CS223733B1

CS223733B1 - Wiring for gain control amplifier inductive sensor flaw detector

Info

Publication number: CS223733B1
Application number: CS466481A
Authority: CS
Inventors: Leo Augustinsky
Original assignee: Leo Augustinsky
Priority date: 1981-06-22
Filing date: 1981-06-22
Publication date: 1983-11-25

Abstract

Vynález řeší zapojení pro regulaci zisku zesilovače Indukčního snímače defektoskopu pro měření stavu poškození ocelových profilů a lan. Rozsah regulace zisku lze nastavovat podle rychlosti pohybu měřeného objektu, což je umožněno zavedením automatického regulátoru, který může současně regulovat zisk několika zesilovačů indukč ního snímače. Regulátorový díl zapojení podle vynálezu je možno využít také pro realizaci funkce analogového dělení.The invention solves the connection for regulating the gain of the amplifier of the Inductive sensor of a defectoscope for measuring the state of damage of steel profiles and cables. The range of the gain regulation can be adjusted according to the speed of movement of the measured object, which is made possible by introducing an automatic regulator, which can simultaneously regulate the gain of several amplifiers of the inductive sensor. The regulator part of the connection according to the invention can also be used to implement the analog division function.

Description

Vynález se týká zapojení pro regulaci zisku zesilovače indukčního snímače defektoskopu pro měření stavu poškození ocelových profilů a lan v závislosti na rychlosti pohybu měřeného' objektu vůči indukčnímu snímači se zaměřením na dosažení co největšího rozsahu rychlostí pohybu měřeného objektu při optimálních statických a dynamických vlastnostech regulátoru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifier induction defectoscope amplifier gain control circuit for measuring the state of damage of steel profiles and ropes as a function of the object velocity relative to the inductive sensor with a view to achieving the greatest possible velocity.

Stávající technika řeší daný problém zapojení regulátoru, který koriguje vliv rychlosti měřeného objektu v rozsahu v_max/v_min = = 4. Tímto- malým rozsahem rychlostí jsou možnosti kontroly lan značně omezeny.The existing technique solves the problem of regulator wiring, which corrects the influence of the speed of the measured object in the range in _max / v _min = 4.

Tyto nedostatky řeší zapojení pro regulaci zisku zesilovače indukčního snímače defekto-skopu pro měření stavu poškození ocelových profilů a lan podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že snímač rychlosti pohybu měřeného objektu je svým výstupem připojen na neinvertující vstup zesb lovače se stabilizovaným výstupním napětím, jehož výstup je zapojen jednak na vstup prvního bloku záporné zpětné vazby, tvořeného pevným odporem s paralelně připojeným kondenzátorem, a jednak na první vstup diferenčního zesilovače, jehož druhý vstup je připojen na zdroj stejnosměrného referenčního' napětí a výstup diferenčního zesilovače je propojen na vstup převodníku napětí—odpor regulátoru, jehož výstup je spolu s výstupem prvního bloku záporné zpětné vazby připojen na Invertující vstup a výstup diferenčního zesilovače je připojen současně na vstup převodníku napětí—odpor zesilovače indukčního snímače, jehož výstup je spolu s výstupem druhého bloku záporné zpětné vazby tvořené proměnným odporem, připojen na invertující vstup zesilovače indukčního snímače, k jehož neinvertujícímu vstupu je připojen indukční snímač, zatímco výstup zesilovače indukčního snímače je zapojen na vstup indikačního přístroje.These drawbacks are solved by the wiring for controlling the gain of the inductive defect-scan sensor amplifier for measuring the state of damage of steel profiles and ropes according to the invention, which is based on the fact that its motion sensor is connected to its non-inverting amplifier input with stabilized output voltage. the output of which is connected to the input of the first negative feedback block consisting of a fixed resistor with a parallel capacitor connected, and to the first input of the differential amplifier, the second input of which is connected to a DC reference voltage source and the differential amplifier output is connected to the voltage converter input —Controller whose output is connected to the Inverting input together with the output of the first negative feedback block, and the differential amplifier output is connected to the voltage converter input — inductive sensor amplifier resistance However, the output of which, together with the output of the second negative feedback block formed by the variable resistor, is connected to the inverting input of the inductive sensor amplifier, to whose non-inverting input the inductive sensor is connected, while the inductive sensor amplifier output is connected to the indicator.

Zapojení podle vynálezu má přednosti v túm, že rozsah regulace zisku lze nastavovat podle potřeby na v_max/v_min = 5 — 10, kde v = rychlost pohybu měřeného objektu, při dobré jakosti regulace zisku, což je umožněno zavedením automatického regulátoru, který může současně regulovat zisk několika zesilovačů indukčního snímače.The circuit according to the invention has the advantage that the range of gain control can be adjusted as needed to v _max / v _min = 5-10, where v = the speed of movement of the measured object with good quality of gain control, which is enabled by simultaneously regulate the gain of several inductive sensor amplifiers.

Na obrázku je schematicky znázorněno konkrétní provedení zapojení podle vynálezu, přičemž u funkčního celku automatického regulátoru R i zesilovače Z je znázorněno propojení jednotlivých funkčních dílů včetně snímačů a indukčního přístroje. Znázorněno je i propojení funkčních celků R a Z. Snímač rychlosti i pohybu měřeného objektu je svým výstupem připojen na neinvertující vstup zesilovače se stabilizovaným výstupním, napětím 2, jehož výstup je zapojen na vstup prvního bloku záporné zpětné vazby 6, tvořeného- pevným odporem s paralelně připojeným kondenzátorem, a první vstup diferenčního zesilovače 3, jehož druhý vstup je připojen na zdroj stejnosměrného referenčního' napětí 4 a výstup diferenčního' zesilovače 3 je propojen na vstup převodníku napětí—odpor 5, jehož výstup je spolu s výstupem prvního bloku záporné zpětné vazby 6 připojen na invertující vstup 2 a výstup diferenčního zesilovače 3 a připojen současně na vstup převodníku napětí—odpor 10, jehož výstup je spolu s výstupem druhého bloku záporné zpětné vazby 11, tvořeného proměnným odporem, připojen na invertující vstup zesilovače indukčního snímače 8, k jehož neinvertujícímu vstupu je připojen indukční snímač 7 a výstup zesilovače 8 je zapojen na vstup indikačního přístroje 9. Převodníky napětí—odpor 5 a 10 mají shodné elektrické vlastnosti, zejména převodní charakteristiku R _výst. = f (U_vstJ. K výstupu diferenčního zesilovače 3 lze připojit současně n zesilovačů indukčního snímače, kde η = 1 — 8 typicky. Automatický regulátor R reguluje zisk zesilovače indukčního snímače Z v závislosti na rychlosti pohybu měřeného' objektu. Regulátor R pracuje takto: snímač 1 rychlosti pohybu měřeného objektu realizuje funkci Ui = kiv, kde v je rychlost měřeného objektu. Stejnosměrné napětí Ui na výstupu snímače 1 je přivedeno na neinvertující vstup zesilovače se stabilizovaným výstupním napětím 2, pracujícího v režimu UiAi = U2. Jestliže U2 je konstantní, pak závislost U1A1 = U2 je rovnicí hyperboly. K výstupu zesilovače 2 jsou současně připojeny vstup prvního bloku záporné zpětné vazby 6, která je tvořena pevnými odporem, a první vstup diferenčního zesilovače 3, k jehož druhému vstupu je připojen výstup zdroje 4 referenčního napětí U_R. Zesilovač 3 realizuje funkci (U_R — — U2) A2 = U3, takže U2 je stabilizováno s chybou U_R — U2 = U3/A2, která je volena s ohledem' na požadavek statické a dynamické optimalizace funkce automatického regulátoru R v rozsahu 10~³ — 10^-1 vzhledem k hodnotě U_R v celém rozsahu rychlostí pohybu měřeného objektu z v_min na v_max. K výstupu zesilovače 3 je připojen svým vstupem převodník napětí—odpor, jehož funkce je popsána vztahem Ri -= f (U3), který je svým výstupem připojen spolu s výstupem prvnímo bloku záporné zpětné vazby 6 na invertující vstup zesilovače 2. Převodník 5 tedy mění zisk Ai zesilovače 2 změnou Ri podle vztahu Ai = (Rz + Ri)/Ri. Zesilovač indukčního snímače Z s řízeným ziskem pracuje takto: výstup diferenčního zesilovače 3 je připojen na vstup převodníku napětí—odpor 10, jehož převodní charakteristika R3 = f (U3) je shodná s charakteristikou převodníku 5. Výstup převodníku 10 je spolu s výstupem větve záporné zpětné vazby 11, která je tvořena proměnným, odporem, připojen k invertujícímu vstupu zesilovače indukčního snímače 8, k jehož neinvertujícímu vstupu je připojen výstup indukčního snímače 7. Výstup zesilovače 8 je zapojen současně na vstup větve záporné zpětné vazby 11, a vstup indikačního přístroje defektoskopu 9. Činnost zesilovače 8 je popsána vztahem Us = U4A3, kde zisk A3 = (R3 + R4)/ /Rj.The figure shows schematically a particular embodiment of the circuit according to the invention, with the functional unit of both the automatic controller R and the amplifier Z showing the connection of the individual functional parts including the sensors and the induction device. The connection of functional units R and Z is also shown. The sensor of speed and motion of the measured object is connected to the non-inverting input of the amplifier with stabilized output voltage 2 whose output is connected to the input of the first negative feedback block 6. the first input of the differential amplifier 3, the second input of which is connected to a DC reference voltage source 4 and the output of the differential amplifier 3 is connected to the input of the voltage converter-resistor 5, the output of which is together with the output of the first negative feedback block 6 connected to the inverting input 2 and the output of the differential amplifier 3 and connected simultaneously to the input of the voltage converter — the resistor 10, the output of which, together with the output of the second negative feedback block 11 formed by the variable resistor, is connected to the inverting input einvertujícímu input is connected to the inductive sensor 7 and the output amplifier 8 is connected to the input of the display unit ninth resistor-voltage converter 5, and 10 have identical electrical characteristics, in particular transfer characteristic R _OUT. = f (U _vst J. N inductive sensor amplifiers can be connected simultaneously to the output of differential amplifier 3, where η = 1 - 8. Typically, the automatic regulator R regulates the gain of the inductive sensor amplifier Z depending on the velocity of the measured object. : The object velocity sensor 1 performs the function Ui = kiv, where v is the velocity of the object to be measured The DC voltage Ui at the output of sensor 1 is applied to the non-inverting input of the amplified stabilized output voltage 2 operating in UiAi = U2. then the dependence U1A1 = U2 is the hyperbola equation The input of the first negative feedback block 6, which is formed by the fixed resistor, and the first input of the differential amplifier 3, to the second input of which the reference voltage source 4 is connected _R. The amplifier 3 implements the function (U _R - - U2) A2 = U3 U2 is stabilized so that the errors for the _R - U2 = U3 / A2, which is chosen with respect to 'the requirement of static and dynamic optimization of the automatic controller R in the range of 10 ^-3 - 10 ^-1 U relative to the value _R throughout the speed range of motion measured object zv _min na v _max . A voltage-resistance converter is connected to the output of amplifier 3, whose function is described by the formula R1 - = f (U3), which is connected with its output of the first negative feedback block 6 to the inverting input of amplifier 2. gain Ai of amplifier 2 by changing Ri according to the relation Ai = (Rz + Ri) / Ri. The gain-controlled inductive sensor amplifier Z operates as follows: the output of the differential amplifier 3 is connected to the voltage converter input — a resistor 10 whose conversion characteristic R3 = f (U3) is the same as the converter 5. a variable resistance resistor 11 is connected to the inverting input of the inductive sensor 8 amplifier, the non-inverting input of which is connected to the inductive sensor output 7. The output of the amplifier 8 is connected simultaneously to the negative feedback branch input 11, and the defectoscope indicator instrument input. The operation of the amplifier 8 is described by the relation Us = U4A3, where the gain A3 = (R3 + R4) / Rj.

Regulátorový díl R zapojení podle vynálezu lze využít také pro realizaci funkce analogového dělení. Pro tuto funkci by bylo vhodné nahradit zdroj referenčního' napětí jedné hodnoty zdrojem s proměnným stabilizovaným napětími a na místě převodníku napětí—odpor Ri použít tranzistor typu J-FET, který je charakterizován lineární převodní funkcí R_ds = f (U_G). Proměnnými jsou Ui, U_R, U3.The controller wiring part R according to the invention can also be used for realizing the analog division function. For this function, it would be useful to replace the reference voltage source of one value with a source of variable stabilized voltages and use a J-FET type transistor at the voltage transducer — resistor Ri, which is characterized by a linear conversion function R _ds = f (U _G ). Are variables Ui, U _R, U3.

Claims

A wiring for controlling the gain of an inductive flaw detector sensor, characterized in that the object velocity sensor (1) is connected to a non-inverting amplifier input (2) with a stabilized output voltage, the output of which is connected to the first block input (6). ) a negative feedback consisting of a fixed resistor with a capacitor connected in parallel and on the first input of the differential amplifier (3), the second input of which is connected to a DC reference voltage source (4), the output of the differential amplifier (3) connected to the converter input (5) voltage — a resistor of the controller whose output, together with the first output of the first negative feedback block (6), is connected to an inverting input of the amplifier (2) with stabilized output voltage, where the differential amplifier output (3) is connected simultaneously to the converter input (10) voltage — amplifier resistance i the output of the inductive sensor (8) is connected to the non-inverting input of the inductive sensor (7), while the output of the amplifier ( 8) the inductive sensor is connected to the input of the indicating device (9).

2. The arrangement for controlling gain according to claim 1, characterized in that the two voltage converters-.odpor (5, 10) have identical electrical characteristics, in particular transfer characteristic R OUT. ⁼ F (U _in.).

3. Circuit arrangement for controlling gain according to claim 1 or 2, characterized in ¹ that the output of the differential amplifier (3) can be connected simultaneously n amplifiers inductive sensor.