Элемент индикации

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 824272(22) Заявлено 020378 (21) 2585517/18-24с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 09 Р 11/3 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийно 230481, Бюллетень Но кования описания 2304,81 ОпубликДата опуб54) ЭЛЕМЕНТ ИНДИКАЦИ Изобретение относится к технике демонстрации (отображения) информации и может быть использовано в вычислительных устройствах для визуализации.выходных данных, а также в системах отображения информации в качестве информационных табло для записи и визуального отображения информации на стадионах и вокзалах, в гостиницах и санаториях и т.д.Известны устройства для визуального отображения информации, представляющие собой мозаичную доску (табло) и состоящие иэ набора (Мозаики) электромеханических элементов индикации. Отображение информации в таких табло осуществляется путем изменения положения поворотной детали (ротора) элемента индикации. При этом одна сторона (половина поверхности) поворотного ротора имеет цвет, соответствующий фону табло, а другая сторона имеет цвет, резко контрастный фону табло. Изменение положения поворотного ротора осуществляется полем управляющего электромагнита, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, размещенного в самом роторе, При повороте ротора элемента индикации к наблюдателю стороной, окрашенной в цвет,контрастный фону табло, "высвечива 5 ется" единичный элемент информации.Элементы индикации сгруппированыв отдельные группы-знакоместа, в которых путем высвечивания единичныхэлементов информации показывают любой (буквенный или циФровой) символинформации, Табло (доска) для визуального отображения информациисостоит из набора энакомест или изравномерно размещенных по всему полюэлементов индикации и высвечиваниесимвола информации тогда происходитопределенной выборкой, Поворотныйротор в элементе индикации имеетФорму флажка, цилиндра или шарика.Известен индикатор, в которомповоротный магнитный ротор выпситненв виде цилиндра, имеющий ось вращения. Одна половина поверхности цидиндра, ограниченная двумя образую щими, окрашена в цвет панели, а другая половина окрашена в цвет, конт- растный цвету панели. Постоянныймагнит, помещенный в цилиндр, создает магнитное поле рассеяния, которое, взаимодействуя с полем электромагнита, заставляет цилиндр поворачиваться вокруг своей оси. При повороте цилиндра к наблюдателю стороной, контрастирующей с фоном панели, наблюдатель видит прямоугольник, который представляет собой отдельный элемент отображаемого знака. Индикатор выглядит в виде законченного набора управляющих электромагнитов и цилиндрических роторов 1) .Недостатком табло является низкая достоверность отображаемой информации из-за сильного взаимного влияния. соседних электромагнитов, а также полей размагничивания соседних постоянных магнитов поворотного цилинд ра и как результат этого невозможность сближения отдельных элементов индикации из-за взаимных наводок и помех.Известно устройство индикации, 20 поворотный ротор которого выполнен в виде шарика, Одна полусфера поверхности шарика окрашена в цвет, соответствующий фону табло, а другая- контрастному, фону табло. Перпендикулярно к оси вращения поворотного шарика, внутри него расположен постоянный магнит, полюса которого симметричны относительно оси вращения. Управляющий электромагнит закреплен на основании элемента индикации. Поле управляющего электромагнита, взаимодействуя с полем постоянного магнита в шарике, поворачивает шарик вокруг оси. При повороте шарика к наблюдателю стороной, контрастирующей с фоном табло, наблюдатель видит отдельный элемент отображаемого знака информации 2 .Недостатком табло является низкая достоверность отображаемой информа ции из-за взаимных наводок и помех между отдельными элементами.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее намагничиваю щую катушку, расположенную на попереч" ной части Ферромагнитного сердечника 0-образной формы из магнитотвердого материала (викаллоя). Поворотная теор (ротор) олнен в виде круга. Одна сторона поворотной створки окрашена в цвет, соответствукщий фону табло, а другая - контрастному фону табло. На плоскости поворотной створки расположен постоянный магнит, продольная ось которого перпендикулярна оси вращения. При этом ось вращения поворотной створки перпендикулярна плоскости ферромагнитного сердечника О-образной формы.Поле управляющего электромагнитаперемагничивает сердечник О-образной формы и на его концах возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита поворотной створки, поворачивает 65 створку вокруг своей оси к наблюда телю то одной, то другой стороной. При наличии информации "1" створка поворачивается стороной, цвет которой резко контрастен фону панели, При этом наблюдатель видит пятно, контрастирующее с фоном, а именно светлое пятно на темном фоне или наоборот. Отдельные элементы, состоя- щие из управляющего электромагнита и поворотной створки, конструктивно оформляются в индикатор, позволяющий отображать на нем элементы или символы информации. Количество таких отдельных индикаторов зависит от объема информации, отображаемой на экране 3 .Недостатком данного устройства также является низкая достоверность отображаемой информации. Это объясняется тем, что рабочее поле рассеяния, с которым взаимодействует поле постоянного. магнита поворотной створки, образуется между концами сердечника О-образной формы. Если расстояние между концами О-образного сердечника велико и не является меньше диаметра поворотной створки, то и рабочее поле рассеяния ослаблено. Когда поворотная створка поворачивается вокруг своей оси на 90 относительно своего исходного положения, то взаимодействие между рабочим полем рассеяния О-образного сердечника и полем постоянного магнита минимальное. Поэтому в результате ослабления рабочего магнитного поля рассеяния и ослабления его взаимодействия с магнитным полем постоянного магнита при повороте створки на 90 ф возможно несрабатывание элемента индикации.Цель изобретения - повышение надежности отображаемой информации и быстроты ее сменяемости.Поставленная цель достигается тем, что в элементе индикации, содержащем поворотную пластину, стороны которой окрашены в контрастные цвета, в центре пластины установлен постоянный магнит, .электромагнит.и магнитопровод О-образной форьы, сердечник электромагнита выполнен из магнитотвердого материала с отношением остаточной магнитной индукции не менее 0,8 и с отношением длины сердечника к его поперечному сечению не менее трех и установлен в центре магнитопровода 0-образной формы под постоянным магнитом поворотной пластины.0-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 О"образнойформы, постоянный магнит 4 и сердечник 5 электромагнита.Поворотная двухцветная пластина 2 выполнена в виде флажка с размещенным вдоль оси вращения пластиной постоянного магнита 4, Сердечник 5 выполнен из магнит отвердого материа,ла, у которого отношения остаточной магнит ной и ндукции к максимальной .магнитной индукции не менее 0,8, а отношение длины сердечника к его мак симальному линейному размеру поперечного сечения является, по крайней мере, не менее 3. Один конец сердечника 5.из магнитотвердого материала магнитосвязан с серединой О-образного магнитопровода 3 и расположен в его плоскости между его ветвями,О-образный магнитопровод 3, выполненный из магййтомягкого материала, расположен так относительно поворотной пластины 2, что его плос кость совпадает с направлением оси вращения поворотной пластины 2, т.е. ось вращения лежит в плоскости О- образного магнитопровода 3 и сердечника 5, 25Намагничивающая катушка 1 предназначена для создания магнитного поля, под действием которого ферромагнитный сердечник 5 перемагничивается в одну или другую сторону. ЗОПоворотная двухцветная пластина 2 служит для отображения единичного элемента символа или знака отображаемой информации путем поворота ее вокруг оси вращения на 180 к наблюдателю стороной, контрастной фону табло, а также дюжая крепления пластины постоянного магнита 4.О-образный магнитопровод 3 из магнитомягкого материала предназначен для увеличения магнитной прово димости магнитной цепи и, соответственно, остаточной магнитной индукции сердечника 5, создающей рабочее маг-, нитное поле рассеяния, а также для перераспределения магнитного потока 45 от центра сердечника 5 к обоим концам магнитопровода.Пластина постоянного магнита 4, выполненная из магнитотвердого материала, предназначена для создания магнитного поля, которое, взаимодействуя с магнитным полем намагниченного сердечника 5, поворачивает створку 2 в одно или другое положение На 180 ф.Сердечник 5 предназначен для создания рабочего магнитного поля рассеяния, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита 4 поворотной створки 2,. придает последней одно или другое положение в зависимос ти от направления поля в ферромагнитном сердечнике 5. При этом в намагниченном состоянии ферромагнитный сердечник 5 представляет постоянный ,магнит, а направление своего намаг ничивания изменяет под действием поля намагничивающей катушки 1.Элемент индикации работает следующим образом,Намагничивающая катушка 1, припрохождении по ее виткам тока управ-,ления, создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник 5, Сердечник 5 в намагниченном состояниипредставляет постоянный. магнит. Намагниченный сердечник 5 создает рабочее магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита 4 поворотной створки 2.При изменении направления управляющего тока, изменяется и направление намагничивающего магнитного поля катушки 1, которое намагничивает сердечник 5 в одну или другую сторону. Соответственно рабочее магнитное поле сердечника 5 имеет или одно или другое направление и, взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита 4 поворотной пластины 2, придает последней то одно, то другое положения, т.е. поворотная пластина 2 принимает положение, при котором высвечивается единичный элемент информации или принимает положение, при котором ее цвет соответствует фону табло.Сердечник (второй магнитопровод) 5, выполненный в виде стержня и поворотная створка 2, выполненная в виде флажка с расположенной вдоль ее оси вращения пластиной постоянного магнита 4 дают возможность уменьшить рабочий зазор между пластиной постоянного магнита 4 поворотной пластины 2 и плоскостью самого сердечника 5. За счет этого увеличивается взаимодействие между рабочим магнитным полем сердечника 5 и магнитным полем пластины постоянного магнита 4 поворотной пластины 2, т.е. увеличивает-. ся вращакиций магнитный момент магнитной системы.О-образный магнитопровод 3 увеличивает проводимость магнитной цепи и при прохождении тока управления по намагничивакицей катушке 1, намаг ничивающее магнитное поле возрастает. Соответственно возрастает и рабочее магнитное поле сердечника 5, взаимодействующего с магнитным полем пластины 4 поворотной пластины 2.Расположение О-образного магнитопровода 3, при котором его плоскость параллельна направлению оси вращения поворотной створки 2 позволяет максимально приближать концы магнитопровода 3 к верхнему концу сердечника 5, т.е. уменьшать зазор магнитной цепи и тем самым еще в большей степени увеличивать проводимость магнитной це" пи и величину намагничивающего поля катушки 1, что увеличивает рабочее магнитное поле и врацакиций магнитный момент.При этом приближение концов Ообразного магнитопровода 3 к верхнейплоскости сердечника 5 и, соответственно, к пластине постоянного магнита 4 поворотной пластины 2 не вызывает задержку последней в исходномположении за счет усилий, возникающих в результате взаимодействия между полем пластины постоянного магнита 4 и полем магнитопровода 3 измагнитомягкого материала, наведенного полем самого магнита 4. Это связано с тем, что данные усилия, при таком расположении О-образного магнитопровода 3 относительно поворотнойпластины 2, имеют направление от краев пластины постоянного магнита 4 кобоим концам О-образного магнитопровода 3, т.е. имеют направления,перпендикулярные направлению движения поворотной пластины 2, и поэтомуне оказывают противодействия вращению последней вокруг своей оси поддействием вращающего магнитного момента,Таким образом, выполнение поворотного ротора в виде флажка, а ферромагнитного сердечника 5 в виде стержняи применение О-образного магнитопровода 3 из магнитомягкого материала,расположенного так, что его плоскостьсовпадает с направлением оси поворотной пластины 2, позволяют увеличитьвращающий магнитный момент системы,что приводит к уменьшению времениперебрасывания поворотной створки 2из одного положения в другое и увеличению достоверности отображаемойинформации,При отсутствии тока управлениярабочее магнитное поле намагниченного сердечника 5 сохраняется, Поэтому время срабатывания предлагаемогоэлемента индикации определяется каквремя полного перемагничивания сердечника 5 управляющим импульсом токанамагничивающей катушки 1 и времяперебрасывания поворотной створки 2.Время перемагничивания сердечника 5определяется параметрами электромагнитной системы и в устройстве с предлагаемой магнитной системой оно получается значительно меньшим посравнению с временем перебрасыванияповоротной пластины 2 из одного положения в другое, Поэтому в устройствах отображения. на основе предлагаемого элемента индикации получаютвысокую быстроту смены информации.Рабочее магнитное поле сердечника5, определяющее работоспособностьэлемента индикации и достоверностьотображаемой информации зависит какот величины тока управления намагничивающей катушки 1, так и от магнитных параметров материала, из которого выполнен сердечник 5, а также соотношения его геометрических размеРовПри с оот ношении ост аточной магнитной индукции к максимальной магнитной индукции материала сердечника5, равном не менее 0,8 величина максимальной магнитной энергии сердечника 5 достаточна для создания рабочего магнитного поля, способногосовершать работу по перебрасываниюповоротной створки 2 из одного положения в другое. Это соотношение установлено опытным путем. При этомотношение длины сердечника 5 к максимальному размеру поперечного сечения является, по крайней мере, неменее 3, что также установлено опытным путем, Рабочее магнитное полезависит от величины магнитной энергии, т. е. той энергии, которую сердечник отдает во внешнее пространство. Магнитная энергия сердечника 5с увеличением остаточной магнитной 20 индукции увеличивается. При этомостаточная магнитная индукция намагниченного сердечника 5 из материалас от ноше ни ем остаточной магнит нойиндукции к максимальной магнитной 25 индУкции ниже 0,8 практически недостаточна. Величина остаточной индукции сердечника 5 зависит также и отсоотношения длины сердечника 5 к егомаксимальному поперечному сечению.Чем меньше это отношение, тем меньше величина остаточной индукции сердечника 5, а также рабочего магнитного поля, Величина этого соотношения, равная 3, является необходимой,чтобы сердечник 5 из материала с отношением остаточной магнитной индукции и максимальной магнитной иьщукции, равной не менее 0,8 создавалрабочее магнитное поле, достаточноедля перебрасывания поворотной пластины 2 из одного положения в другое.Эти соотношения являются необходиьымусловием "запоминания" сердечником5 своего намагниченного состояния,при котором его рабочее магнитное 4 поле является достаточным для создания вращающего магнитного момента,способного совершать работу по перебрасыванию поворотной пластины 2 изодного положения в другое.50Рабочее магнитное поле сердечника 5 увеличивается, а воздействиеэтого поля на поворотную створку 2сохраняется практически бесконечно 55 при указанных СООтношениях( дОстОверность отображения информации вустройствах отображения на основепредлагаемого элемента индикациивозрастает, При этом время срабатывания элемента индикации значитель 60 но уменьшается, а быстрота сменяемости информации в устройствах отображения возрастает.Применение предлагаемого технического решения позволяет создать 65 устройство индикации, находящее ши824272 10 формула изобретения Составич Техред ель Е.ОлейниченкоИ.Асталош едактор Н,Р ектор О. Билак 2131 Тираж 484сударственного комитета ам изобретений и открыт осква, Ж, Раушская н Одпис ВНИИПИ Гопо дел113035, М ал ППП "Патентф, г. Ужгород ул,ая, 4 рокое применение в различных автоматизированных и полуавтоматизированных системах управления.Применение материала для сердечника с отношением остаточной магнитной индукции и максимальной магнитной индукции не менее 0,8 и соотношением геометрических размеров, при котором отношение длины сердечника к .его максимальному линейному размеру поперечного сечения не менее трех позволяют увеличить достоверность отображения информации и быстроту ее сменяемости за счет увеличения магнитной энергии сердечника и соответственно, рабочего магнитного поля, создаваемого данной магнитной энергией в рабочем зазоре. Элемент индикации, содержащий поворотную пластину, стороны которой окрашены в контрастные цвета, с установленным постоянным магнитом, электромагнит и магиитопровод О-образнойформы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности5 элемента, сердечник электромагнитавыполнен из магнитотвердого материала с отношением остаточной магнитнойиндукции к максимальной магнитнойиндукции не менее 0,8 и с отношениемдлины сердечника к его поперечномусечению не менее трех и установленв центре магнитопровода О-образнойформы под постоянным магнитом поворотной пластины,15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3469258,кл. 340-373, опублик. 1969.2. Патент США Р 3364481,20 кл. 340-373, опублик. 1968.3. Патент Великобритании Р 1014380,кл. С 05 С, опублик. 1966 (прототип),