магнитоэлектрический преобразователь

Формула изобретения

Магнитоэлектрический преобразователь, содержащий корпус, постоянные магниты и плоскую пружину с подвижным элементом, размещенную в зазоре между постоянными магнитами, установленными жестко разноименными полюсами навстречу друг другу на внутренней поверхности корпуса, подвижный элемент установлен с возможностью линейного перемещения, отличающийся тем, что он снабжен осью, размещенной между магнитами, плоская пружина выполнена спиральной с электропроводной обмоткой, внешним концом связана с подвижным элементом, установленным на направляющей, размещенной в одной плоскости с пружиной, а внутренним закреплена на оси, соответствующие концы пружины и обмотки соединены электропроводной связью, корпус выполнен прямоугольным, электропроводным, магниты размещены на его противоположных сторонах, а на концах пружины имеются электропроводные выводы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, вибрационной технике, и может быть использовано в магнитоэлектрических преобразователях.

Известен магнитоэлектрический преобразователь [1] содержащий прямоугольный корпус-магнитопровод, постоянные магниты и магнитопроводящую пружину с подвижным элементом, где магнитопроводящая пружина выполнена плоской спиральной и размещена в зазоре между постоянными магнитами, установленными жестко разноименными полюсами на внутренней стенке корпуса, пружина внутренним концом закреплена на неподвижной оси между магнитами, а внешним концом связана с подвижным элементом, имеющим возможность линейного перемещения по направляющей преобразователя, а также на концах пружины имеются электрические выводные концы, предназначенные для подключения к управляемому источнику переменного тока.

Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является сложная система регулирования, обусловленная сложной системой взаимосвязанных элементов и низкая тяговая характеристика, обусловленная наличием только радиальных усилий спирали. Также отсутствует возможность температурной коррекции характеристики преобразователя.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является магнитоэлектрический преобразователь [2] содержащий постоянные магниты, закрепленный на магнитопроводящих пружинах якорь и катушку с обмоткой управления, где один из упомянутых магнитов закреплен неподвижно с торцевой части катушки и снабжен полюсными наконечниками, а магнитопроводящая пружина изогнута в в виде петли, одни ветви которых размещены с внешней стороны катушки с обмоткой управления и прилегают к полюсным наконечникам неподвижного постоянного магнита, а другие расположены внутри катушки и между ними закреплен подвижный постоянный магнит, причем оба постоянных магнита обращены друг к другу разноименными полюсами, а также неподвижный постоянный магнит разделен на два постоянных магнита, которые размещены по обе стороны неподвижного постоянного магнита, причем все магниты расположены в одной плоскости.

Недостатком известного магнитоэлектрического преобразователя является сложная система регулирования, обусловленная сложной системой взаимосвязанных элементов и низкая тяговая характеристика. Также отсутствует возможность температурной коррекции характеристики преобразователя (температурной погрешности).

Технический результат, на который направлено заявляемое изобретение, является упрощение регулирования характеристик и повышение тяговой характеристики преобразователя.

Технический результат достигается тем, что в известном способе регулирования характеристик магнитоэлектрического преобразователя и устройстве для его осуществления, содержащем прямоугольный корпус-магнитопровод, постоянные магниты и электропроводящую пружину с подвижным элементом, где электропроводящая пружина выполнена плоской спиральной и размещена в зазоре между постоянными магнитами, установленными жестко разноименными полюсами на внутренней стенке корпуса, причем пружина внутренним концом закреплена на неподвижной оси между магнитами, а внешним концом связана с подвижным элементом, имеющим возможность линейного перемещения по направляющей преобразователя, а также на концах преобразовательной пружины имеются электрические выводные концы, предназначенные для подключения к управляемому источнику тока, и включающего воздействие на пружину током переменного направления, в отличии от прототипа, одновременно воздействуют на спиральную пружину постоянным электрическим током с регулируемой амплитудой от независимого источника тока, кроме того спиральная пружина продета в цилиндрическую пружину, жестко связанную с концами спиральной пружины.

Путем одновременного подключения спиральной пружины к источнику постоянного тока за счет взаимодействия постоянного тока за счет взаимодействия постоянного тока с магнитным полем на спиральную пружину действует постоянная по величине электромагнитная сила, изменяющая жесткость пружины, а следовательно и характеристики преобразователя, создается возможность изменения режима работы преобразователя (симметричное и несимметричное колебания подвижного элемента).

На фиг. 1 представлено устройство регулирования характеристик магнитоэлектрического преобразователя. На фиг. 2 вид А на фиг. 1.

Магнитоэлектрический преобразователь содержит корпус (магнитопровод) 1, постоянные магниты 2 и электропроводящую пружину 3 с подвижным элементом 4, где пружина 3 выполнена плоской спиральной и размещена в зазоре между магнитами 2. Пружина 3 внутренним концом 5 закреплена на неподвижной оси 6, а внешним концом 7 связана с элементом 4, имеющим возможность линейного перемещения по направляющей оси 8, а также на концах 5, 7 пружины 3 имеются электрические выводные концы 9, 10. Дополнительно спиральная пружина 3 продета в цилиндрическую электропроводящую пружину 11, жестко связанную с концами 5, 7 спиральной пружины 3.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении к источнику переменного тока концов 9, 10 по пружине потечет ток, взаимодействие которого с постоянным магнитным полем вызывает появление электромагнитной силы /3, 4/, которая будет закручивать и раскручивать пружину 3. В случае подключения спиральной пружины к источнику постоянного тока с регулируемой амплитудой (на фиг. 1 не показан) изменяется жесткость пружины 3 [3] следовательно, изменяется собственная частота колебания спиральной системы, т.е. таким способом регулируется тяговая характеристика преобразователя (такая подстройка необходима, чтобы обеспечить максимальную производительность). А также при пропускании через цилиндрическую пружину 11 переменного тока параллельно с пружиной 3, будет преобладать тангенциальная составляющая электромагнитной силы над радиальной, тем самым увеличивается тяговое усилие преобразователя.

Путем воздействия постоянной электромагнитной силы на пружину 3 произойдет предварительное смещение подвижного элемента 4 по направляющей оси 8, тем самым создается возможность несимметричного колебания элемента 8 относительно своего нейтрального положения, т.е. происходит несимметричный режим работы преобразователя как генератора механических колебаний.

Воздействуя на пружину постоянным током изменяется коэффициент демпфирования колебательного звена (пружин) преобразователя, тем самым возможна коррекция его динамической погрешности и характеристики. Это особенно важно при использовании преобразователя как датчика параметров вибрации (т.е. при амплитудной и фазо-частотной коррекции характеристик).

Путем изменения жесткости пружины 3 и калибровки положения подвижного элемента 4 за счет пропускания через спираль постоянного тока можно корректировать температурную погрешность преобразователя (изменяя температурный режим работы преобразователя).

Таким образом, предложенный способ регулировки характеристик магнитоэлектрического преобразователя и устройство для его осуществления позволяет существенно упростить способ регулирования и повысить его тяговую характеристику.