Подвижная система магнитоэлектрического прибора

,8)трические изме 8, с.65.ьство СССР 1/00, 1984. 54) ПОДВИЖНАИ СИСТ РИЧЕСКОГО ПРИБОРА НИТОЭЛЕ 4 ь УДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при производстве магнитоэлектрических электроизмерительных приборов с креплением подвижной системына 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-200, Величину отверстия 12 выбирают из соотношения В. -Кмин (б е макс) э где о ск радиус отверстия 12; К- радиус отверстия буксы 10; б - максимально допустимое значение поперечного отклонения рамки прибора; е- мак симальное значение поперечного эксцентриситета. Изобретение улучшает динамические характеристики подвижной системы. 3 ил.1 О 15 20 ЗО 35 45 50 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 1 с установленными на ней рабочей обмоткой 2 и стрелочным указателем 3, размещенную в рабочем зазоре 4 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 9Внутренние концы растяжек 7 закреплены на рамке 1 с помощью установленных с внешней стороны нерабочих сторон рамки 1 букс 10, на торцах которых перепендикулярно оси закреп" лены 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 14 рамки 1, а на обращенную к скобе 14 сторону пластинки 11 нанесен фиксирующий слой 15 (например, клей ВК-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 эксцентриситета 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 Е 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 часто. той 1, 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 Сразные, естественно, для равновесияодна из снл пары, действующая наменьшем плече (сила Р, ) должна быть11 больше другой силы Р, действующейна большем плече, Таким образом, прикрутильном действии пары сил М вполовину периода за счет неуравновешенности одновременно возникает усилие, прилагаемое к рамке в поперечном направлении направленное в сторону большей силы Р, и равное(Р, =Р, -Р, (на фиг 2 направлено от нас). Это явление обратно тому,. что при 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 реультирующая поперечна сила Р, ю фФ - Р , направленная на фиг.2 на нас. Силы Р, и Р , вызывают однов 1347020ременно 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 7 и 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 Р, и Р , действующие 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, как7Эбыло указано, одновременно с моментом М, оказывает все время действие на рамку 1 при больших проекциях эксцентриситета е, чем сила Р, (при поворотах но часовой стрелке от исходного положения вектор е ближе к оси Х, чем при поворотах против часовой стрелки).Возникновение поперечных сил Р, 1и Р обусловлено именно наличием1проекции эксцентриситета на ось Х (эти силы действуют на подвижную систему вдоль оси У). Таким образом, за весь период колебаний на рамку 1 действует постоянная составляющая, направленная в поперечном направлении и равная Р = Р - Р, . Эта составляющая вызывает постоянное смещение рамки 1 относительно мест установки букс 10 в направлении оси У 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 Р сравнивается с силой Р, т.е. постоянная поперечная сила Р вызывающая смещение рамки 1 вдоль оси У, становится равной нулю. Такимобразом, происходит автоматическоесмещение центра жесткости 0 рамки внаправлении поперечной оси У до совмещения с центром масс С, положениекоторого относительно рамки 1 остается неизменным, а изменяется толькоместо крепления растяжек 7 к рамке1, т.е. место установки букс 10 от носительно рамки. Балансировка осуществляется внаправлении оси У, одновременно аналогичный процесс происходит и в направлении оси Х, так как при действии 15пар сил с моментами М, и М поперечные усилия за счет наличия неуравновешенности возникают как вдоль осиУ 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 25итоге их постоянное смещение прекращается только тогда, когда с центроммасс С, находящимся на линии установки букс, совпадет центр жесткости 0подвижной части. 0о1 бВЛ и, едфе,Ь аБТ8 В Ь ые,. Ь,где Т- усилие натяжения растяжек;- ширина и высота рамки;- индукция в рабочем зазоре прибора;ЬиЬВ 30 Лмплитуду 1 подаваемого в рабочуюобмотку электрического сигнала и время с продолжения возбужденйя выбирают из условия необходимого смещения букс 10 относительно рамки. Режимы возбуж- ЗБ дения выбираются (рассчитываются) какиз условия получения необходимой точности процесса балансировки, т.е, сходимости балансировочного процесса с заданной степенью точности, так и 40 из условия максимальной разрешающейспособности процесса,т.е. возникновения процесса балансировки - начала смещения букс относительно рамкипри минимальных (максимально допус тимых) проекциях эксцентриситета,а также при минимально возможном при заданном уровне возбуждения поперечном возмущении, передаваемом на рамку50ции,Подвижная система магнитоэлектри- ,45 ческого прибора, содержащая рамку срабочей обмоткой, по обе стороны которой соосно с ней размещены растяжки с закрепленными на концах буксами, пластинки., расположенные черпен О дикулярно буксам, стрелочный указатель, о т ли ч а ю ш а я с я тем,что с целью улучшения динамическиххарактеристик системы, она снабженаП-образной скобой с отверстием фиксирующим слоем, букса размещена вотверстии П-образной скобы, закрепленной на торцовой "тороне рамки,фиксирующий слой расположен без зазора между пластинкой и параллельной Ы - число витков рабочей обмотки;е и е- максимально возможная Юакои максимально допустимаявеличины поперечногоэксцентриситета,"Б - площадь каждой из пластинок;Ь и р - толщина фиксирующегослоя и его кинематическая 10 вязкость;- коэффициент трения покояповерхностей пластинок иП-образной скобы.15 На фиг.З показана последовательность занимаемых подвижной частью положений в процессе ее балансировки и последующей регулировки. На фиг,За подвижная часть показана в исходном 2 О 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 25 1 смещается относительно магнитной системы как в направлении оси Х, так и оси У на величины е, и е . Во всех известных типах приборов величина рабочего зазора в магнитной системе З 0 превышает максимально возможные значения неуравновешенности, поэтому такое смещечие 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 электрического тока, например, от генератора зву ковой частоты. Способ предельно произ водителен, время сходимости процессабез времени фиксации (отвердеванияфиксирующего слоя) не превышает 5 с.Процесс балансировки обладает оченьвысокой точностью которую можно легко подсчитать с помощью выведенныханалитических соотношений, Несколькоувеличивая время балансировочногопроцесса, можно использовать указанный способ для серийной балансировкиподвижных систем приборов самых высоких классов точности. Изменяяяамплитуду сигнала тока возбужденияс помощью расчетных формул, можнодобиться необходимой разрешающейспособности, т,е. начала балансировочного процесса при самых малыхзначениях неуравновешенности, которыедаже не выявляются известными методами контроля неуравновешенности, Изменяя время балансировочного процесса можно добиться необходимой точности балансировки даже при предельно возможных из встречающихся в подвижных системах данных типов значениях неуравновешенности. 1Предлагаемая подвижная система и способ ее балансировки 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 специальных приборов повышенной точности, работающих в особо сложных условиях эксплуатаФормула изобретения1347020 Составитель Ф.Тарнополорная Техред А.Кравчук ая Зимокос ектор актор исн митета СССРоткрытийая наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,ей стороной П-образной скобы, величина отверстия в которой выбираетсяиз условия К Кмин (б) 16 агде К , - радиус отверстия П-образ" ной. скобы; аказ 5116/43 Тираж 729 БНИИПИ Государственного к по делам изобретений 113035, Москва Ж, РаушК - радиус отверстия буксы; о,об - максимально допустимоезначение поперечногоотклонения рамки прибора ;- максимальное значениепоперечного э кс цен триситета .