Комбинированный датчик

 

,п1 499070

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (Г / (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.02.74 (21) 1993310/25-27 с присоединением заявки № (51) М. Кл з В 23К 9/10

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.?91.75 (088.8) Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2

Даты опубликования описания 29.0б.?б (72) Авторы изобретения

В. Д. Лаптенок, В. А. Сорокин и В. С. Белозерцев (71) Заявитель (54) КОМБИ H И РОВА ННЪ|й ДАТЧ И К

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к. области автоматизации сварочных процессов, в частности к датчикам положения сварочной головки относительно стыка, и может быть использовно в устройствах для измерения переменных магнитных полей.

Известны комбинированные датчики, используемые для направления сварочной головки вдоль стыка, содержащие блок ввода магнитного потока в свариваемые изделия и блок регистрации магнитного потока над стыком.

Известен комбинированный датчик, у которого блок регистрации магнитного потока содержит дифференциальный феррозонд, избирательный усилитель, фазовый дискриминатор, задающий генерато р, удвоитель частоты и сглаживающий фильтр. Избирательный усилитель настроен на вторую гармонику возбуждающего тока феррозонда и имеет полосу пропускания, захватывающую боковые частоты амплитудно-модулированного сигнала феррозонда, несущие информацию о смещении датчика от оси стыка свариваемых изделий.

Для устранения перегрузки избирательного усилителя немодулированным сигналом второй гармоники, пропорциональным магнитному полю помехи, в из вестный комбинированный датчик введена обратная связь, содержащая фильтр и сумматор, соединенный с источником сварочного тока.

Недостатком известного комбинированного датчика является низкая чувствительность при сварке немагнитных материалов. Поскольку при сварке немагнитных материалов магнитный поток в свариваемых изделиях наводится в результате действия вихревых токов, то электромагнит блока ввода магнитного потока запитывают током повышенной частоты, порядка нескольких тьгсяч герц. Известный дат10 чик при такой частоте питания электромагнита имеет низкую чувствительность за счет того, что коэффициент усиления избирательного усилителя на частотах, отличающихся от частоты настройки на несколько тысяч герц, сни15 жается во много раз.

Расширение же полосы пропускания избирательного усилителя приводит к снижению помехозащищенности датчика.

Цель изобретения — повышение чувстви20 тельности датчика при сварке немагнитных материалов.

Для этого в предла гаемом датчике в канал формирования опорного напряжения фазово25 го дискриминатора .введены избирательный усилитель и модулятор, причем последний соединен своими входами с удвоителем частоты и генератором низкой частоты, а выходом через введенный избирательный усилитель — с

ЗО фазовым дискриминатором.

499070

Зо

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого датчика. Он содержит блок ввода магнитного потока и блок регистрации магнитного потока. Блок ввода магнитного потока составлен из электромагнита 1 и генератора 2 низкой частоты, питающего электромагнит 1. Блок ретистрации магнитното потока составлен из дифференциального феррозонда 3, предназначенного для преобразования перемещения датчика относительно стыка свариваемых изделий в электрический сигнал, задающего генератора 4, возбуждающего феррозонда, и усилительно-преобразовательного тракта, составленного из последовательно соединенных избирательного усилителя 5, вход которого подключен к феррозонду 3, фазового дискриминатора 6 и сглаживающего фильтра 7. Канал формирования опорного напряжения фазового дискриминатора 6 содержит последовательно соединенные модулятор 8, входы которото подключены к генератору 2 низкой частоты и удвоителю 9 частоты, подключенному к задающему генератору 4, и избирательный усилитель 10, выход которого соединен с фазовьгм дискриминатором 6.

С помощью блока ввода матнитного потока в свариваемых изделиях возбуждается переменный магнитный поток частоты, который рассеивается над стыком изделий. Составляющая напряженности магнитного потока рассеивания, совпадающая с осью чувствительности дифференциального феррозонда 3, аропорциональна смещению датчика от оси стыка.

Под действием этой составляющей с выхода феррозонда снимается э.д.с. второй гармоники вида:

1 =КХ ((2Wp — Q) Cos(2% Π— Q) t— — (2Wo+0) Cos(2Wp+Q) t), где: Х вЂ” смещение датчика от оси стыка;

К вЂ” коэффициент пропорциональности; Wo— частота возбуждения феррозонда. Избирательный усилитель 5 настроен в резонанс на частоте 2Wp+Q. Составляющая выходного сигнала феррозонда другой боковой частоты

2Wp — 0 и э. д. с. помехи не усили ваюпся. Это достигается высокой добротностью избир ательного усилителя 5. Напряжение на выходе избирательного усилителя 5 описывается выражениемм.

Uo=f(o К X(2Wp+Q) Cos(2Wp+Q) 3, 4 где: К вЂ” коэффициент усиления усилителя 5 на резонансной частоте. Преобразование сигнала осуществляется фазовьгм дискриминатором 6, опорное напряжение которого формируется модулятором 8 и избирательным усилителем 10. Ситнал на выходе модулятора 8 описывается выражением

С1мод=К (Cos (2Wp+Q) t — Cos (2 Wo+ Q) t) .

Избирательный усилитель 10 настроен на боковую частоту 2WО+Я модулированного сигнала, и выходное напряжение его описывается выражением

Uio= Uo. Cos(2Wo+Q) t

Фазовый дискриминатор 6 преобразует поступающие на него сигналы в напряжение постоянно го тока, IIpoIIIoðöèoíàëüíoå совмещению датчггка от оси стычка. Пульсации в выходном напряжении подавляются .сглаживающим фильтром 7. Усиление и выделение лишь одной боковой составляющей амплитудно-модулированного сигнала феррозонда позволяет применить в усилитель но-преобразовательном тракте избирательный усилитель с узкой полосой пропускания, при этом легко осуществить снижение коэффициента усиления на ча стотах сигнала помехи в 1000 и более раз. Это обстоятельство позволяет повысить чувствительность и помехозащищенность датчика при сварке нематнитных материалов.

Формула изобретения

Комбинированный датчик,:содержащий блок ввода магнитного потока и блок регистрации магнитного потока, составленный из дифференциального феррозонда, избирательного усилителя, фазового дискриминатора, задающего генератора, удвоителя частоты и сглаживающего фильтра, о т л и ч а ю щ и и ic я тем, что, с целью повышения его чувствительности при сварке немагнитных материалов, в канал формирования опорного напряжения фазового дискриминатора введены избирательный усилитель и модулятор, причем последний соединен своими входами с удвоителем ча стоты и генератором низкой частоты, а выходом через введенный избирательный усилитель — с фазовым дискриминатором.

499070

Л4Составитель Г. Тютченкова

Редактор Л. Василькова Техред М. Семенов Корректор И. Позняковская

Заказ 1409/1 Изд. № 1358 Тираж 1178 П одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

I !

1 !

I

I

1

1 J 1

I

1

I ! !