Устройство для измерения параметровферромагнитных материалов

 

<о о 822099

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-.ву (22) Заявлено 060779 (2l) 2790031/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.81. Бюллетень Н9 14 (51)М. Кл 3

G 01 R 33/12

ГосударственныЯ «ом«тет

СССР оо делам нзобретеииЯ и от«рытм Я (53) УДК 621.317. .44(088.8) Дата опубликования описания 150481 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительно-информационной технике, а именно к устройствам неразрушающего магнитного контроля физико-механических характеристик и структуры ферромагнитных изделий после поверхностного и объемного упрочнения, например, термической и химико-технической обработкой и наклепом по остаточной íà- 0 магниченности, и предназначен для быстродействующего автоматического измерения физико-технических показателей качества серийных изделий, например твердости, глубины упрочненного слоя, предела прочности, коррелирующих с остаточной намагниченностью, и контроля (сортировки, разбраковки статической оценки проПента брака по структуре и обобщенным прочностным характеристикам).

Известно устройство для разбраковки постоянных магнитов, содержащее намагничивающее устройство, программное устройство, поворотное и измерительное устройства 1 1.

Однако точность измерения и быстродействие такого устройства недостаточны.

Цель изобретеыия — повышение точности измерения и быстродействия.

Для достижения этой цели в устройство, содержащее индукционный преобразователь, связанный с намагничивающим блоком, исполнительным механизмом и переключателем рода работ, формирователь строб-импульсов и блок управления, введены соединенные с переключателем рода работ генератор калиброванных сигналов и старт-стопный элемент, связанные со входом последнего синхронный детектор, генератор с задержанной обратной связью и управляющий блок, одновременно подключенные к выходу формирователя строб-импульсов, подключенные к управляющему блоку последовательно соединенные управляемый делитель частоты, элемент совпадения, интегратор, блок сравнения и счетчик, входом подключенный к исполнительному механизму, задатчик порогов, связанный со вторыми входами блока сравнения, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора. с задержанной обратной связью и второму входу управляемого делителя частоты, а выход— ко входу блока управления, и последовательно соединенные с последним

822099 ного детектора 7 формируется однополярный импульс, поступающий на вход модулятора 9, осуществляющего времен, ное квантование аналогового сигнала с равномерным шагом, и амплитудновременного преобразователя 10, кото>

65 модулятор и амплитудно-временной преобразователь, выход которого соединен со вторыми входами управляющего блока и элемента совпадения, при этом выход переключателя рода работ подключен ко входу формирователя с робимпульсов, ко вторым входам геиера5 тора с задержанной обратной связью и синхронного детектора, выход которого соединен со вторым входом модулятора, а выход блока управления соеA динен с третьим входом управляющего блока, своим вторым выходом подключенного ко второму входу интегратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового магнитного анализатора, на фиг. 2 — временные диаграммы работы основных узлов цифрового анализатора.

Магнитный анализатор для контроля физико-технических показателей ферромагнитных изделий по остаточной на- 20 магниченности содержит. индукционный преобразователь 1, намагничивающий блок 2 с раэмагничивающим устройством с дозированным размагничиванием и с намагничивающим устройством с 25 распределением деталей, исполнительный механизм 3, старт-стопный элемент 4, генератор 5 калиброванных сигналов, переключатель 6 рода работы, синхронный детектор 7, формирователь 8 строб-импульса, модулятор 9, амплитудно-временной преобразо ватель 10, генератор 11 с задержанной обратной связью делитель 12 час-. тоты, блок 13 управления измерительного тракта, элемент 14 совпадения, интегратор 15 управляющего блока 16 управляемого делителя 17 частоты. блок 18 сравнения с Флоком 19 логики задатчиков порогов, счетчик 20 статисиеской оценки бракованиых деталей. 40

Устройство работает следующим образом. В режиме измерения деталь первоначально попадает в намагничивающий блок 2, в котором осуществляется на- 45 магничивание ее до насыщения в постоянном поле, и далее последняя попадает в блок доэированного размагничивания в слабом переменном поле частотой 50 Гц строго определенной gp длительности зондирующего воздействия.

Под собственным весом деталь пролетает через дифференциальный индукционны преобразователь 1, в котором форуется сигнал (Фиг. 2), поступающий через переключатель 6 рода рабо- ты на вход синхронного детектора 7, .работа последнего синхрониэируется формирователем 8 строб-импульса, вследствие .этого на выходе синхронрый осуществляет перевод амплитудно-импульсной модуляции в широтную (интервал). Формирование сигнала управления импульсного модулятора обеспечивает реализацию временного квантования с равномерным шагом и реализуется цепью, состоящей из генератора 11 с задержанной обратной связью, делителя 12 частоты, блока 13 управ,ления измерительного тракта. Наличие указанной цепи позволяет реализовать известный метод средних узлов численного интегрирования, и в совокупности с синхронным детектором

7, формирователем 8 строб-импульса, импульсным модулятором 9, амплитудно-временным преобразователем

10 образуют узел преобразования аналогового сигнала в дискретный широтно-модулированный сигнал, который соединен с узлом обработки информации.

Узел обработки информации состоит иэ цифрового интегратора 15, который соединен с выходом элемента 14 совпадения, на первый вход которого поступает широтно-модулированный> сигнал с выхода амплитудно-временного преобразователя 10, а на второй вход последнего — квантующие импульсы, частота которых управляется делителем 17 частоты, на управляющие входы которого поступает информация с управляющего блока 16 цифрового интегратора и компенсации концевой погрешности.

Сортировка деталей по трем классам годности по остаточной намагниченности осуществляется блоком 18 сравнения с блоком 19 логики, на первые входы которого поступает информация в двойном параллельном коде с цифрового интегратора 15, а вторые входы последнего соединены с блоком 19 логики задатчиков порогов, причем синхронизацию цифрового блока 18 сравнения с блоком 19 логики осуществляет блок 13 управления измерительного тракта по импульсу 0„ >т.е. по завершению процесса измерения. С выхода цифрового блока 18 сравнения управляющие импульсы поступают на соответствующие входы ключей исполнитель> ного механизма 3, управляющих соответствующими лотками. Для расширения функции полной возможности анализатора предусмотрена возможность статической оценки процента брака, регистрируемая счетчиком 20 этого узла.

Рассмотрим работу магнитного анализатора в режиме калибровки и метрологической поверки.

Для этой цели в цифровом магнитном анализаторе предусмотрен генератор 5 калиброванных сигналов и старт-стОпный элемент 4, синхронизируемый формирователем 8 строб-импульса и обеспечивающий проведение метрологической поверки на комплексе трех приборов:

822099

20 вольтметра средних значений, частотомера и генератора, и работающий на принципе "вырезки" иэ непрерывного сигнала одной положительной полуволны.

Для осуществления калибровки йспользуется генератор -5 калиброванных сигналов 5, определяющий длительность импульса (=40 мс) треугольной формы и постоянной амплитуды с той же частотой повторения.

Вследствие того, что возможен уход коэффициента передачи измерительного тракта из-эа медленных флуктуации параметров, например температуры и старения деталей, необходимо перед измерением производить калибровку, заключающуюся в том, что за несколько итераций добиваются истинных показаний, что достигается осуществлением ручной подстройки коэффициента преобразования амплитудно-временного преобразователя 10.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров ферромагнитных материалов, содержащее индукционный преобразователь, связанный с намагничивающим блоком, исполнительным механизмом и переключателем рода работ, формирователь строб-импульсов и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него дополнительно введены соединенные с переключателем рода работ генератор калиброванных сигналов и старт-стопный элемент, связанные со входом последнего синхронный детектор, генератор с эадержанной обратной связью и управляющий блок, одновременно подключенные к выходу формирователя строб-импульсов, подключенные к управляющему блоку последовательно соединенные управляемый делитель частоты, элемент совпадения, интегратор, блок сравнения и счетчик, входом подключенный к исполнительному механизму, задатчик порогов, связанный со вторыми входами блока сравнения, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора с задержанной обратной связью и второму входу управляемого делителя частоты, а выход — ко входу блока управления, и последовательно соединенные с последним модулятор и амплитудно-временной преобразователь, выход кото ого соединен со вторыми входами управляющего блока и элемента совпадения, при этом выход переключателя рода работ подключен ко входу формирователя стробимпульсов, ко вторым, входам генератора с задержанной обратной связью и синхронного детектора, выход которого соединен со вторым входом модулятора, а выход блока управления соединен с третьим входом управляющего блока, своим вторым выходом подключенного ко второму входу интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проблемы магнитных измерений и магнитоизмерительной аппаратуры.

Тезисы докладов Всесоюзного научно .технического совещания. Л., 18.04.72. с. 133-137, 20б.