Электромагнитный прибор с поляризующим подмагничиванием — SU 1791783 (original) (raw)
СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51) 5 РЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВОСССР(ГОСПАТЕНТ СССР)С)ПИСАНИЕ ИЗО 1 (21) 3471869 63 (22) 15.07.82 (46) 30.01.93. Б юл. М 4 (71) Ульяновский политехнический институт : (72) А,Л. Шпади, Р.И. Агрест и С,А, Литвинчук (56) Авторское свидетельство СССР М 1046689; кл. 6 01 й %14, 1981. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИбОР С ПОЛЯРИЗЯОЩИМ ПОДМАГНИЦИЕАНИЕМ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к поляризованным электромагнитным приборам с выпрямительным преобразователем, в которых измеряемый электрический сигнал преобразуется во врещательное движение подвижного сердечника, намагничиваемого полем неподвижной измерительной катушки и постоянного магнита. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и линейности шкалы. Прибор содержит немагнитный кронштейн 1 со шкалой 2 и тороидальной полостью г воздушного успокоителя 3. На этом кронштейне 1 закреплены также винты подпятников 4 поворотной оси 5 со стрелкой 6, противовесом 7 и ферромагнитным сердечником 8, которая через пружину 9 упруго связана с корректором 10. Подвижный сердечник 8 расположен в рабочем зазоре измерительной катушки 11, которая подключена к входным клеммам прибора через полупроводниковый выпрямитель 12 и закрыта магнитным экраном 13, Аналогичный экран 14 подвижного сердечника 8 закреплен с другой стороны немагнитного кронштейна 1, в котором выполнейо отверстие, где установлен постоянный магнит 15, зажатый между магнитными экранами 13 и 14 (являю 1 цимися одновременно его полюс- ными наконечниками), снабженными по крайней мере со стороны подвижного сердечника 8 овальными отверстиями под крепежные винты для подстроечного смещения экрана 14 вдоль поворотной оси 5 прибора,1791783 3 4Изобретение относится к электроизме- Изобретение поясняется чертеком, гдерительнойтехнике,вчастйости кполяризо- изображен поперечный и продольныйразванным электромагнитным приборам с рез предлагаемого прибора боэ защитноговыпрямительным преобразователем, в ко- корпуса,торых измеряемый электрический сигнал 5 Конструктивной основой прибора являпреобразуется во вращательное движений ется немагнитный кронштейн 1 со шкалой 2подвикЪогосСердечника, намагничиваемого и тороидальной полостью воздушного успополем неподвижнойизмерительной катуш-коителя 3. На этом кронштейне 1 закреплеки."рстця 61 ГоЪГмэгнита,ны также винты подпятников 4 поворотнойИзвестей" электромагнитный прибор, 10 оси 5 со стрелкой 6, противовесом 7 и ферсолержэщий подвижный ферромагнитный ромйгнитным сердечником 8,которая черезсердечник, закрепленный на поворотной пружину 9 упруго связана с корректором 10,оси со стрелкой, неподвижную коаксиэль- Подвижный сердечник 8 расположен в рабо- .йую катушку, создающую рабочий магнит- чем зазоре измерительной катушки 11, коный поток в области ферромагнитногс 15 торэя подключена к вхбдным "клеммам сердечника, броневой магнитопровод с по- прибора через детекторный выпрямитель стоя нныл магнитом; содержащйм подмаг и закрыта магнитным экраном 13. Аналоничивающий магнитный поток гичный экран 14 ферромагнитного сердеч- параллельный рабочему потоку. Благодаря, ника 8 закреплен с другой стороны этому в известном электромагнитном при немагнитного кронштейна 1, в.котором выборе имеется линейнаяшкалапостоянного полненоотверстие, гдеустановлен постоянтока,атакже обеспечивается повышенная ный магнит 15, зажатый между, магнитными помехозащищенйость, поскольку в рабочей экранами 13 и 14, являющимися одновреобласти неподвикного сердечника-имеется . менно его, полюсными наконечниками,поляризующее:магнитное поле, которое 25 снабженными по крайней мере со стороны снижает чувствительность прибора к внеш- подвижного сердечника 8 овальными отверним полям, Кроме того, имеется броневойстИямй под крейежные винты для подстрймагнитопровод, защищающий рабочую об- ечного смещения экрана 14 вдоль ласть как обычный экран. поворотной оси 5 прибора.К недостаткам этого прибора следует 30 Работа прибора основана на аксиальотнести довольно сложную конструкцию ном воздействии параллельных магнитных магнитной системы и существенную нели- полей постоянного магнита Н длиной 1 и нейность шкалы переменноготока с началь- измерительной катушки с током 1, содеркэной зоной нечувствительности, что конечно щей т витков изолированного провода, При затрудняет производство и использование 35 этом магнитный поток в таком приборе бутаких йриборов дет определяться не только магнитовяжуЦелью изобретения является повыше- щей силой в 1 измерительной катушки 11, но ние пом 1 ехоустойчивостиилинейностишка- и магнитной Разностью потенциометров лы., .,1 НО, между магнитными экранами полюсны Постэвленнэя цель достигается в при ми наконечниками) 13 и 14 постоянного магборе,содержащем подвижный ферромаг- нита 15. Следовательно, вращающий нитный сердечник, закрепленный нэ моментприбораУьприизвестнойскорости поворотной оси со стрелкой и расположен- изменения индуктивности измерительной ный в плоскости постоянного магнита и не- катушки 1 по углу поворота а может быть подвижной измерительной катушки, 45 представлен в следующем виде:магнитйый экран с пол 1 осными наконечниками,зэсчетвведениядетекторноговыпря-,пз1+1 Н )2, д 1.мителя, подключенного между входными 11 ь = -клеммами и измерительной катушкой, прй-чем постоянный магнит установлен парал Раскрывая выражения в квадратныхлельно оси измеригельной катушки между. скобках нетрудна "-аметить что противополюсньпли наконечниками стаканоабрэздействующий момент прибора М пропор, пропорой формы, одйн из которых является акра- циоэльный удельной жесткости,с ном измерительной катушки, э второй - возвратной пружины 9, в состоянии равноэкрэном подвикного ферромагнитного сер весия (уь = У ) должен содержать посто - дечникэ и имеет возмокность пеРемеще. - ную составляющую Мо, пропорциональную ниЯ, пРичем ось вРащениЯсеРдечника иось первоначальному повороту оси 5 на угол ИЗМЕРИтЕЛЬНОй КатУШКИ ВЗЭИМОПЕРПЕНДИ- а., 1 соторый необходим для установки на кулярны.1791783 равно действующему значению самой величины; нулевую отметку стрелки 6 обесточенногоприбора М, = Мо + с а = с (а, + а) . Сг) Тогда угол первоначального поворотаао составитРНг ао = --2 с да(3) а уравнение шкалы для измеряемого тока 1примет следующий вид: а=(п+2 Нов) д 1/2 сда(4) При этом поляризующее поле Но постоянного магнита 15 выбирается таким, что при малых токах, соответствующих начальному, участку шкалы 2 прибора, линейный член в круглых скобках выражения (4) гораздо больше квадратичного, то есть гп 1 2 Но(5) Формула изобретения установлен параллельно оси измерительной катушки между полюсными наконечниками стаканообразной формы, один из которых является экраном измерительной катушки, а второй - экрайом подвижного ферромагнитного сердечника и имеет возможность перемещения, причем ось вращения сердечвика и ось измерительнойкатушки взаимо перпендикулярны. Составитель Т,ПероваТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор Заказ 150 Тираж Лодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и в диапазоне от 0 до 10 О номинальной величины прйбор измеряет в основном средневыпрямленное значение тока1 1, в котором может содержаться 10 - 20 Д высших гармоник. Эти гармоники могут вызвать дополнительную погрешностьприбора, которая также составит около 10 О от измеряемой величины тока . Однако приведенная погрешность в этом случае не превышает 1 О от номинальной величины измеряемого тока, то есть 10 О от 10 В результате зоне нечувствительности электромагнитного прибора в начале шкалы заменяется линейным участком с небольшойпогрешностью от искажения формы синусоидального тока,При дальнейшем увеличении измеряе мого тока 1 квадратичный член уравнения ш калы (4) нарастает гораздо быстрее линейного, поэтому при номинальном токе в конце шкалы прибор измеряет в основном действующее значение, так как действующее значения модуля измеряемой величины фПричем погрешность, обусловленная несинусоидальной формой измеряемого тока 1, в конце шкалы также не превышает допустимой величины, поскольку линейный член уравнения шкалы (4) при номинальном токе на порядок меньше квадратичного,Благодаря этому прибор может использоваться для достаточно точного измерения действующего значения электрического тока по всей своей линейной шкале. Кроме того, надежное экранирование измерительной катушки и подвижного сердечника полюсными наоечниами мантного экрана не только повышает помехоустойчивость прибора, но и устраняет необходимость во внешнем экранировании корпуса прибора, что существенно снижает металло- емкость его конструкции. Электромагнитный прибор с поляризующим подмагничиванием, содержащий подвижный ферромагнитный сердечник, закрепленный на поворотной оси со стрелкой и расположенйый в плоскости постоянногомагнита и неподвижной 35 измеригельной катушки, магниый экран сполюсными наконечниками, о т л и ч а ю.-щ и й с я тем, что. с целью-повышения помехоустойчивости и линейности шкалы, введен детекторный выпрямитель, подклю ченный между входными леммами и изме-рительной катушкой, постоянный магнит