Способ измерения удельного электрического сопротивления электропроводящих материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 601684

Ъ .

1 ,/... .:.7

- ---.:::

2 у (51) М. Кл. (01 R 27/22 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.76 (21) 2433141/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 05.04.78.Бюллетень 1 л 13 (53) УДК 620. 1 79. 14.

:54-145. 12(088.8) (45) Дата опубликования описания 14.03.78 (72) Автор изобретения

А. В. Уткин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯШИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к электромагнитным измерениям, предназначено для измерения удельного электрического сопротивления поверхностного слоя различных неферромагнитных материалов, в частности цветных метаппов, сплавов и т. п., может быть использовано при дефектоскопии сосудов высокого давления в химической и других отраслях промышленности.

Известны способы измерения удельного 10 электрического сопротивления посредством пропускания через эпектропроводящий материал эпектрического тока. Ток возбуждают при помощи токовихревого преобразоватепя.

О вепичине удельного электрического сопро- 15 . тивпения судят по напряжению на выходе преобразоватепя (11.

Наибопее бпизок к предлагаемому-способ измерения удепьного эпектрического сопротивпения эпектропроводяших материапов токо- 20 вихревым накпадным преобразоватепем, закпю,чающийся в том, что в материале возбуждают вихревые токи и измеряют ЭДС f2).

Всем этим способам присуще уменьшение точности на краях диапазона измерений. Это 25 происходит потому, что зависимость между напряжением па выходе функциональных преобразоватепей и удепьным электрическим сопротивлением непинейна. Известные способы не позволяют также выпопнять измерения в широком интервапе значений, так как дпя этого необходимо изменение режима намагничивания, коэффициентов преобразования и параметров намагничиваюшей системы.

11ель изобретения — повышение точности и расширение предепов измерения, Достигается эта цепь тем, что вихревые токи в материапе возбуждают посредством магнитного поля, вращающегося в ппоскости,параппепьной поверхности материала, и измеряют разность фаз между ЭДС хопостого хода в воздухе и ЭДС, пропорционапьной тангенциапьной составпяюшей попя вихревых токов на поверхности материала.

Дпя измерения удельного энектрического сопротивпения данным способом поверхность материала намагничивают вращающимся маг нитным полем. Поле постоянно по величине и не меняется во времени. Силовые пинии поля параппельны поверхности материапа

601634

Магнит вращается над поверхностью пластины с угловой скоростью с0 а катушка остается неподвижной. При вращении магнита в катушке наводится переменная ЭДС

5 частота которой равна и>. ЭДС, наведенная в катушке, пропорциональна тангенцнальной составляющей магнитного поля. Эта ЭДС через усипитель 5 подается на фазометр 6.

Сюда же через фазовращатепь 7 подается

10 опорный сигнап с частотой ю и неизменной фазой.

15 о

=U — Л где б — удепьная электрическая проводимость. и -скорость движения магнитных сипоо

20 вых пиний

g- гпубина проникновения магнитного поля в материал;

С в скорость света, Из формулы видно что g иH, соответ-.

TIl

25 ственно, искривление магнитных силовых линий прямо пропорционапьны удельно е ьной электрической проводимости. Известно, что удепьное эпектрическое сопротивление обратно пропорционально удепьной эпектрической проводимости. Так как магнитные силовые пинии совершают врашатепьное движение, то искривление их можно характеризовать как отставание во времени, Следоатепьно, в чувствитепьном эпементе, регистрирующем тангенциапьную составляющую, фазы ЭДС, наведенной в воздухе и на поверхности материала, различны. На поверхности материапа фаза ЭДС отстает, и это отставание прямо пропорционапьно удепьной 4 эпектрической проводимости и обратно пропорционапьно удепьному электрическому сопротив пению.

На фиг, 1 изображено устройство дпя измерения предлагаемым спо, ф особом на фиг.2конфигурация магнитных сиповых линий в воздухе (фиг. (ф . 2а) и на поверхности материала (фиг. 2б).

50 и совершают врашатепьное движение вокруг оси, перпендикупярной этой поверхности.

Сиповые пинии магнитного попа проникают в материал и, пересекая различные его участки, наводят ЭДС. Появление ЭДС приводит к возникновению вихревых токов. Сами токи направлены таким образом, что поле, образованное ими, стремится скомпенсировать намагничивающее попе. Кроме того, электропроводный материап стремится уменьшить скорость вращения попя и искривляет магнитные силовые линии. Искривпение магнитных пиний зависит от магнитного чиспа Рейнопьдса

Постоянный магнит 1 установп овпен с зазором на пластину из эпектропроводящего материала 2. Измерительная катушка 3 распопожена между попюсам ами магнита. Ось

4 катушки параппельна поверхности пластины. пектри

Э ческая часть измеритепьного фазометр устройства содержит усипитель 5, ф р

6, фазовращатепь 7 и функционапьный преобразоватепь 8 коэффициент передачи которого о ратно б пропорционален входной величине.

Вращающийся магнит и катушка приподнимаются над поверхностью ппастины. Конфигурация магнитного поля в этом спучае показана на фиг. 2а. Изменяя фазу опорного сигнала фазовращателем 7, добиваются нулевого показания фазометра 6.

Затем магнит и катушку прибпижат к пластине. Конфигурация попя изменяется (фиг.

2б), и сигнап на выходе фазометра становится пропорционапьным искривпению попа и удельной электрической проводимости.

Функциональный преобразователь 8 .вырабатывает величину, обратную удельной электрической проводимости, т.е. сигнал на его выходе пропорционален удепьному электрическому сопротивлению пластины 2.

Использование предпагаемого способа измерения удепьного электрического сопротивпения позволяет: — расширить предел измерения в 3-5 раза без изменения режимов и настройки — повысить покапьность измерений — повысить точность измерения бпагодаря сравнению удельного электрического сопротивпения материала с удельным эпектрическим сопротивпением воздуха и вспедствие линейной зависимости сигнала на выходе от измеряемой величины; — упростить измерительное устройство.

Формупа изобретения

Способ измерения удельного электрического сопротивления эпектропроводяших материалов, заключающийся в возбуждении ении ЭЦС в материапе вихревых токов, измерении Э наведенной этими токами,и опредепении искомого параметра, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения точности и расширения предепов измерения, вихревые токи возбуждают посредством магнитного поля, вращающегося в плоскости, параппельной поверхности материапа, и измеряют разность фаз между ЭЦС хопостого хода в воздухе и Э@С, пропорциональной танген601634 г.2. Составитель М. Кривенко

Редактор Б. Федотов Texpeg М. Борисова

Корректор Е. Папи

Заказ 165 1/6 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министпов CCCP по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 циальной составляюшей поля вихревых токов на поверхности материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

% 520504, 6 01N 27/86, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

% 517858, 6 01Н 27/86, 1976.