Вихретоковое устройство для измерения линейных размеров

 

Изобретение относится к бесконтактному измерению линейных размеров электропроводных изделий вихретоковым методом. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет отстройки от влияния температурного градиента нагрева накладных вихретоковых преобразователей посредством введения компенсационных катушек индуктивности. Генератор 1 запитываеттоковые катушки 4 и 5 индуктивности вихретоковых преобразователей 2 и 3, с помощью которых в контролируемом изделии 35 наводятся вихревые токи, от которых в свою очередь в измерительных катушках б и 7 наводится ЭДС полезного сигнала. Одновременно в компенсационных катушках 8 и 9 индуктивности наводится ЭДС, не зависящая от параметров контролируемого изделия в силу их большой удаленности от него. При равенстве температур измерительных катушек 6 и 7 и компенсационных катушек 8 и 9 индуктивности напряжения на выводах обоих вихретоковых преобразователей равны . В результате отличия температуры одного преобразователя от температуры другого из разности напряжений, снимаемых с компенсационных катушек 8 и 9 индуктивности , вырабатывается сигнал температурной погрешности, с помощью которого осуществляется коррекция сигнала измерительных катушек. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/02

ГОСУДАРСТВ Е НЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о

Ю 4 (Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 756971/28 (22) 09.11,89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Самарский авиационный институт им, акад. С.П. Королева (72) Д.Б.Красинский и В.Н.Буров (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

t+ 246868, кл. G 01 В 07/02, 1969, Авторское свидетельство СССР

М 524071, кл. G 01 В 07/02, 1976. (54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ (57) Изобретение относится к бесконтактному измерению линейных размеров электропроводных изделий вихретоковым методом.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет отстройки от влияния температурного градиента нагрева накладных вихретоковых преобразователей посредством введения компенсационных катушек индуктивности. Генератор 1 запи„„5U, 1682760 А1 тывает токовые катушки 4 и 5 индуктивности вихретоковых преобразователей 2 и 3, с помощью которых в контролируемом иэделии

35 наводятся вихревые токи, от которых в свою очередь в измерительных катушках 6 и

7 наводится ЭДС полезного сигнала. Одновременно в компенсационных катушках 8 и

9 индуктивности наводится ЭДС, не зависящая от параметров контролируемого иэделия в силу их большой удаленности от него.

При равенстве температур измерительных катушек 6 и 7 и компенсационных катушек 8 и 9 индуктивности напряжения на выводах обоих вихретоковых преобразователей равны, B результате отличия температуры одного преобразователя от температуры другого из разности напряжений, снимаемых с компенсационных катушек 8 и 9 индуктивности, вырабатывается сигнал температурной погрешности, с помощью которого осуществляется коррекция сигнала измерительных катушек. 1 ил.

1682 7СО

Изобретение относится к области бесKoH1dKTHof о измерения линейных размеров электропроводных изделий вихретоковым методом.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет отстройки от влияния температурного градиента нагрева накладных вихретовых преобразователей достигается тем, что в вихретоковое устройство для измерения линейных размеров электропроводящих изделий, содержащее генератор высокой частоты, два накладных вихретоковых первичных преобразователя, установленных соосно на фиксированном расстоянии один от другого, большем максимального измеряемого размера иэделия, и содержащее токовые и измерительные катушки индуктивности, два канала обработки сигналов, состоящие из последовательно включенных компенсатора, усилителя высокой частоты амплитудного детектора и линеаризатора, причем первый вход компенсаторов и токовые катушки индуктивностей соединены с выходом генератора высокой частоты, а второй вход компенсаторов — с первой и второй измерительной катушкой индуктивности соответственно. Выходы каналов обработки сигналов подсоединены к первому и второму входам сумматора сответственно, выход сумматора соединен с входом индикатора.

Дополнительно в два накладных вихретоковых преобразователя введены две компенсационные катушки индуктивности, которые расположены симметрично измерительным катушкам индуктивности относительно токовых катушек индуктивности и полностью идентичны измерительным катушкам индуктивности. Выходы катушек индуктивности эталонного напряжения подключены к третьему и четвертому каналам обработки сигнала, состоящим из последовательно включенных усилителей высокой частоты амплитудных детекторов и линеаризаторов. Выходы линеаризаторов подключены к первому и второму входам третьего вы читателя соответствен но. В ыход третьего вычитателя подключен к входу коммутатора и нуль — органа. Выход нуль — органа подключен к управляющему входу коммутатора, первый и второй выход коммутатора подключен к вторым входам первого и второго вычитателей соответственно, включенных между выходом первого и второго канала обработки сигналов и первым и вторым входами сумматора.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, соединенный с входами двух первичных накладных вихретоковых преоб20

55 раэователей 2 и 3, содержащих токовые 4 и

5, измерительные 6 и 7 катушки индуктивности и компенсационное катушки 8 и 9 индуктивности, четыре канала 10 — 13 обработки сигналов. Первый 10 и второй 11 каналы обработки сигналов содержат последовательно соединенные компенсаторы 14 и 15, усилители 16 и 17 высокой частоты, амплитудные детекторы 18 и 19 и линеаризаторы 20 и

21, а третий 12 и четвертый 13 каналы обработки сигналов содержат усилители 22 и 23 высокой частоты, амплитудные детекторы 24 и 25 и линеаризаторы 26 и 27. Причем первые входы компенсаторов 14 и 15 каналов 10 и 11 соединены с генератором 1 высокой частоты, а вторые входы — с измерительными катушками 6 и 7 индуктивности соответственно.

Входы третьего 12 и четвертого 13 каналов обработки сигнала соединены с компенсационными катушками 8 и 9 индуктивности. Выходы третьего 12 и четвертого 13 каналов обработки сигналов соединены с первым и вторым входами третьего вычитателя 28. Выход третьего вычитателя 28 соединен с входом коммутатора 29 и нуль — органа 30. Выход нуль — органа 30 соединен с входом управления коммутатора 29, Первый и второй выходы коммутатора 29 соединены с вторыми входами первого 31 и второго 32 вычитателей, Первые входы первого 31 и второго 32 вычитателей соединены с первым 10 и вторым 11 каналами обработки сигнала. Выходы вычитателей 31 и 32 соединены с сумматором 33, а выход сумматора ЗЗ вЂ” с индикатором 34.

Устройство работает следующим образом, Генератор 1 высокой частоты запитывает токовые катушки 4 и 5 индуктивности, с помощью которых в контролируемом изделии 35 наводятся вихревые токи. При этом от вихревых токов на измерительных катушках 6 и 7 наводится напряжение. Одновременно токовые катушки 4 и 5 наводят в катушках 8 и 9 индуктивности напряжение, которое не зависит от параметров контролируемого изделия 35, так как находится на достаточно большом расстоянии от него.

Напряжение с измерительных катушек 6 и 7 индуктивности компенсируется компенсатором 14 и 15 и подается на последовательно включенные усилители 16 и 17 высокой частоты, амплитудные детекторы 18 и 19 и линеаризаторы 20 и 21. Линеаризаторы необходимы для преобразования нелинейно меняющегося напряжения на измерительных катушках 6 и 7 индуктивности а линейные напряжения на выходе каналов 10 и 1,1 обработки сигналов.

1682760

Нуль-орган 30 срабатывает в зависимости от знака напряжения на выходе вычитателя 28. В зависимости от знака напряжения на выходе вычитателя 28 на одном из выходов коммутатора 29 по-.âèòñÿ сигнал, поступающий на один из вычитателей 31 или 32, где происходит компенсация сигнала с измерительной катушки 6 или 7, что вызвано не одинаковым нагревом накладных вихретоковых преобразователей 2 и 3. После этого сигнал поступает на сумматор 33, а затем на индикатор 34, Составитель А. Фомичева

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор B. Данко

Заказ 3401 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При равенстве температуры, действующей на первичные вихретоковые преобразователи 2 и 3, напряжения на катушках 8 и

9 индуктивности равны и на выходе вычитателя 28 сигнал равен нулю, Как только температура, действующая на один из преобразователей 2 и 3, будет отличаться от температуры, действующей на другой преобразователь, изменится и напряжение на компенсационных катушках 8 и 9. Причем вследствие идентичности катушек 8 и 9 индукгивности и измерительных катушек 6 и 7 индуктивности температурная погрешность напряжения на компенсационных 8 и 9 и измерительных 6 и 7 катушках будет равна.

Следовательно, после идентичной обработки сигнала с катушек 8 и 9 индуктивности через усилители 22 и 23 высокой частоты, амплитудные детекторы 24 и 25, линеаризаторы 26 и 27 сигнал, полученный на выходе вычитателя 28, по величине равен темпера<. турной погрешности, а его знак показывает, на каком из накладных вихретоковых преобразователей 2 или 3 действует большее напряжениеие.

Формула изобретения

Вихретоковое устройство для измерения линейных размеров злектропроводящих изделий, содержащее генератор

5 высокой частоты, соединенные с ним два накладных вихретоковых преобразователя, установленных соосно на фиксированном расстоянии один от другого, два канала обработки сигналов, сумматор и соединенный

10 с ним индикатор, генератор высокой часготы соединен с первыми входами канала обработки сигналов и токовыми катушками вихретоковых преобразователей, а вторые входы каналов обработки сигналов соедине15 ны соответственно с первой и второй измерительными катушками вихретоковых преобразователей, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя вычитателями, входами соеди20 ненными с выходами соответствующих каналов обработки сигналов, последовательно соединенными третьим вычитателем, нуль — органом и коммутатором, и третьим и четвертым идентичными канала25 ми обработки сигналов, токовые преобразователя выполнены каждый с идентичной измерительной катушке компнесационной катушкой и расположенной симметрично ей относительно токовой катушки, а выходы

30 компенсационных катушек соединены с входами соответственно третьего и четвер- того каналов обработки сигналов, выходы коммутатора соединены с вторыми входами соответственно первого и второго вычитате35 - лей, выходы которых соединзны соответственно с первым и вторым входами сумматора, а выход третьего вычитателя соединен с вторым входом коммутатора,