Вихретоковый толщиномер

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g 4 С 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3909845/25-28 (22) 12,06.85 (46) 23.09.88. Бюп. Р 35 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.О.Арбузов и Ю.И;Шкарлет (53) 620.179. 14(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./ Справочник под ред.В.В.Клюева. Кн ° 2.

М.: "Машиностроение", 1976, с. 127.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1153233, кл. G 01 В 7/06, 1984. (54) (57) ВИХРЕТОКОВЫЙ ТОЛЦИНОИЕР, содержащий последовательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, усилитель, амплитудный детектор и логарифмический усилитель, по следов ате льн о соединенные источник опорного напряжения и

SU 1425431 А1 сумматор, второй вход которого подключен к выходу логарифмического усилителя, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повы шения точности измерения, он снабжен делителем напряжений, первый вход которого подключен к выходу логарифмического усилителя, второй вход— к выходу сумматора, а выход соединен с индикатором, логарифмический усили" тель выполнен в виде операционного усилителя с транзисторной парой в обратной связи, источник опорного напряжения выполнен в виде диодно-резистивного моста с регулируемым резистором в диагонали, в котором в качестве диодов использованы транзисторы в диодном включении, а диоды моста и дифференциальная транзисторная пара логарифмического усилителя размещены С в одном интегральном корпусе, 1425431

Кg

1+К h

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства где необ5 ходимо. измерять толщины различных

r диэлектрических покрытий, нанесенных на немагнитные электропроводящие основания.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет исключения температурного дрейфа коэффициента передачи логарифмического усилителя.

На чертеже представлена блок-схе.ма предлагаемого толщиномера. Л5

Вихретоковый толщиномер содержит, последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразова тель 2 (ВТП), усилитель 3 амплитуд ный детектор 4, логарифмический уси- 20 литель 5, делитель 6 напряжений и индикатор 7, последовательно соеди: ненные источник 8 опорного напряжения, сумматор 9, второй вход которого подключен к выходу логарифмичес- 25 кого усилителя 5, а выход — к второму входу делителя 6 напряжений.

Вихретоковый толщиномер работает следующим образом.

Автогенератор 1 питает синусо- 30 идальным током преобразователь 2, сигнал с измерительной обмотки которого, появляющийся при взаимодействии преобразователя с объектом, усилива ется усилителем 3 и детектируется амплитудным детектором 4, после чего логарифмируется логарифмическим усилителем 5. Выходной сигнал последне-. го, пропорциональный величине ln А, поступает на первый вход делителя 6 40 напряжений и одновременно на второй вход сумматора 9. Выходной сигнал сумматора 9, пропорциональный величине

I где U выходное напряжение источника 8 опорного напряжения, А — нормированная амплитуда вносимого напряжения, поступает на второй делитель 6 напряжений, выходной сигнал которого, пропорциональный величине U

lпА отi +1

7, шкала которого калибруется в единицах измерения толщины h.

55 поступает на индикатор

Вносимое в накладной преобразователь напряжение можно выразить слег дующим образом: где Ч вЂ” постоянная;

-Ro ф„= D м))<

3 где D — диаметр контура максимальной плотности вихревых токов D = 2(Re+Kh), при этом К вЂ” постоянная; — круговая частота;

С - удельная электропроводность

ИСИ

В нашем случае P„)) 1.

Тогда (VÜí 1 = A q е-™

Однако истинная зависимость A(h) описывается выражением приближенно, что также является следствием того, что диаметр контура максимальной плотности вихревых токов зависит от зазора.

Такая зависимость будет учтена, если параметр представить в виде где К и К вЂ” постоянные, причем

К, = 0,13.

Тогда из выражения для А с учетом

Л запишется

Л где К вЂ” постоянная.

° Решение этого уравнения относительно h имеет вид где h — толщина покрытия (зазор);

С, С вЂ” постоянные.

На практике ввиду простоты реализации и высокой точности генерации логарифмической функции преобразования сигнала (ФПС), получают логарифмические усилители с включением дифференциальной транзисторной пары в обратную связь операционного усилителя .

1425431

Функция преобразователя ФПС входных сигналов такого усилителя имеет вид 9 К 1пА К 1спА ч = — — --Х- -- — = -L- —, N Фi+К 1, 1пА N+1nA (ф,1пА

Составитель В. Филинов

Техред М.Дидык Корректор M- Демчик Редактор Л. Зайцева

Заказ 4756/35 Тираж 680 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отКрытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где — постоянная;

° °

T- температурный потенциал;

Д Е(а )

Выходное напряжение источника опорного напряжения также зависит от

Ч, причем Чо NÆ где N — постоянный коэффициент.

На основании изложенного одним

as основных достоинств предлагаемой

ФПС является то, что ее структура позволяет эффективно исключить мультипликатив ную температурную погрешность всего измерительного тракта.

Действиетельно, учитывая ФПС .логарифмического усилителя 5 и зависимость опорного напряжения. от, выходное напряжение делителя 6 напряжений (U< ) можно выразить следующим образом: где К> и К . -постоянные.

Из этого выражения следует, что показания индикатора 7 не зависят от температурной нестабильности коэффициента передачи ло гарифмического усилителя 5 и пропорциональны измеряемой толщине h покрытия. ..Исключить температурный дрейф коэффициента передачи логарифмического усилителя наилучшим образом

15 можно, если вместо диодов, входящих в источник опорного напряжения 8, испольэовать транзисторы в диодном включении, выполненные в одном интегральном корпусе с дифференциальной

20 транзисторной парой, входящей .в логарифмический усилитель.

Ввиду независимости показаний такого толщиномера от изменений температуры окружающей среды он может

25 быть использован в самых различных температурных условиях.