Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЩГр1р«, .г °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3944873/25-28 (22) 20.07.85 (46) 23.03.87. Бюл. М 11 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.О.Арбузов, 10.M.Øêàðëåò и В.А.Коровяков (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 1153233, кл. G 01 В 7/06, 1985. (54) ВИХРЕТОКОВЫИ ТОЛЩИНОИЕР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (5.7) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности измерений эа счет исключения температурного дрейфа коэффициента передачи логарифмического усилителя и исключения бддитивной дополнительной погрешности измерений, обуславливаемой

Г нестабильностью работы автогенератора 1. Автогенератор 1 питает синусоидальным током вихретоковый преобразователь (ВТП) 2, сигнал с измерительной обмотки ВТП 2 усиливается усилителем 3 и детектируется амплитудным детектором 4. Логарифмические усилители 5 и 10, сумматор 11 и АЦПиндикатор 6 позволяют реализовать дальнейшую обработку сигнала по функции преобразования сигналов вида:

И = К,1пА/(1 + К i@A,), где И вЂ” измеряемая толщина, А — амплитуда си1 нала, К, и К вЂ” постоянные. Последовательная цепочка, содержащая трансформатор 7, усилитель 8 и амплитуднь1й детектор 9, позволяет учесть влияние нестабильности работы автогенератора и нестабильности основного усилительного детекторного тракта. 1 нд.

1298517

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий на неферромагнитной электропроводящей основе.

Цель изобретения — повышение точности измерений эа счет исключения температурного дрейфа и погрешности, связанной с нестабильностью работы автогенератора.

На чертеже представлена блок-схема толщиномера.

Вихретоковый толщиномер содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 15 (ВТП) 2, усилитель 3, амплитудный детектор 4, логарифмический усилитель

5 и индикатор 6, выполненный в виде аналого-цифрового преобразователя, последовательно соединенные транс20 форматор 7, вход которого подключен к выходу автогенератора 1, второй усилитель 8, второй амплитудный детектор 9, выход которого подключен к опорному входу логарифмического усилителя 5, а также второй логарифмический усилитель 10, объединенные опорный и сигнальный входы которого соединены с источником опорного напряжения, и сумматор 11, входы которого подключены к выходам логарифмических усилителей 5 и 10, а выходк опорному входу индикатора 6.

Вихретоковый толщиномер работает следующим образом, 35

Автогенератор 1 питает синусоидальным TQKoM ВТП 2, сигнал с измерительной обмотки которого, появляющий ся при взаимодействии преобразователя с объектом, усиливается усилителем 3, детектируется амплитудным детектором

4 и логарифмируется логарифмическим усилителем 5. Выходной сигнал логарифмического усилителя 5 пропорционален величине 1пА, где А — амплитуда

45 вносимого в ВТП 2 напряжения. Опорное напряжение логарифмического усилителя

5 формируется последовательной цепоч" кой, содержащей трансформатор 7, усилитель 8 и амплитудный детектор 9, выходной сигнал которого прямопропорционален выходному напряжению автогенератора 1 и его рабочей частоте.

Выходной сигнал логарифмического усилителя 5 одновременно поступает

55 как на сигнальный вход индикатора 6, так и на один из входов сумматора 11.

При этом выходной сигнал последнего. подаваемый на опорный вход индикатора 6. пропорционален величине V.

1nA + С, где С вЂ” величина прямо пропорциональная выходному (опорному) сигналу логарифмического усилите †. ля 10.

Показания индикатора б прямо пропорциональны входному сигналу, т.е. величине 1пА, и обратно пропорциональны сигналу, подаваемому на опорный вход индикатора 6.

Таким образом, показания индикатора б прямо пропорциональны величине

К, 1пА

И (1)

1 + К21пА где К, и К вЂ” постоянные.

Выходные сигналы логарифмических усилителей 5 и 10 ввиду идентичности схем прямо пропорциональны величийе ч, — температурному потенциалу, что является существенным недостатком таких схем логарифмирования сигналсв, несмотря на их простоту, но так как дифференциальные транзисторные пары логарифмических усилителей 5 и 0 находятся в одинаковых температурных условиях, то, как следует из (1), показания индикатора 6 не зависят от температурного дрейфа коэффициента передачи логарифмического усилителя 5. При этом опорное напряжение (U.„ ), подаваемое на объединенные опорный и сигнальный входы логарифмического усилителя 10, может обладать любым типом нестабильности, в частности быть температурно-нестабильным.

Исключить ошибку нуля, возникающую иэ-эа нестабильности тока возбуждения ВТП 2, рабочей частоты и коэффициента передачи усилительнодетекторного тракта, можно, подав на опорный вход логарифмического уси— лителя 5 напряжение, прямо пропорциональное таким параметрам. Получить информацию о таких параметрах можно, вводя, например, в основной ВТП

2 так называемый тестовый преобразователь, выходной сигнал которого прямо пропорционален указанным параметрам. Однако такой прием значительно усложняет конструкцию ВТП 2 и создает ряд неудобств для пользователя, Исключить такие недостатки можно введением в толщиномер трансформатора 7, располагаемого в корпусе прибора и подключенного к выходу автогенератара 1. При этом выходные сигналы ампСоставитель И Рекунова

Техред И.Ходанич КорректоР H.дрдейи

Редактор С.Патрушева

Заказ 875/40 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

t!3035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12985 литудных детекторов 4 и 9 прямо пропорциональны параметрам, нестабильность которых создает ошибку нуля.

Учитывая особенности схемы логарифмирования, можно сделать вывод о том, 5 что перечисленные факторы не влияют на показания индикатора 6.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокой точностью измерений за счет значительно повы- f0 шенной температурной стабильности (последняя определяется только стабильностью пассивных элементов, входящих в блоки и узлы толщиномера), что позволяет отнести такие приборы f5 к группе так называемых квазибеээталонных толщиномеров, т.е. приборов, которые не будут требовать калибровки в.процессе работы с ними, Ввиду полной независимости показа- 2О ний такого толщиномера от изменений температуры окружающей среды он может быть использован в самых различных температурных условиях.

Формула изобретения 25

Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий, содержащий последовательно соединенные автогенератор, вихре токовый пр е образов атель, усилитель, амйлитудный детектор, логарифмический усилитель и сумматор, источник опорного напряжения и индикатор, о л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен последовательно соединен ными трансформатором, вход которого подключен к выходу автогенератора, вторым усилителем и вторым амплитудным детектором, и вторым логарифмическим усилителем, логарифмические усилители выполнены регулируемыми, второй вход первого логарифмического усилителя соединен с выходом второго амплитудного детектора, первый и второй входы второго логарифмического усилителя соединены с источником опорного напряжения, а выход — с вторым входом сумматора, индикатор выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя к опорному входу которого подключен выход суммматора, а к сигнальному входу — в ыход первого логарифмического усилителя.