Устройство для измерения относительной величины удельной электрической проводимости материалов
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения относительной величины удельной электрической проводимости материалов и изделий. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет стабилизации величины установочного зазора путем введения новых связей и новых блоков, а именно электромагнита, пружины 38, диэлектрической гильзы 34, источника 28 регулируемого опорного напряжения, второго компаратора 32, второго устройства 33 световой сигнализации, четвертого блока 27 вычитания, интегратора 29, ключа 30 и усилителя 31 мощности. Стабилизация величин коэффициентов преобразования изменением величины установочного зазора позволяет поддерживать постоянным расстояние между катушками и металлической поверхностью контролируемого изделия вне зависимости от величины воздушного зазора и толщины диэлектрического покрытия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)л G 01,N 27/90
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
61) 1374120
21) 4416859/24-21
22) 29.02.88 46) 07.08.90. Бюл. М 29 71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (l72) А.Р,Шишкин, В.Н,Сугров, В.Н.Учанин и В.Г.Рыбачук . ф3) 621.317(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Ь 1374120, кл. G 01 N 27/90, 1986. (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТ« ОСИТЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ УДЕЛЬНОЙ
ЛЕКТРИЧЕСКОИ ПРОВОДИМОСТИ МАЕРИАЛОВ (7) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть ис-! пользовано в устройствах для измерения о гносительной величины удельной электри„,5U „„1583829 А 2 ческой проводимости материалов и изделий. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет стабилизации величины установочного зазора путем введения новых связей и новых блоков, а именно электромагнита, пружины
38, диэлектрической гильзы 34, источника
28 регулируемого опорного напряжения, второго компаратора 32, второго устройства
33 световой сигнализации, четвертого блока
27 вычитания, интегратора 29, ключа 30 и усилителя 31 мощности. Стабилизация величин коэффициентов преобразования изменением величины установочного зазора позволяет поддерживать постоянным расстояние между катушками и металлической поверхностью контролируемого изделия вне зависимости от величины воздушного зазора и толщины диэлектрического покрытия. 1 з.п. ф-л ы, 1 ил,,И
1583829
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, может быть использовано для измерения относительной величины удельной электрической проводимости материалов и изделий и является усовершенствованием устройства по авт. св.
% 1374120.
Цель изобретения — повышение точности измерения за счет стабилизации величины установочного зазора.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения относительной величины удельной электрической продимости материалов.
Устройство содержит генераторы 1 — 3 переменного тока, выходы которых подключены к входам первого коммутатора 4, второй коммутатор 5, управляющий вход которого соединен с управляющим входом коммутатора 4, вихретоковый преобразователь 6, имеющий возбуждающую катушку 7, подключенную к выходу первого коммутатора 5, и измерительную катушку 8, подключенную к усилителю 9, выход которого через амплитудный детектор 10 подключен к входу второго коммутатора 5, генератор 11 тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов 4 и 5, к выходам второ о коммутатора 5 подключены первый, второй, третий и четвертый блоки 12 — 15 памяти соответственно, первый блок 16 вычитания, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и четвертого блоков 12 и 15 памяти соответственно, второй блок 17 вычитания, первый и второй входы которого подключены к выходам второго и третьего блоков 13 и 14 памяти соответственно, третий блок 18 вычитания, первый вход, которого соединен через первый масштабный преобразователь 19 с выходом первого блока 12 памяти, а второй и третий входы — с выходами второго и третьего блоков 13 и 14 памяти соответственно, второй масштабный преобразователь 20, вход которого подключен к выходу блока 21 деления, а выход — к последовательно соединенным экспоненциальному функциональному преобразователю 22 и индикатору 23, блок 24 управления, выход которого соединен с угц)авляющими входами генераторов 1-3, последовательно соединенные первый компаратор 25, и первое устройство 26 световой сигнализации, четвертый блок 27 вычитания, первый вход которого подключен к источнику 28 регулируемого опорного напряжения, а второй вход — к выходу второго блока 17 вычитания, последовательно соединенные интегратор 29, вход, которого подключен к выходу четвертого блока 27 вычитания, ключ
30 и усилитель 31 мощности, последовательно соединенные второй компаратор 32, вход которого, подключен к выходу четвертого блока 27 вычитания, и второе устройс-во 33 световой сигнализации, причем выход третьего блока 18 вычитания соединен с входом блока 24 управления и с входом первого компаратора 25, выход которого также соединен с входом генератора 11 тактовых импульсов, а первый и второй входы блока
21 деления подключены к выходам первого
16 и второго 17 блоков вычитания соответственно, Вихретоковый преобразователь 6 содержит диэлектрическую гильзу 34, соленоид 35, подключенный к выходу усилителя 31 мощности, якорь-36. диэлектрический каркас 37 и пружину 38, Диэлектрический каркас 37 и якорь 36 образуют подвижный шток, который вместе с соленоидом 35 образуют электромагнит.
Устройство работает следующим образом.
В процессе калибровки ключ 30 размыкают, вихретоковый преобразователь 6 устанавливают на эталонное изделие с известной величиной удельной электрической проводимости сг„, Между вихретоковым преобразователем 6 и эталонным изделием (не показано) устанавливают диэлектрическую пластинку, толщина hg которой должна быть равна максимально возможному зазору между иэделием и вихретоковым преобразователем в процессе измерения. Процесс калибровки проводится в три такта. Б первом, втором, третьем тактах с помощью первого коммутатора 4 к возбуждающей катушке 7 подключаются генераторы 1 — 3, частоты которых равны сооТветственно с01, 602 =- в1 и, сО3 = э1/и, где п>1, Выходной сигнал с измерительной катушки 8 усиливается усилителем 9 и выпрямляется амплитудным детектором 10.
Работой синхронно работающих коммутаторов 4 и 5 управляет генератор 11 тактовых импульсов. Б блоках 12 — 14 памяти запоминаются величины сигналов U1, Uz u
0з вихретокового преобразователя 6, полученные впервом,,втором и третьем тактах калибровки соответственно. На первый вход третьего блока 18 вычитания с выхода масштабного преобразователя 19 с коэффициентом преобразования, равным двум, поступает сигнал 201, на.второй вход блока 18 поступает сигнал Uz, на третий вход блока
18 поступает сигнал Оз. Блок 24 управления изменяет одновременно величины частот
N1, е2 и аз генераторов 1-3 до тех riop, пока
1583829
U = ао + а11n фэт . (1) 5
40 не выполнится условие 201 — 02 — — Оз = О, При этом функция преобразования устройства принимает вид. A6Par R 1 C01 (Jar
R — радиус катушки 7; ,ио — магнитная постоянная, так как только для логарифмической функции верна зависимость
In ух = In у+ In х, При достижении равенства 201 — Uz — Оз =
= 0 на выходе первого компаратора 25 формируется сигнал, от которого сработает устройство 26 световой сигнализации, а блок .24 управления в дальнейшем перестает изменять частоты <т>1, в> и аз .
После срабатывания устройства 26 световой сигнализации изменяют величину 20 сигнала Ооп с источника 28 регулируемого опорного напряжения до тех пор, пока не срабатывает устройство 33 световой сигнализации, Тэк кэк с выхода блока 17 вычитания поступает сигнал Uz — Оз, то Vo!> = 02— — Оз, в дальнейшем величину Ооя не изменяют.
На этом операции, связанные с калибровкой, заканчиваются. В процессе измерения преобразователь 6 устанавливают на контролируемое изделие с неизвестной величиной удельной электрической проводимости о, и замыкают ключ 30, При этом в блоках 15, 13, 14 памяти с помощью коммутатора 5, управляемого блоком 11. запоминаются величины 04, Us и 06, полученные соответственно в первом, втором и третьем тактах измерения. С учетом (1) имеем
0> = ao + à >In P>;
0z = ao + a1ln p» Vn;
Оз = aо + a 04 = ао +а1 In/>, I Ов =ао +а1 In ф» Vn); 45 06 = ао + а1 In фп/й ), гдето = R ф, rute„; ао, ао, а1, а1 — КОЭффИцИЕНтЫ, ОПИСЫВаI l ющие функцию преобразования устройства при установке преобразователя 6 на контролируемое изделие. При установке преобразователя 6 на контролируемое изделие может возникнуть зазор Ьз hg, например, изделие покрыто слоем краски. В общем случае ao P а, э1k 1 I f- а1, поэтому в таких случаях возможны ошибки измерения о,/о», В данном устройстве за счет изменения положения катушек 7 и 8 устраняется указанный недостаток, Это происходит следующим образом. Сигнал 05 — Ua = ат In n no-! ступает на второй вход блока 27 вычитания, на первый вход которого поступает сигнал Ооя = a>lnn. Если э1 6 а>, то на выходе интег1 ратора 29 появится ненулевой сигнал и через замкнутый ключ 30 сигнал рассогласования поступит на усилитель 31 мощности, выход которого подключен к соленоиду 35. Якорь 36 и неподвижно связанный с ним каркас 37 будет втягиваться. В установившемся режиме, когда на входе интегратора 29 будет сигнал равный нулю, величина сигнала. на выходе усилителя 31 мощности не будет изменяться, 02 — Оз = Us— Uo, т.е, a<, = = ao ., a> = а т . При этом срабоI тает(загорится) вторично устройство 33 световой сигнализации, чтс озн-÷àåò,,что сформировавшийся зазор между каркасом 37 и контролируемым изделием будет равен зазору при полировке, Сигнал 0q — 0< а1 In/ эт с выхода блока 2 I деU — UI a i Inn ления через второй масштабный преобразователь 20 с коэффициент0;1 и; образагэния равным 2!пп поступает на вход экспоненциального функционального преобразователя 22, с выхода которогс сигнал 2 пфп/аозт 0 =е = <Ъ/Гбт ПОСтУПаЕт На ИНДИкэтор 23, Данное устройство позволяет измерять величину <>и/г>зт в условиях заданных изменений установочного зазора, в том числе в тех случаях, когда он состоит из воздушного зазора и диэлектрического 00! УСтРОйСтВОМ ПОЗВОЛИТ таК>КЕ ",0ÊËÍ0:.iI-гЬ сшибки, связанные с неправильно:.-, оценкой диапазона 803 10>I 3T0l 0 див паз0 -Ië оп рз Рг,. ;.. .: ь . и тз (1, данное устрой:т <0 мо>,H0 иг c I!.-00I-::-.:,: и для большего див п э 30i iа 11з ь! i, I и ч у<>1 г новочного зазора, 1683829 Формула изо бр ете н ия Составитель В.Семенчук Техред M.Ìoðråíòàè Корректор М,Самборская Редактор В.Бугренкова Заказ 2250 Тираж 513 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 с. 1. Устройство для измерения.относительной величины удельной электрической проводимости материалов по авт, св, М 1374120, отличающееся тем,что,сцелью повышения точности измерения, оно снабжено блоком управления электромагнитом, а накладной вихретоковый преобразователь снабжен диэлектрической гильзой, пружиной и электромагнитом, состоящим из соленоида и подвижного штока, содержащего якорь и диэлектрический каркас, вход которого подключен к выходу, второго блока вычитания, а выход соединен с соленоидом электромагнита, причем катушка накладного вихретокового преобразователя закреплена на диэлектрическом каркасе подвижного штока, а пружина размещена между подвижным штоком и дном диэлектрической гильзы, охватывающей подвижной шток. 5 2. Устройство по и. 1; о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления электромагнитом содержит источник регулируемого опорного напряжения, последовательно соединенные четвертый блок вычитания, 10 интегратор, ключ, усилитель мощности и соленоид, последовательно соединенные второй компаратор, выход которого подключен к выходу четвертого блока вычитания, и блок световой сигнализации, причем выход ис15 точника регулируемого опорного напряжения соединен с первым входом четвертого блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго блока вычитания.
