DE739387C - Unipolar magnet system for moving coil measuring devices - Google Patents

Description

Unipolares Magnetsystem für Drehspulmeßgeräte Die Erfindung bezieht sich auf ein unipo-, lares Magnetsystem für Drehspulmeßgeräte, bei dem ein Magnet und ein von diesem umschlossener Ringkern den Luftspalt für die Drehspüle bilden. Das Magnetsystem gemäß der Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Anordnungen dieser Art durch eine hohe Empfindlichkeit, durch leichte Herstellbarkeit, und geringe Störanfälligkeit gegenüber Fremdfeldern aus, und es ermöglicht einen großen Gesamtausschlagwinkel und eine Verminderung .der Außenabmessungen des Gerätes.Unipolar magnet system for moving coil measuring devices The invention relates on a unipolar magnet system for moving coil measuring devices, in which a magnet and a toroidal core enclosed by this form the air gap for the rotary sink. The magnet system according to the invention is distinguished from the known arrangements of this kind by high sensitivity, by ease of manufacture, and low Susceptibility to interference from external fields, and it enables a large overall deflection angle and a reduction in the external dimensions of the device.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der ringförmige Magnet radial magnetisiert ist, so daß eine äußere Zylinderfläche den einen Magnetpol und seine innere den anderen Magnetpol bildet :und daß der Magnet von einem Weicheisenring umgeben ist, der mit dem Ringkern durch einen in einem sektorförmigen Ausschnitt des Magneten angeordneten Rückschluß verbunden ist.According to the invention this is achieved in that the annular magnet is radially magnetized, so that an outer cylindrical surface the one magnetic pole and its inner one forms the other magnetic pole: and that the magnet is made of a soft iron ring is surrounded, which is surrounded by the toroidal core in a sector-shaped cutout of the magnet arranged yoke is connected.

Das Magnetsystem gemäß der Erfindung kann als Dauermagnetsystem Verwendung finden, wobei der Magnet vorzugsweise aus Höchleistungsmagnetstahl, z. B. Örstit, hergestellt wirrt, es Sann aber auch als elektrodynamisches System ausgebildet werden, bei dem an die Stelle des Dauermagnets ein durch eine Wicklung erregter lamellierter Eisenkern tritt.The magnet system according to the invention can be used as a permanent magnet system find, the magnet preferably made of high-performance magnetic steel, e.g. B. Örstit, manufactured confuses, but it can also be designed as an electrodynamic system, in which the permanent magnet is replaced by a laminated magnet excited by a winding Iron core occurs.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i bis 3 ein Magnetsystem mit Dauermagnet gemäß der Erfindung, und zwar ist Abb. i eine Draufsicht, A.bb. :2 ein Schnitt nach !der Linie 2-2 in Abb. i und Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 in Ah-b. i.Embodiments of the invention are shown in the drawing, namely show: Fig. i to 3 a magnet system with permanent magnet according to the invention, namely Fig. i is a plan view, A.bb. : 2 a cut after! The line 2-2 in Fig. I and Fig. 3 a section along the line 3-3 in Ah-b. i.

Abb. 4 und 5 eine Ausführung eines elektrodynamischen Magnetsystems mit einer Wicklung gemäß,der Erfindung, und zwar ist Abb. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 in Abb. q..Fig. 4 and 5 show an embodiment of an electrodynamic magnet system with a winding according to the invention, namely Fig. 5 is a section along the line 5-5 in Fig. Q ..

Abb.6 und 7 eine weitere Ausführung dieser Art mit zwei Wicklungen.Fig.6 and 7 another version of this type with two windings.

In Abb. i bis 3 ist a ein Dauermagnet, der einen an einer Stelle saktorförmig ausgeschnittenen Ring darstellt. Der Magnet wird außen von einem Ring g aus weichem Eisen umschlossen. In seinem Innern ist ein ring: förmiger Kern b derart angeordnet, daß er gegenüber der inneren Ringfläche des Magnets den für die Bewegung der Drehspule vorgesehenen ringförmigen Luftspalt e bildet. Der Kern b besteht ebenfalls aus weichem Eisen, ebenso wie ein den Kern b mit dem äußeren Ring verbindender Steg f.In Fig. I to 3, a is a permanent magnet that has a actuator shape at one point represents cut out ring. The magnet is outside of a ring g made of soft Enclosed iron. Inside is a ring: shaped core b so arranged that he opposite the inner ring surface of the magnet for the Movement of the moving coil provided annular air gap e forms. The core b is also made of soft iron, as is the core b with the outer ring connecting web f.

Im Innern des Kernes b ist die den Zeiger tragende Achse d gelagert, an der die den Ring b umfassende Drehspule c befestigt ist.The axis d carrying the pointer is mounted in the interior of the core b, on which the rotating coil c encompassing the ring b is attached.

Der Dauermagnet ist in der Weise quer magnetisiert, @daß die magnetischen Kraftlinien, wie in Abb. i durch Pfeillinien angedeutet, radial verlaufen. Der Weg der Kraftlinien führt, wie ersichtlich, von der inneren Ringfläche des Magnets in radialer Richtung durch den Luftspalt c in den inneren Weicheisenkern b, von dort durch den Steg f in den äußeren Ring g und schließlich zurück in den Magnet.The permanent magnet is magnetized transversely in such a way that the magnetic lines of force, as indicated by arrow lines in Fig. 1, run radially. As can be seen, the path of the lines of force leads from the inner ring surface of the magnet in the radial direction through the air gap c into the inner soft iron core b, from there through the web f into the outer ring g and finally back into the magnet.

Zur Erhöhung der Homogenität des magnetischen Feldes im Luftspalt kann man zweckmäßig die innere Ringfläche des Magnets ,a mit einem Ring h aus weichem Eisen versehen, der die Verteilung der Kraftlinien im Luftspalt gleichmäßig gestaltet und verhältnismäßig dünn sein kann.To increase the homogeneity of the magnetic field in the air gap one can expediently the inner ring surface of the magnet, a with a ring h made of soft Provided iron that evenly distributes the lines of force in the air gap and can be relatively thin.

Es hat sich erwiesen, daß für die erforderliche Quermagnetisierung als Werkstoff für den Dauermagnet der an sich bekannte Hochleistungsmagnetstahl (Ürstit) besonders geeignet ist, und zwar lassen sich :mit diesem Magnetstahl gegenüber einem Magnet aus Kobaltstahl viel höhere Feldstärken erzielen, als nach dem sonst bekannten Verhältnis dieser beiden Stähle zu erwarten wäre.It has been found that for the required transverse magnetization the material for the permanent magnet is the known high-performance magnetic steel (Ürstit) is particularly suitable, namely: with this magnetic steel opposite A magnet made of cobalt steel can achieve much higher field strengths than otherwise known ratio of these two steels would be expected.

Die Drehspule ist an der Achse d einseitig gelagert. Sie wird vorzugsweise lang ausgebildet und möglichst nahe der Achse angebracht, um ihr Trägheitsmoment so klein wie möglich zu machen. Ferner wird damit bezweckt, das entgegengesetzt der Drehspule anzubringende Ausgleichsgewicht möglichst leicht zu halten, so daß das Gesamtgewicht der Drehspule in erträglichen Grenzen bleibt.The moving coil is mounted on one side on axis d. She will preferably long and mounted as close to the axis as possible to reduce its moment of inertia to make it as small as possible. It is also intended to do the opposite to hold the moving coil to be attached balance weight as light as possible, so that the total weight of the moving coil remains within tolerable limits.

Bei der elektrodynamischen Bauart nach Abb..I und 5 ist der Dauermagnet .durch einen lamellierten Eisenkern a, ersetzt, der durch eine Wicklung i erregt wird. Um die Herstellung der Wicklung zu erleichtern, kann, wie in Abb.6 und 7 dargestellt, der Eisenkern geteilt werden, so daß er aus. zwei gleichen Teilen a1 und a2 zusammengefügt wird, von denen jeder eine Wicldung il bzw. i@ trägt. Selbstverständlich kann der Eisen-,lern in eine noch größere Zahl von Teilkernen unterteilt werden, von denen jeder eine Wicklung erhält. In Abb. 4-bis 7 ist nur der Magnetkern mit Wicklung gezeigt, während die übrigen Teile, die der Ausführung nach Abb. i bis 3 entsprechen, weggelassen sind.In the electrodynamic design according to Fig..I and 5, the permanent magnet is . Replaced by a laminated iron core a, which is excited by a winding i will. In order to facilitate the production of the winding, as shown in Fig. 6 and 7, the iron core can be divided so that it is made of. two equal parts a1 and a2 joined together each of which wears a winding il or i @. Of course he can Iron, learn to be divided into an even greater number of partial nuclei, of which everyone gets a winding. In Fig. 4-7 only the magnetic core is wound shown, while the other parts, which correspond to the design according to Fig. i to 3, are omitted.

Ein Drelispulgerät gemäß der Erfindung benötigt bei einem Gesamtausschlag von 2;o J eineu verhältnismäßig sehr niedrigen Strom, der, wie sich praktisch zeigt, um etwa 2- bis 3mal so groß ist wie bei einem ähnlichen Meßgerät für go° Skalenausschlag (bei gleichen Gütefaktoren), während der sechsfache Betrag zu erwarten wäre, da das Rähmchen dein Magnetfluß nur einseitig ausgesetzt ist und der Ausschlag dreimal so groß ist wie bei einem go °-Meßgerät. With a total deflection of 2 ; o J, a Drelis pulley device according to the invention requires a relatively very low current, which, as it turns out in practice, is about 2 to 3 times as large as that of a similar measuring device for go ° scale deflection (with the same quality factors) , while six times the amount would be expected, since the frame is only exposed to your magnetic flux on one side and the deflection is three times as large as with a go ° measuring device.

U'ie schon erwähnt, wird das Magnet-System gemäß der Erfindung durch Fremdfelder wenig beeinflußt, weil sein Magnetfeld sehr gut geschlossen ist.U'ie already mentioned, the magnet system according to the invention is carried out External fields little influenced because its magnetic field is very well closed.

Der Zusammenbau des 1lagnetsystems, insbesondere seines beweglichen Meßwerkes, ist nicht schwieriger als bei den gewöhnlichen Geräten mit go' Ausschlag. Das bewegIiclie Meßwerk kann z. B. als Spritzguß-System ausgeführt und für sich montiert «-erden, so daß die Herstellung in der bisher bei gewöhnlichen Drehspulgeräten üblichen Weise vor sich gehen ,kann.The assembly of the 1lagnetsystem, especially its movable one Measuring mechanism is no more difficult than with the usual devices with a go 'deflection. The movable measuring mechanism can e.g. B. executed as an injection molding system and for itself mounted «-erden, so that the production in the hitherto common moving coil devices usual way can go on.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Unipolares Magnetsystem für Drehspulmeßgeräte, bei dem ein ringförmiger Magnet un:#.1 ein von diesem umschlossener Ringkern den Luftspalt für die Drehspule bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Magnet radial magnetisiert ist, so daß seine äußere Zylinderfläche den einen Magnetpol und seine innere den anderen Magnetpol bildet und daß der Magnet von einem Weicheisenring umgeben ist, der mit dem Ringkern durch einen in einem sektorförmigen Ausschnitt des Magneten angeordneten Rückschluß verbunden ist. a. Magnetsystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet an seiner den Luftspalt begrenzenden Mantelfläche mit einem Ring (1a) aus weichem Eisen versehen ist. 3. Magnetsystem nach Anspruch i, dadruch gekennzeichnet, daß der Magnet durch einen eine Wicklung (i) tragenden Eisenkern ersetzt ist. .I. Magnetsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, von denen jeder eine Wicklung trägt. PATENT CLAIMS: i. Unipolar magnet system for moving coil measuring devices, in which a ring-shaped magnet and a ring core enclosed by this form the air gap for the moving coil, characterized in that the ring-shaped magnet is radially magnetized so that its outer cylindrical surface has one magnetic pole and its inner one the forms another magnetic pole and that the magnet is surrounded by a soft iron ring which is connected to the toroidal core by a yoke arranged in a sector-shaped cutout of the magnet. a. Magnet system according to claim i, characterized in that the magnet is provided with a ring (1a) made of soft iron on its outer surface delimiting the air gap. 3. Magnet system according to claim i, characterized in that the magnet is replaced by an iron core carrying a winding (i). .I. Magnet system according to Claim 3, characterized in that the iron core is composed of several parts, each of which carries a winding.