Подвижная система магнитоэлектрического прибора

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при производстве магнитоэлектрических электроизмерительных при- «боров с креплением подвижной системы на расгяткках. Подвижная система магнитоэлектрического п ибора имеет рамку 1 с рабочей обмоткой 2 и стрелочным указателем 3, установленную в рабочем зазоре 4 магнитной системы в виде магнита 5 и внутрирамочного сердечника 6, подвешенную на растяжках 7. Внутренние концы растяжек 7 закреплены на рамке 1 с помощью букс 10 и пластинок 11. Каждая из букс 10 свободно вставлена в отверстие 12 П-образной скобы 14. На пластинку 11 нанесен фиксирующий слой 15, например клей ВК-32-200. Величину отверстия 12 выбирают из соотношения о.. (. е«01кс) где RO. радиус отверстия 12; RO,E радиус отверстия буксы 10; б - Максимально допустимое значение поперечного отклонения рамки прибора; максимальное значение поперечного эксцентриситета . Изобретение улучшает динамические характеристики подвиж- 3 ил. с сл 13, ро 4 Фиг./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,80„„1347020 А1 (5g g G 01 R 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4002850/24-21 (22) 03.01.86 (46) 23.10.87. Бюл. У 39 (71) Ульяновский политехнический институт (72) Д.М.Белый (53) 621.317.044 (088.8) (56) Алукер Ш.М. Электрические измерения. М.: Колос, 1968, с.65. Авторское свидетельство СССР

Ь 1226315, кл.G 01 R i/00, 1984. (54) ПОДВИЖНАЯ CHCTEMA МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИБОРА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано при производстве магнитоэлектрических электроизмерительных приборов с креплением подвижной системы на растяжках. Подвижная система магнитоэлектрического прибора имеет рамку 1 с рабочей обмоткой 2 и стрелочным указателем 3, установленную в рабочем зазоре 4 магнитной системы в виде магнита 5 и внутрирамочного сердечника 6, подвешенную на растяжках 7. Внутренние концы растяжек 7 закреплены на рамке 1 с помощью букс

10 и пластинок 11. Каждая из букс

10 свободно вставлена в отверстие 12

П-образной скобы 14. На пластинку 11 нанесен фиксирующий слой 15, например клей ВК-32-200, Величину отверстия 12 выбирают из соотношения

R() 8 MHH (э е макс) э где Ep,q радиус отверстия 12; К вЂ” радиус отверстия буксы 10; 6 — максимально допустимое значение поперечного отклонения рамки прибора; е „ак — максимальное значение поперечного эксцентриситета. Изобретение улучшает динамические характеристики подвижной системы. 3 ил.

1347020

Q5

35

45

55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при серийном производстве магнитоэлектрических электроизмерительных приборов с креплением подвижной системы на растяжках.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик подвижной системы.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая подвижная система, вид спереди и сверху; на фиг.2 — расчетная схема, поясняющая процесс балансировки; на фиг.3 — - последовательность положений подвижной системы в процессе ее балансировки.

Подвижная система электроиэмерительного прибора магнитоэлектрической системы содержит рамку i с установленными на ней рабочей обмоткой

2 и стрелочным указателем 3, размещенную в рабочем зазоре А магнитной системы, образованной магнитом 5 и внутрирамочным сердечником 6, и подвешенную на растяжках 7, закрепленных наружными концами на амортизационных пружинах 8, установленных с возможностью смещения в обойме 9.

Внутренние концы растяжек 7 закреплены на рамке 1 с помощью установленных с внешней стороны нерабочих сторон рамки 1 букс 10, на торцах которых перепендикулярно оси закреплены пластинки 11, причем каждая из букс свободно вставлена в отверстие

12 большего диаметра, выполненное в верхней части закрепленной на рамке 1 с помощью зажимов 13 П-образной скобы 14 так, что пластинка 11 расположена между скобой 1!! рамки 1, а на обращенную к скобе 14 сторону пластинки 11 нанесен фиксирующий слой 15 (например, клей ВК-32-200).

Автоматическую балансировку предлагаемой подвижной системы осуществляют следующим образом.

Предварительно наносят на обращен.ную к скобе 14 сторону пластинки фиксирующий слой 15.

В общей случае проекция центра масс подвижной системы С на плоскость„ перпендикулярную ее оси, не совпадает с центром жесткости О, лежащим на оси вращения подвижной системы,, т.е. на линии, проходящей через места крепления растяжек к рамке, на величину вектора поперечного эксценте риситета е, при этом е „и е > — проекции вектора е на поперечные оси.

Возбуждают вынужденные колебания подвижной системы вокруг ее оси вращения подачей в рабочую обмотку 2 переменного электрического сигнала, частоту f которого выбирают равной резонансной частоте колебаний подвижной системы относительно данной оси.

При подаче в рабочие стороны рамки

1 переменного электрического сигнала на подвижную систему действует переменный вращающий момент (фиг.2), т.е. полнериода момент М, действует, например, против часовой стрелки (сплошная линия), а другую половину периода момент М действует по часовбй стрелке (пунктирная линия). !

Такое действие момента приводит к возникновению крутильных колебаний подвижной системы с резонансной частотой f, Если подвижная система статически уравновешена, ее колебания происходят относительно ее геометрического центра, являющегося одновременно центром ее жесткости О. Однако эа счет наличия поперечной неуравновешенности колебания подвижной системы происходят относительно ее центра масс С. Так как момент, образующий пару сил, например М,, прилагается к рабочим сторонам рамки симметрично относительно ее геометрического центра О, а плечи этих сил, т.е. их расстояния до центра масс С разные, естественно, для равновесия одна из снл пары, действующая на — меньшем плече (сила F ) должна быть

II больше другой силы F,, действующей на большем плече. Таким образом, при крутильном действии пары сил М„ в половину периода за счет неуравновешенности одновременно возникает усилие, прилагаемое к рамке в поперечном направлении„ направленное в

«! сторону большей силы F и равное ! (F, =Р -F, (на фиг„2 направлено от нас). Это явление обратно тому,. что чри воздействии на рамку поступательных возмущений за счет ее неуравновешенности возникают крутильнь:е -колебания вокруг оси вращения.

Во вторую половину периода при деиствии пары сил в противоположную сторону М аналогично возникает результирующая поперечная сила P < = .Ю !!

Š— F, направленная на фиг.2 на нас. Силы F, и F », вь!зывают однов1347020 ременно с крутильными и поперечные колебания рамки 1, при которых возникают ее смещения относительно букс

10 в местах их соприкосновения, а именно в местах нахождения вязкого фиксирующего слоя 15. При этом, если на буксы 10 за счет их натяга с растяжками 7и поджатия к рамке 1 в месте контакта со скобами 14 действует восстанавливающая сила, возвращающая их в исходное положение, колебаниям рамки 1 относительно букс 10 препятствуют только силы полужидкостного трения, возникающие в месте прижатия скоб 14 рамки 1 к пластинкам 11, где нанесен фиксирующий слой,15, за счет прижатия контактирующих поверхностей усилием натяжения растяжек 7. !

Если силы F, и F, действующие ! р в поперечном направлении, равны, они вызывают только поперечные колебания рамки 1 относительно линии крепления букс 10 к рамке 1, а постоянная составляющая при таких колебаниях равна нулю. Однако, так как поперечные колебания происходят вместе с крутильными, при том расположении центра масс С, как показано на фиг.2, поперечная сила Р,, действующая, как

2р Э было указано, одновременно с моментом М, оказывает все время действие на рамку 1 при больших проекциях эксцентриситета е„, чем сила Е! (при поворотах но часовой стрелке от исходного положения вектор е ближе к оси X чем при поворотах против часовой стрелки).

«!

Возникновение поперечных сил F, (! и F обусловлено именно наличием ! проекции эксцентриситета на ось Х (эти силы действуют на подвижную систему вдоль оси Y). Таким образом, за весь период колебаний на рамку 1 действует постоянная составляющая, направленная в поперечном направлении и равная Ер = Š— F, . Эта составляющая.вызывает постоянное смещение рамки 1 относительно мест установки букс 10 в направлении оси Y в сторону уменьшения проекции эксцентриситета е . Рамка 1 смещается до тех пор, пока ее центр масс С не выходит на ось Х, т.е. пока е не становится равным нулю, при этом сила F сравнивается с силой F„, т.е, постоянная поперечная сила F вызывающая смещение рамки 1 вдоль оси У, становится равной нулю. Таким образом, происходит автоматическое смещение центра жесткости 0 рамки в направлении поперечной оси У до совмещения с центром масс С, положение которого относительно рамки 1 остается неизменным, а изменяется только место крепления растяжек 7 к рамке

1, т.е. место установки букс 10 от10 носительно рамки.

Балансировка осуществляется в направлении оси У, одновременно аналогичный процесс происходит и в направлении оси Х, так как при действии

15 пар сил с моментами М, и М поперечные усилия за счет наличия неуравновешенности возникают как вдоль оси

У из-за наличия проекции эксцентриситета е„, так и вдоль оси Х из-эа наличия проекции эксцентриситета е>. . Таким образом, смещение рамки 1 относительно букс 10 происходит одновременно по двум осям, и в конечном

25 итоге их постоянное смещение прекращается только тогда, когда с центром масс С, находящимся на линии установки букс, совпадет центр жесткости 0 подвижной части.

fo ° T ° b

О о °

1бВЛ и, ед,), е b !!! ° Б !!

Ъ

ВВ h ° ы ед,„ где Т„ — усилие натяжения растяжек — ширина и высота рамки; — индукция в рабочем зазоре прибора;

ЬиЬ

30 Лмплитуду 1 подаваемого в рабочую обмотку электрического сигнала и время t продолжения возбужденйя выбирают из условия необходимого смещения букс

10 относительно рамки. Режимы возбужЗБ дения выбираются (рассчитываются) как из условия получения необходимой точности процесса балансировки, т.е. сходимости балансировочного процесса с заданной степенью точности, так и

40 из условия максимальной разрешающей способности процесса,т.е. возникновения процесса балансировки — начала смещения букс относительно рамкипри минимальных (максимально допус45 тимых) проекциях эксцентриситета, а также при минимально возможном при заданном уровне возбуждения поперечном возмущении, передаваемом на рамку

1347020ции, Подвижная система магнитоэлектриу5 ческого прибора, содержащая рамку с рабочей обмоткой, по обе стороны которой соосно с ней размещены растяжки с закрепленными на концах буксами, пластинки., расположенные:перпендикулярно буксам, стрелочный указатель, о т л и ч а ю m a я с я тем, что,. с целью улучшения динамических характеристик системы, она снабжена

П-образной скобой с отверстием., фиксирующим слоем, букса размещена в отверстии П-образной скобы, закрепленной на TopIJoIIoé "таране рамки, фиксирующий слой расположен бе зазора между пластин." :о!::-, и параллельной

43 — число витков рабочей обмотки; е „ и е.„„ — максимально возможная

Юако и максимально допустимая величины поперечного эксцентриситета,„"

Б — площадь каждой из пластинок;

Ь и р — толщина фиксирующего слоя и его кинематическая 10 вязкость; — коэффициент трения покоя поверхностей пластинок и

П-образной скобы.

На фиг.3 показана последовательность занимаемых подвижной частью положений в процессе ее балансировки и последующей регулировки. На фиг.За подвижная часть показана в исходном 2О положении до балансировки; на фиг. Збположение подвижной части после балансировки, вид спереди и сверху.

Растяжка 7 с буксой 10 (фиг.Зб) остаются в исходном положении, а рамка

1 смещается относительно магнитной системы как в направлении оси Х, так и оси У на величины е, и e . Во всех известных типах приборов величина рабочего зазора в магнитной системе З0 превышает максимально возможные значения неуравновешенности, поэтому такое смещение возможно. После такого смещения в процессе. балансировки прибор выдерживают в течение времени. необходимого для отвердевания фиксирующего слоя 15. После отвердевания фиксирующего материала необходимо сместить рамку 1 вместе с растяжками

7, т.е. всю подвижную систему уже как единое целое, в положение, в котором рамка 1 расположена симметрично в магнитном зазоре. Эту регулировку осуществляют путем смещения амортизационных пружин 8 относительно неподвижной обоймы 9 (фиг.Зв).

Таким образом, предлагаемая подвижная система предельно проста, в ней полностью отсутствуют балансировочные элементы, ухудшающие все характеристики прибора. Процесс балансировки предельно прост, не требует никаких дополнительных приспособлений и осуществляется просто возбуждением крутильных колебаний подвижной системы подачей в ее рабочую обмотку переменного электрическоI o тока, например, от генератора зву . ковой частоты. Способ предельно произ. водителен, время сходимости процесса без времени фиксации (отвердевания фиксирующего слоя) не превышает 5 с.

Процесс балансировки обладает очень высокой точностью, которую можно легко подсчитать с помощью выведенных аналитических соотношений. Несколько увеличивая время балансировочного процесса, можно использовать указанный с.пособ для серийной балансировки подвижных систем приборов самых высоких классов точности. Изменяяя амплитуду сигнала тока возбуждения с помощью расчетных формул, можно добиться необходимой разрешающей способности, т.е. начала балансиравочного процесса при самых малых значениях неуравновешенности, которые даже не выявляются известными методами контроля неуравновешенности, Изменяя время балансировочного процесса можно добиться необходимой точности балансировки даже при предельна возможных из встречающихся в подвижных системах данных типов значениях неуравновешенности.

Предлагаемая подвижная система и способ ее балансирсвки найдут применение при серийном производстве высокоточных приборов, обеспечив при этом полную автоматизацию процесса балансировки, его максимальную простоту и минимальную трудоемкость. Это даст возможность использовать предлагаемую подвижную систему и способ балансировки для сп" öèàëüíûõ приборов повышенной точности, работающих в особо сложных условиях эксплуатаФ а р м у л а и з о б р е т е н и я 1347020

FP=Fgp F)p

Составитель Ф.Тарнопольская

Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Редактор И.Горная

Заказ 5116/43 Тираж 729 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4 ей стороной П-образной скобы, величина отверстия в которой выбирается из условия

Rîo .ñê Rð MHH (G) эe„o„ñ э

rpe R — радиус отверстия П-образной. скобы;

R — радиус отверстия буксы; о,о б — максимально допустимое значение поперечного отклонения рамки прибора; — максимальное значение поперечного эксцентриситета.