Элемент индикации

Элемент индикации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11>824272 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.з (22) Заявлено 0 20 378 (21) 258 5517/18-24 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

G 09 F 11/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230481, Бюллетень Hо 15 (5З) УДК 681. 327 (088.8) Дата опубликования описания 2304,81 (54 ) ЭЛЕМЕНТ ИНДИКАЦИИ

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 наблкдателю стороной, окрашенной в цвет, контрастный фону табло, "высвечивается" единичный элемент информации.

Элементы индикации сгруппированы в отдельные группы-знакоместа, в которых путем высвечивания единичных элементов информации показывают любой (буквенный или цифровой) символ информации. Табло (доска) для визуального отображения информации состоит из набора энакомест или из равномерно размещенных по всему полю элементов индикации и высвечивание символа информации тогда происходит определенной выборкой. Поворотный ротор в элементе индикации имеет форму флажка, цилиндра или шарика.

Известен индикатор, в котором поворотный магнитный ротор выпситнен в виде цилиндра, имеющий ось вращения. Одна половина поверхности цидиндра, ограниченная двумя образую25 щими, окрашена в цвет панели, а другая половина окрашейа в цвет, конт растный цвету панели. Постоянный магнит, помещенный в цилиндр, создает магнитное поле рассеяния, которое, взаимодействуя с полем электро"

824272 магнита, 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 пос тоянных магнитов поворотного цилинд- 5 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 другаяконтрастному, 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 (2J .

Недостатком табло является низкая достоверность отображаемой информа- 40 ции из-за взаимных наводок и помех между отдельными элементами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее намагничиваю- 4 щую катушку, расположенную на поперечной части ферромагнитного сердечника

U-oáðàçíoé формы из магнитотвердого материала (викаллоя). Поворотная сТВорКа (ротор) Выполнена В Виде круга. Одна сторона поворотной створки окрашена в цвет, соответствующий 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 U-образной формы.

Поле управляющего электромагнита $0 перемагничивает сердечник U-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

U-образной формы. Если расстояние между концами ц-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

U-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 90О 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 U-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

U-образной формы под постоянным магнитом поворотной пластины.

0-образный магнитопровод расположен так относительно поворотной створки, что ее ocr лежит в плоскости магнитопроводов (или ей параллельна).

На чертеже представлен элемент индикации.

Он содержит намагничивающую катушку 1, поворотную двухцветную пластину 2, магнитопровод 3 U-образной

824272 формы, 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 магнитной индукции к максимальной . магнитной индукции не менее 0,8, а отношение длины сердечника к его мак- 10 симальному линейному размеру поперечного сечения является, по крайней мере, не менее 3. Один конец сердечника 5. из магнитотвердого материала магнитосвязан с серединой 0-образного магнитопровода 3 и расположен в

его плоскости между его ветвями.

U-образный магнитопровод 3, выполненный из магй? томягкого материала, расположен так относительно поворотной пластины 2, что его плос- 20 кость совпадает с направлением оси вращения поворотной пластины 2, т.е. ось вращения лежит в плоскости Uобразного магнитопровода 3 и сердечника 5. 25

Намагничивающая катушка 1 предназначена для создания магнитного поля, под действием которого ферромагнитный сердечник 5 перемагничивается в одну или другую сторону. 30

Поворотная 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 дз1я крепления пластины постоянного магнита 4.

U-образный магнитопровод 3 из магнитомягкого материала предназначен для увеличения магнитной прово- 40 димости магнитной цепи и, соответственно, остаточной магнитной индукции сердечника 5, создающей рабочее маг-. нитное поле рассеяния, а также для перераспределения магнит-ного 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 магнит.ным полем намагниченного сердечника 5, поворачивает створку 2 в одно или другое положение на

180 .

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- 60 ти от направления поля в ферромагнитном сердечнике 5. При этом в намагниченном состоянии ферромагнитный сердечник 5 представляет постоянный ,магнит, а направление своего намаг- Я ничивания изменяет под действием поля намагничивающей катушки 1.

Элемент индикации работает следующим образом.

Hамагничивающая катушка 1, при прохождении по ее виткам тока управ-,. ления, создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник 5. Сердечник 5 в намагниченном состоянии представляет 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.

U-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 U-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 цепи и величину намагничивающего поля катушки 1, что увеличивает рабочее магнитное поле и вра цакиций магнитный момент.

824272

При сооТ ношении осТ аточной магнитной индукции к максимальной магнитной индукции материала сердечника >, равном не менее 0,8 величина максимальной магнитной энергии сердечника 5 достаточна для создания рабочего магнитного поля, способного совершать работу по перебрасыванию поворотной створки 2 из одного положения в другое. Это соотношение установлено опытным путем. При этом отношение длины сердечника 5 к максимальному размеру поперечного сечения является, по крайней мере, не менее 3, что также установлено опытным путем. Рабочее магнитное поле зависит от величины магнитной энергии, т. е. той энергии, которую сердечник отдает во внешнее пространство. Магнитная энергия сердечника 5 с у в ели че ни ем ос т аточ н ой ма гнит ной

20 и>щукции увеличивается. При этом остаточная магнитная индукция намагниченного сердечника 5 из материала с отношением остаточной магнит ной индукции к максимальной магнитной

-25 индукции ниже 0,8 практически недостаточна. Величина остаточной индукции сердечника 5 зависит также и от соотношения длины сердечника 5 к его максимальному 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 и>щукции, равной не менее 0,8 создавал рабочее магнитное поле, достаточное для перебрасывания поворотной пластины 2 из одного положения в другое.

Эти соотношения являются необходимюм условием "запоминания" сердечником

5 своего намагниченного состояния, при котором его рабочее магнитное

45 поле является достаточным для создания вращающего магнитного момента, способного совершать работу по перебрасыванию поворотной пластины 2 из одного положения в другое.

При этом приближение концов Uобразного магнитопровода 3 к верхней плоскости сердечника 5 и, соответственно, к пластине постоянного магнита 4 поворотной пластины 2 не вызывает задержку последней в исходном положении за счет усилий, возникающих в результате взаимодействия между полем пластины постоянного магнита 4 и полем магнитопровода 3 из магнитомягкого материала, наведенного полем самого магнита 4. Это связано с тем, что данные усилия, при таком расположении U-образного магнитопровода 3 относительно поворотной пластины 2, имеют направление от краев пластины постоянного магнита 4 к обоим концам U-образного магнитопровода 3, т.е. имеют направления, перпендикулярные направлению движения поворотной пластины 2, и поэтому не оказывают противодействия вращению последней вокруг своей оси под действием вращающего магнитного момента.

Таким образом, выполнение поворотного ротора в виде флажка, а ферромаг нитного сердечника 5 в виде стержня и применение U-образного магнитопровода 3 из магнитомягкого материала, расположенного так, что его плоскость совпадает с направлением оси поворотной пласти ны 2, поз воляют ув еличить вращающий магнитный момент системы, что приводит к уменьшению времени перебрасывания поворотной створки 2 из одного положения в другое и увеличению достоверности отображаемой информации.

При отсутствии тока управления рабочее магнитное поле намагниченного сердечника 5 сохраняется. Поэтому время срабатывания предлагаемого элемента индикации определяется как время полного перемагничивания сердечника 5 управляющим импульсом тока намагничивающей катушки 1 и время перебрасывания поворотной створки 2.

Время перемагничивания сердечника 5 определяется параметрами электромагнитной системы и в устройстве с предлагаемой магнитной системой оно получается значительно меньшим по сравнению с временем перебрасывания поворотной пластины 2 из одного положения в другое. Поэтому в устройствах отображения, на основе предлагаемого элемента индикации получают высокую быстроту смены информации.

Рабочее магнитное поле сердечника

5, определяющее работоспособность элемента индикации и достоверность отображаемой информации зависит как от величины тока управления намагничивающей катушки 1, так и от магнитных параметров материала, из которого выполнен сердечник 5, а также соотношения его геометрических размеров °

Рабочее магнитное поле сердечника 5 увеличивается, а воздействие этого поля на поворотную створку 2 сохраняется практически бесконечно

55 при Указанных соотношенияхi достоверность отображения информации в устройствах отображения на основе предлагаемого элемента индикации возрастает, 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

Формула изобретения

Составитель Е.Олейниченко

Редактор H.Рогулич Техред И.Ьсталош

Корректор О. Билак

Заказ 2131/74 тираж 484

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 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 0-образной формы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности элемента, сердечник электромагнита выполнен из магнитотвердого материала с отношением остаточной магнитной индукции к максимальной магнитной индукции не менее 0,8 и с отношением длины сердечника к его поперечному сечению не менее трех и установлен в центре магнитопровода U-образной формы под постоянным магнитом поворотной пластины.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtQA Р 3469258, кл. 340-373, опублик. 1969.

2. Патент США Р3364481, 2О кл. 340-373, опублик. 1968.

3. Патент Беликобритании Р 1014380, кл. G 05 С, опублик. 1966 (прототип).