SU1543264A1 - Pressure transducer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено дл  измерени  давлени  в электрических аппаратах защиты в процессе их срабатывани . Цель изобретени  - повышение точности при работе датчика в услови х наличи  интенсивных электромагнитных полей и повышение надежности. Датчик давлени  содержит ферромагнитный корпус 4 с ферромагнитной мембраной и размещенный внутри корпуса напротив мембраны магнитопровод с обмоткой 3. Мембрана со стороны магнитопровода покрыта слоем 6 материала с высокой электропроводностью, толщина которого определ етс  глубиной проникновени  в него электромагнитного пол , создаваемого генератором, элементом колебательного контура которого служит магнитопровод с обмоткой 3. 2 ил.The invention relates to a measurement technique and can be applied for measuring pressure in electrical protection apparatuses in the process of their triggering. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the sensor in the presence of intense electromagnetic fields and increase reliability. The pressure sensor contains a ferromagnetic body 4 with a ferromagnetic membrane and a magnetic core with a winding 3 placed inside the body opposite the membrane. serves as a magnetic circuit with a winding 3. 2 Il.

Description

фиг1fig1

Изобретение относитс  к измеритель нон технике, в частности к датчикам дгвлени , и может быть применено дл  измерени  давлени  в электрических аппаратах защиты и процессе их срабатывани  .The invention relates to a non-tech meter, in particular to sensors for arcing, and can be applied to measure pressure in electrical protection apparatuses and the process of their triggering.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности при работе датчика в услови х наличи  интенсивных электро- магнитных полей и повышение его надежности .The aim of the invention is to increase the accuracy of the sensor operation in the presence of intense electromagnetic fields and increase its reliability.

На фиг о 1 схематично изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 - измерительна  схема, и которую включен датчик давлени .Fig 1 shows a schematic of the proposed sensor; in fig. 2 is a measurement circuit and which a pressure sensor is included.

Датчик содержит ферритовое кольцо 1 с зазором 2 и обмоткой 3, которое размещено в стальном корпусе 4. Напротив зазора 2 размещена мембрана, выполненна  двухслойной. Внешний слой 5 мембраны выполнен из упругой стали, внутренний слой 6 - из меди. Мембрана закреплена на крышке 7, навинчивающейс  на корпус . 4 . Обмотка 3 датчи- ка  вл етс  индуктивным элементом и включена в колебательный контур высокочастотного генератора 8. Напр жение с генератора 8 подаетс  на истоковый повторитель 9, с повторител  9 - на усилитель-ограничитель 10 напр жени . С нагрузки ограничител  10 напр жение поступает на фазовый дискриминатор 11, сигнал с которого идет на усилитель 12. Контроль колибровки осуществл етс  прибором-индикатором 13. Питание схемы осуществл етс  от стабилизированного источника 14.The sensor contains a ferrite ring 1 with a gap of 2 and a winding 3, which is housed in a steel case 4. Opposite the gap 2, there is a membrane made of two layers. The outer layer 5 of the membrane is made of elastic steel, the inner layer 6 is made of copper. The membrane is fixed to the lid 7, which is screwed onto the housing. four . The sensor winding 3 is an inductive element and is included in the oscillating circuit of the high-frequency generator 8. The voltage from the generator 8 is fed to the source follower 9, from the repeater 9 to the voltage limiting amplifier 10. From the load of the limiter 10, the voltage goes to the phase discriminator 11, the signal from which goes to the amplifier 12. The calibration of the calibration is carried out by the instrument indicator 13. The circuit is powered from the stabilized source 14.

Датчик работает следующим образом. Датчик служит дл  измерени  давлени  внутри корпуса электрического аппарата защиты в процессе его срабатывани . Датчик устанавливаетс  в соответствующем отверстии в корпусе аппаратаР Наличие резьбового соединени  крышки 7 с корпусом 4 не только облегчает установку датчика, но и позвол ет регулировать его чувствительность . При отключении аппаратом больших токов внутри его корпуса резко повышаетс  давление, мембрана датчика прогибаетс  и рассто ние между ней и зазором 2 в ферритовом кольце 1 уменьшаетс . В результате усиливаетс  размагничивающее действие вихревых токов, наводимых в слое 6, из- мен етс  индуктивность колебательног контура и соответственно его частота Сигнал изменени  частоты, преобразоThe sensor works as follows. The sensor serves to measure the pressure inside the housing of the electrical apparatus of protection during its operation. The sensor is installed in the corresponding hole in the housing of the apparatus. The presence of the screw connection of the cover 7 to the housing 4 not only facilitates the installation of the sensor, but also allows its sensitivity to be adjusted. When the apparatus turns off large currents inside its case, the pressure rises sharply, the sensor membrane bends and the distance between it and the gap 2 in the ferrite ring 1 decreases. As a result, the demagnetizing effect of eddy currents induced in layer 6 is enhanced, the inductance of the oscillatory circuit and its frequency change. The frequency change signal changes

с with

0 5 0 5

0 5 0 5

5five

00

5five

ванный в изменение напр жени , снимаетс  с усилител  12 и может быть -iape- гигтрирован осциллографом. Требуемые упругие свойства мембраны обеспечивает слой 5 из стали. Он же экранирует область затора 2 от внешних магнитных полей. Роль экрана, защищающего датчик от интенсивных электромагнитных полей, возникающих при размыкании цепи с током, выполн ет также корпус 4 датчика. Толщина сло  6 определ етс  глубиной проникновени  в него электромагнитного пол , котора  зависит от частоты колебаний и электропроводности материала. При этом слой 6 должен исключать вли ние ферромагнитной части 5 мембраны с изменением рассто ни  между мембраной и зазором 2, т.е. электромагнитное поле не должно проникать в ферромагнитную часть, котора  в противном случае будет искажать показани  из-за противоположного действи  на частоту колебаний вихревых токов и ферромагнетика . Толщина h сло  6 должна определ тьс  соотношениемThe voltage change is removed from amplifier 12 and can be switched to oscilloscope. The required elastic properties of the membrane provides a layer 5 of steel. He also shields the area of the mash 2 from external magnetic fields. The role of the screen protecting the sensor from intense electromagnetic fields arising from the opening of the circuit with current is also performed by the sensor body 4. The thickness of the layer 6 is determined by the depth of penetration of the electromagnetic field into it, which depends on the oscillation frequency and the electrical conductivity of the material. In this case, layer 6 must eliminate the influence of the ferromagnetic part 5 of the membrane with a change in the distance between the membrane and the gap 2, i.e. The electromagnetic field should not penetrate into the ferromagnetic part, which otherwise would distort the readings due to the opposite effect on the oscillation frequency of eddy currents and ferromagnetic. The thickness h of layer 6 should be determined by the ratio

ц . 1°3c. 1 ° 3

h Ж h F

где f - частота тока в обмотке 3 (.Гц) ; i - электропроводность материалаwhere f is the frequency of the current in the winding 3 (. Hz); i - the electrical conductivity of the material

сло  6 () .layer 6 ().

Возможность измерени  предлагаемым датчиком давлени  внутри электрических аппаратов обеспечивает оптимальное их проектирование, с одной стороны без опасени  разрушени  корпуса при отключении больших токов, а с другой стороны без неоправданных расходов материалов дл  создани  завышенного запаса прочности.The possibility of measuring the proposed pressure sensor inside electrical devices ensures their optimal design, on the one hand, without fear of destruction of the case when large currents are disconnected, and on the other hand, without unjustified material consumption to create an excessive safety margin.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Датчик давлени , содержащий корпус с мембраной, выполненные из ферромагнитного материала и размещенный в корпусе напротив мембраны магнитопро- вод с обмоткой, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности при работе датчика в услови х наличи  интенсивных электромагнитных полей и повышени  его надежности, мембрана со стороны магнитопровода покрыта слоем материала с высокой электропроводностью, при этом толщина h сло  материала определена из соотношени A pressure sensor comprising a housing with a membrane made of ferromagnetic material and placed in the housing opposite the membrane is a magnetic conductor with a winding, characterized in that, in order to increase the accuracy of the sensor operation under conditions of the presence of intense electromagnetic fields and increase its reliability, the membrane on the side of the magnetic core is covered with a layer of material with high electrical conductivity, and the thickness h of the layer of material is determined from the ratio 5154326451543264 h /103/Vc6 , где f - частота тока в обмотке, Гц;h / 103 / Vc6, where f is the frequency of the current in the winding, Hz; 6 - электропроводность материала, покрывающего мембрану, .6 - electrical conductivity of the material covering the membrane,. фиг 2fig 2