Устройство для контроля электросопротивления движущихся длинномерных изделий микронных толщин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ МИКРОННЫХ ТОЛЩИН, содержащее последовательно соединенные формирователь стабильного тока, формирователь управляющих импульсов, блок входных ключей, аналоговый мультиплексор и блок усиления и преобразования , состоящий из усилителя, выход которого подключен к входу детектора , и фильтра низких частот, выход которого, являющийся выходом блока, подключен к суммирующему входу блока вычитания непосредственно, а через последовательно соединенные ключ элемента памяти и элемент памяти - к вычитающему входу блока вычитания выход которого через блок сравнения к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, подключен к блоку сигнализации, а через последовательно соединенные блок выходных.ключей и блок ячеек памяти - к потенциометру, при этом выходы жидкостных датчиков подключены к соответствующим сигнальным выходам блока .входных ключей, общие вьшоды которого подключены к формирователю стабильного тока, а управляющий вход ключа элемента памяти подключен к соответствукнцему вьгходу формирователя управляющих импульсов, вход опорного сигнала которого подключен к соответствующему i входу аналогового мулвтиплексора, (Л отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей , в блок усиления и преобразования введены два фазочувствительных детектора и переключатель режимов, выход которого подключен к входу фильтра низких частот, первый вход к выходу детектора, а второй и третий входы соответственно через пер1С вый и второй фазочувствительные детекторы подключены к выходу усилителя , при этом синхронизирующие входы фазочувствительных детекторов подключены к соответствующим выходам формирователя стабильного токи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 01 R 27/! 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY CBHQETEJlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3718410/24-21 (22) 06. 01 r84 (46) 23.12.85.Бюл. 1! 47 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промьппленности (72) С.П.Гак, С.Н.Сироткин и Ю.И. Красавин (53) 621.317.333(088.8) (56) Прецизионные сплавы. Вып.25, М.: 1962, с.105.

Авторское свидетельство СССР

Ф 997542, кл. G 01 R 27/14, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ МИКРОННЫХ ТОЛЩИН, содержащее последовательно соединенные формирователь стабильного тока, формирователь управляющих импульсов, блок входных ключей, аналоговый мультиплексор и блок усиления и преобразования, состоящий из усилителя, выход которого подключен к входу детектора, и фильтра низких частот, выход которого, являющийся выходом блока, подключен к суммирующему входу блока вычитания непосредственно, а через последовательно соединенные ключ элемента памяти и элемент памяти — к вычитающему входу блока вычитания выход которого через блок сравнения к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, подключен к блоку сигнализации, а через последовательно соединенные блок выходных. ключей и блок ячеек памяти — к потенциометру, при этом выходы жидкостных датчиков подключены к соответствующим сигнальным выходам блока .входных ключей, общие выводы которого подключены к формирователю стабильного тока, а управляющий вход ключа элемента памяти подключен к соответствующему выходу формирователя управляющих импульсов, вход опорного сигнала которого подключен к соответствующему входу аналогового мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что, с целью повыщения точности и расширения функциональных возможностей, в блок усиления и преобразования введены два фазочувствительных детектора и переключатель режимов, выход которого подключен к входу фильтра низких частот, первый вход— к выходу детектора, а второй и третий входы соответственно через .первый и второй фазочувствительные детекторы подключены к выходу усилителя, при этом синхронизирующие входы фазочувствительных детекторов подключены к соответствующим вьжодам формирователя стабильного тока.

1200201

15

25

35

45

55 е

Изобретение относится к иэмери тельной технике и может быть использовано для непрерывного автоматического измерения активной и реактивной составляющих комплексного электросопротивления и определения no этим величинам геометрических па(раметров дпинномерных изделий микронных толщин: ширины и толщины мик:; роленты, плющенки; овальности микропроводки, среднего диаметра; внутреннего и наружного диаметра капил,лярных труб.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расшире,ние функциональных возможностей.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит жидкостный датчик 1, объект 2 измерения — образцы проволоки, формирователь 3 стабильного тока, формирователь 4 управляющих импульсов, блок 5 входных ключей, состоящий из аналоговых ключей, число которых определяется числом измерительных датчиков, аналоговый мультиплексор 6, предназначенный для передачи сигнаЛа на блок

7 усиления и преобразования, содержащий усилитель 8, фазочувствительные детекторы 9 и 10 фильтр 11 низких частот, детектор 12, переключатель 13 режимов, элемент 14 памяти, блок 15 вычитания, блок 16 сравнения, блок 17 сигнализации, блок 18 выходных ключей, блок 19 ячеек памяти, потенциометр 20 и ключ 21 элемента памяти, причем выходы жидкостного датчика через последовательно соединенные блок 5 входных ключей и аналоговый мультиплексор 6 подключены к входу блока 7 усиления и преобразования, который является входом усилителя 8, выход которого через детектор 12 и два фазовых детектора 9 и. 10 подключен соответственно к первому, второму и третьему входу переключателя 13 режимов, выход которого через фильтр ll низ" ких частот, подключен к выходу блока 7, который одновременно является выходом фильтра 11 низких частот.

Выход блока 7 подключен к суммирующему входу блока 15, а через ключ

2! элемента памяти и элемент 14 памяти — к вычитающему входу блока 15 вычитания, выход которого через блок 16 сравнения подключен к блоку

17 сигнализации, а .через последова- тельно соединенные блок 18 выходных ключей, блок 19 ячеек памяти— к потенциометру 20. При этом выход формирователя 3 стабильного тока подключен к соответствующим входам формирователя 4 управляющих импульсов, блока 5 входных ключей, аналогового мультиплексора 6 и блока 7 усиления и преобразования.

Устройство работает следующим образом, Образцы 2 проволоки заправляют в жидкостные датчики !. Ha блоке 16 сравнения задают допустимые пределы измерения сопротивления проволоки.

С формирователя 3 сигналов тактовые импульсы подаются на вход формирователя 4 управляющих импульсов. С помощью формирователя 4 управляющих импульсов поочередно включаются входные аналоговые ключи, число которых соответствует числу датчиков, и микроток с выхода формирователя 3 протекат через соответствующее измеряемое комплексное сопротивление, создавая на нем падение напряжения, которое поступает через мультиплексор 6 на блок 7 усиления и преобразования, содержащего усилитель 8, фазочувствительные детекторы 9 и 10, детектор 12, переключатель 13 режимов и фильтр 11 низких частот. На вторые входы фазочувствительных детекторов 9 и 10 подаются синхронизирующие напряжения Eosinvt и Е созя с соответствующих выходов формирователя 3. !

С выходов фазочувствительных детекторов напряжения, пропорциональные активной и реактивной составляющим комплексного сопротивления, подаются на переключатель 13 режимов.

С выхода детектора 12 напряжение, пропорциональное модулю комплек"ного сопротивления, подается также на переключатель 13, с которого напряжение подается на фильтр ll низких частот. С фильтра низких частот сигнал поступает на вход блока 15. Если вход "1" закорочен(11=0), тогда на втором входе блока 15 напряжение равно нулю и в момент его onpoса на выходе блока 7 напряжение равно нулю. Ключ 21 элемента памяти работает синхронно с первым ключом блока 5 и следовательно, на выходе элемента 14 напряжение отсутствует.

1200201

С выхода блока 15 напряжение подается через поочередно включаемые ключи блока 18, работающие синхронно с ключами блока 5, на соответствующие .. ячейки памяти блока 19 и затем на самопишущие потенциометры 20, которые фиксирует абсолютные значения измеряемых сопротивлений.

Если измеренные сопротивления не выходят за допустимые пределы, установленные в блоке 16, то на блоке

17 сигнализации горит зеленый светодиод и отсутствует звуковой сигI нал. Если же полученное сопротивление выше или ниже допустимых пределов, то загорается красный светодиод и звучит предупреждающий звуковой сигнал. Если к входу подключают эталонное сопротивление R = R то эт замеряют отклонение замеряемых сопротивлений от эталонного. Для этого сначала включается только первый ключ блока 5 и падение напряжения с эталонного сопротивления через включенный ключ 21, работающий синхронно с ключами блока 5, поступает на вход элемента 14 памяти, который запоминает полученное напряжение. Затем упомянутые ключи выключаются, поочередно в цепь включаются измеряемые сопротивлений, для чего поочередно замыкаются соответствующие им ключи. Напряжение с измеряемых сопротивлений поочередно подается на первый вход блока 15, а на второй его вход с выхода элемента 14 памяти подается напряжение с эталонного сопротивления. В блоке 15 напряжения алгебраически складываются, и напряжение, равное U — U

Эт 1г

U3y UgQ через поочередно включае мые ключи блока 18 поступает на выходные ячейки памяти блока 19, которые выдают полученный сигнал на соответствующий потенциометр 20,. который фиксирует отклонение измеряемых сопротивлений R — R от этаг В лонного, т.е. относительное сопротивление.

В режиме измерения модуля комплексного сопротивления (положение

"1" переключателя 13) данная схема эквивалентна прототипу по выходному сигналу.

Наличие режима "2" (положение

tl 11

2 переключателя 13 — измерение ак тивной составляющей комплексного сопротивления) позволяет повысить точность измерения электросопротивления микропроволоки, так как исключается влияние реактивной составляющей.

Наличие режима "3" (положение "3" переключателя 13 — измерение реактивной составляющей) позволяет определить емкость двойного электрического слоя, а путем пересчета и до10 полнительные геометрические параметры длинномерных изделий микронных толщин.

По измеренным значениям электросопротивления и емкости двойного слоя определяют геометрические параметры изделий из следующих выражений

Ширину и толщину микроленты

20 ь=" —,", Внутренний и наружный диаметр

25 капиллярных труб

4РВ г 4LC

d-- — -D 30=

ЕУ

Овалъность микропроволоки

Й»

К =—

30 2 где d< =, d = — ", К)1, Средний диаметр проволоки определяется по известному способу

35. где а — ширина ленты, см;

Ь вЂ” толщина ленты, см;

1 — внутренний диаметр капиллярных труб, см;

D — наружный диаметр капилляр40 ных труб, см

С вЂ” замеренная емкость двойного электрического слоя поверхности иэделия, мкФ;

h — толщина двойного электри45 ческого слоя, см; диэлектрическая проницаемость среды, мкФ/см, — удельное сопротивлейие металла изделия, Ом.см;

50 — длина базового участка изделия, см;

R — результирующее электросопротивление на базовом участке;

55 К " коэффициент, характеризующий отклонение от круглости проволоки (коэффициент степени овальности);

1200201

Составитель Н.Михалев

Редактор П.Коссей ТехредM.Гергель Корректор М.Максимишинец

Заказ 7861/50 . Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Фипнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

d — диаметр проволоки, опредеt ленный по емкости двойного слоя см

d - диаметр проволоки, опреде2 ленный по электросопротивd лению базового участка проволоки см

d — средний диаметр проволоки, определенный с помощью известного способа, см.