сохране ние предыдущей информации при отключении управл ющего сигнала, при этом значительно уменьшаютс  габариты и вес предлагай юго индикатора по сравнению с известным. На фиг. I изображена конструкци  предлагаемого индикатора, на фиг. 2 его электрическа  схема. Внутри основани  I и крышки 2 соос но с ними установлен неподвижный кольцевой магнитопровод 3, набранный из пластин 4, с нечетным числом (например , п тью) выступакнцих внутрь и равномерно расположенных по окружности полюсов 5. На полюсах 5 размещены управл ющие катушки 6, причем катушки намотаны бифил рно в шесть проводов, и параллельно соединенные обмотки двух смежных полюсов магнитопровода соединены последовательно с обмоткой противоположного им полюса магнитопровода. Магнитопровод 3 вместе с управл  щими катушками 6 установлен между ос нованием 1 и крышкой 2, .выполненными из немагнитного материала и жестко закрепленными винтами 7 совместно с ними. Двухполюсной посто нный магнит-ротор 8 с жестко закрепленной на нём (например, точечной сваркой) пластиной 9 из ферромагнитного материала под некоторым острым углом & к его продольной оси симметрии ц - П жестко закреплен на валике 10, который вращае с  в двух подшипниках II, установленных в основании 1 и крышке
2. 2. На конце валика жестко закреплен барабан 12, на внешней поверхности которого нанесены знаки, например цифры от О до 9. Электрическа  св зь индикатора осуществ л етс  посредством печатной платы 13 и разъема 14. При подаче электрического импульса между контактом О и любым другим . контактом (15-24) возбуждаютс  соответствующие два смежных и один противоположный им полюса 5 магнитопроводаиЗ . Вследствие взаимодействи  магнитных потоков полюсов 5 с магнитным потоком посто нного магнита 8 и благодар  закрепленной на нем пластине 9 из ферромагнитного материала возникают вращающие моменть$, которые разворачивают в определенном направлении и устанавливают посто нный магнит, а следовательно, барабан 12 в строго определенное положение. При этом один полюс (например, северный полюс посто нного магнита 8) расположен у одного полюса 5 магнитопровода со включенной обмоткой, а другой (южный) rtoлюс магнита 8 располагаетс  у противоположных смежных полюсов 5 магнито ,проводаС ОТаким образом, магнитна  .фиксаци  посто нного магнита-ротора осуществл етс  в нескольких зонах (в данном случае трех) полюсов магнитопровода, что обеспечивает надежное устойчивое состо ние магнита-ротора (а, следовательно , и барабана 12) в любом фиксированном положении при сн тии управл ющего сигнала, и тем самык- позвол ет повысить точность и {адежность 1шдикации в услови х выбраций. Формула изобретени  Электромагнитный зншсовый индикатор , содержащий корпус, внутри которого установлены кольцевой магнитопровод с нечетным числом полюсов и расположенными на, них обмотка1 1и управл ющих катушек , ротор в виде посто нного магнита с двум  дугообразными полюсами и жест ко св занный с ним барабан с нанесенными на нем знаками, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности и точности индикации в усло ВИЯХ вибрации, обмотки полюсов магнитопровода соединены параллельно-последовательно , при этом параллельно соединенные обмотки смежных полюсов соединены последовательно с обмоткой противоположного им полюса, а дугообразные полюса ротора выполнены равной ширины и охватываюшлми пару смежных полюсов магнитопровода, причем ротор