Устройство для вихретокового измерения расстояний или перемещений

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений и виброперемещений токопроводящих объектов. Целью изобретения является повышение точности, расширение динамического диапазона измерения перемещений и обеспечение возможности применения для материалов объекта с различными магнитными свойствами. Устройство содержит генератор тока специальной формы, питающий катушку вихретокового датчика, и соединенный с катушкой ключ, с помощью которого с катушки снимаются информативные сигналы. Генератор тока и ключ управляются тактовым генератором, причем работа генератора тока и ключа синхронизирована таким образом, что ключ открывается на временных интервалах, когда ЭДС самоиндукции в катушке датчика равна нулю. Сигналы с выхода ключа поступают на вход фильтра, конфигурация которого (ФЧ или полосовой) определяется задачей измерения. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в области измерительной техники для измерения расстояний, перемещений, виброперемещений.

Известно устройство для измерения перемещений, использующее вихретоковый способ, содержащее генератор, подключенный к нему вихретоковый датчик и связанные с ним каналы амплитудно-фазового анализа сигналов [1] Работая на базе классического способа измерения, оно обладает недостатками этого способа: значительная нелинейность рабочей характеристики, низкая точность измерения, малый динамический диапазон измерений, невозможность использования для материалов с значительно отличающимися магнитными свойствами (2).

Целью изобретения является улучшение линейности рабочей характеристики, повышение точности и расширение динамического диапазона измерений, достижение универсальности при работе с объектами из материалов с различными магнитными свойствами.

Hа фиг. 1 изображена блок-схема, на фиг. 2 временная диаграмма, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит генератор тактовых импульсов А1, выход которого связан с входом генератора импульсов тока специальной формы А2 и с входом управления ключа А3, выход генератора А2 соединен с катушкой вихретокового датчика А4, которая подключена также к входу ключа А3, выход ключа соединяется с входом частотного фильтра А5, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом. Тактовый генератор управляет ключом и генератором тока, значения которого определены непрерывной периодической функцией, причем производная этой функции по времени в определенные моменты скачком изменяет свое значение до нуля. Работа генератора питающего тока и ключа синхронизирована таким образом, что ключ открывается на временных интервалах, соответствующих плоской части импульса тока в катушке, и на выход ключа поступает ЭДС, наводимая в катушке датчика полем вихревых токов.

Требуемая информация о расстоянии до объекта, расположенного в магнитном поле катушки, либо о его перемещении выделяется с помощью частотного фильтра, конфигурация которого (фильтр нижних частот или полосовой фильтр) выбирается в зависимости от того, что подлежит измерению расстояние или перемещение.

Формула изобретения

1. Устройство для вихретокового измерения расстояний или перемещений, содержащее блок генератора переменного тока, выходом соединенный с катушкой вихретокового датчика, связанного с блоком измерения сигналов, отличающееся тем, что блок генератора переменного тока выполнен в виде последовательно соединенных генераторов тактовых импульсов и генератора тока специальной формы, выход которого является выходом блока генератора переменного тока, а блок измерения сигналов в виде последовательно соединенных электронного ключа, информационный и управляющий входы которого подключены к выходам соответственно генератора тактовых импульсов и генератора тока специальной формы и частотного фильтра, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что частотный фильтр выполнен в виде фильтра нижних частот или полосового фильтра при измерении расстояния или перемещения соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2