DE2602848A1 - Ferromagnetic sheets thickness measurement - uses excitation magnet and determines saturation flux for sheet - Google Patents

Ferromagnetic sheets thickness measurement - uses excitation magnet and determines saturation flux for sheet

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DE2602848A1 DE19762602848 DE2602848A DE2602848A1 DE 2602848 A1 DE2602848 A1 DE 2602848A1 DE 19762602848 DE19762602848 DE 19762602848 DE 2602848 A DE2602848 A DE 2602848A DE 2602848 A1 DE2602848 A1 DE 2602848A1
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Abstract

The magnet magnetises the metal sheet up to saturation, and the saturation flux is used as the measure for the sheet thickness. In order to correct the error introduced, in spite of saturation, by variations of the air-gap between the excitation magnet and the metal sheet, the air-gap is measured. The result of measurement of the air gap is displayed and/or supposed on the thickness measurement result to achieve the desired correction for the influence of the air gap.

Description

Beschreibung description

Anordnungen zur Messung der Dicke oder des Querschnittes von Blechen aus ferromagnetischen Werkstoffen.Arrangements for measuring the thickness or the cross-section of sheet metal made of ferromagnetic materials.

Ein bekanntes Verfahren zur Messung der Dicke oder des Querschnittes von Blechen aus ferromagnetischen Werkstoffen beruht auf der Erregung des Bleches iait Hilfe eines auf das Blech aufgesetzten Erregermagneten, der meist durch Wechselstrom mit einer Erregerspule erregt wird und der Messung des Flußes, der durch das Blech geht. Um von der Höhe des Erregerstromes, dem Luftspalt zwischen Blech und Magneten und den Schwankungen der magnetischen Eigenschaften des Bleches möglichst unabhangig zu sein, wird dabei das Blech bis zur magnetischen Sättigung erregt und der S..ttigungsfliiß durch IlesSung des Zeitintegrals der während der Magnetisierung des Bleches bis zum Sittigungsfluß oder während der Ummagnetisierung des Bleches vom positiven zum negativen Sättigungsfluß in einer Meßspule durch die Flußänderung induzierten Spannung gemessen.A well-known method of measuring thickness or cross-section of sheets made of ferromagnetic materials is based on the excitation of the sheet ia with the help of an exciter magnet placed on the sheet metal, which is usually driven by alternating current is excited with an excitation coil and measuring the flux flowing through the sheet metal goes. To the height of the excitation current, the air gap between sheet metal and magnet and the fluctuations in the magnetic properties of the sheet as independently as possible to be, the sheet metal is excited to magnetic saturation and the S..ttigungsfliiß by reading the time integral during the magnetization of the sheet up to to the saturation flux or during the magnetization reversal of the sheet from positive to negative saturation flux in a measuring coil due to the change in flux induced voltage measured.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß die Unabhängigkeit der Dickenmessung vom Luftspalt auch durch noch so hohe Sat-tiging nicht erzielt werden kann, obwohl der Sättigungsfluß im Sättigungsbereich praktisch unabhängig von der Feldstärke im blech und damit vom Luftspalt ist. Auf der. dem Erregermagneten ent0;eggengesetzten Seite des zu messenden Bleches entsteht namlich ein Fluß, der der Beldstarke im Blech proportional ist.The invention is based on the knowledge that independence the thickness measurement of the air gap is not achieved even with the highest sat-tiging can be, although the saturation flux in the saturation region is practically independent on the field strength in the sheet and thus on the air gap. On the. the exciter magnet on the opposite side of the sheet to be measured, a river is created which the strength of the field in the sheet is proportional.

Die Feldstärke im Blech nimtnt aber mit zunehmendem Luftspalt wegen des magnetischen Spannungsabfalls im Luftspalt ab. Nun ist 3ber die mit dem muß des Bleches verkettete Meßspule zwangsweise auch mit dem Fluß auf der Gegenseite des Bleches verkettet. Auch mit anderen methoden, z.B. mittels magnetfeldabhangiger Widerstande, läßt sich der durch das Glech genende Fluß allein nicht erfassen.However, the field strength in the sheet metal decreases as the air gap increases the magnetic voltage drop in the air gap. Now 3ber is with the must of the sheet metal interlinked measuring coil inevitably also with the flux on the opposite side of the sheet chained. Also with other methods, e.g. by means of a magnetic field dependent Resistance, the flow caused by the same cannot be grasped alone.

Erfindungsgemäß wird deshalb neben der Erregung des gleches die zur Sättigung zur Ermöglichung der Korrektur des trotz der magnetischen Sättigung durch Luftspaltänderungen noch hervorgerufenen Fehlers der Luftspalt oder seine Anderung gemessen und entweder angezeigt oder / und demm Ergebnis der Dickenmessung zwecks Korrektur überlagert.According to the invention, therefore, in addition to the excitation of the same, the for Saturation to allow the correction of the despite the magnetic saturation through Air gap changes still caused error of the air gap or its change measured and either displayed and / or the result of the thickness measurement for the purpose of Correction superimposed.

Anwand der Anzeige ist es mögich, den Luftspalt z.B. durch Änderung der Anstellung der bei kontinuierlicher Messung beim Kaltwalzen von Blechen üblichen Abstandsrollen zu bereichtigen oder das Meßergebnis an Hand von Tabellen oder Kurven zu bereichtigen. wird eine selbstätige Korrektur der Dickenanzeige vor-,esenen, so kann es trotzdem zweckmäßig sein, den Luftspalt oder seine Änderung auch anzuzeigen, um z.B. durch Verschleiß der Abstandsrollen eingetretene unzulässige Luftspaltanderungen erkennen zu können.Using the display, it is possible to change the air gap, e.g. by changing the employment of the usual with continuous measurement in cold rolling of sheet metal To correct spacing rolls or the measurement result on the basis of tables or curves to rectify. an automatic correction of the thickness display is presented, displayed, it can still be useful to display the air gap or its change, To avoid impermissible changes in the air gap caused by wear of the spacer rollers, for example to be able to recognize.

Zur Luftspaltmessung nun jedes bekannte Verfahren, z.B. eine kapazitive Luftspaltmessung dienen.Any known method for air gap measurement, e.g. a capacitive one Serve air gap measurement.

Besonders einfach ist es, wenn nach der weiteren ausbildung der Erfindung der vom Luftspalt abhängige Fluß auf der Gegenseite des Bleches, oder ein Qeil desselben, z.B. mit Hilfe einer von diesem Fluß induzierten Spule, gemessen wird0 Ein weiterer einfacher Weg der Luftspaltmessung besteht erfindungsgemäß in der Messung der Induktivität der Drregerspule des Erregermagneten oder der Anderung dieser Induktivität in der Zeit, während der das zu messende Blech ungesättigt ist, oder die Messung irgendwelcher von dieser Induktivitat abhängigen physikalischen Größen.It is particularly simple if, according to the further development of the invention the flow depending on the air gap on the opposite side of the sheet, or a part of the same, e.g. with the help of a coil induced by this flux, is measured0 Another According to the invention, a simple way of measuring the air gap consists in measuring the inductance the exciter coil of the exciter magnet or the change in this inductance in the Time during which the sheet to be measured is unsaturated, or the measurement of any physical quantities dependent on this inductance.

Die Induktivität der Erregerspule bei ungesättigtem Blech hängt vom Luftspalt zwischen dem Erregermagneten und dem blech ab, während sie von der Blechdicke nur wenig abhängt. -ic n.ciÖo cinor von dieser luldÇetiVitlt ebs1fnÒiOell kalischen Größe läßt also die nftspaltänderu-n erkennen und ermöglicht e-f1t-vveder eine iiorreatur des iuftspaltes - z.B. durch Auswechseln oder andern der Anszellng der bei den i-.ießmaj-neten fur kontinuierliche Dickeimessung an Stahlbändern üblichen Abstanderollen - oder eine Korrektur des Dicicernneßergebnisses, z.B. an Xland von kurven oder jabellen. Unter Umständen ändert sich rller:;ings der I;uft- spalt 20 schnell, daß diese Islaßnlhmen nicht ausreichen. Bs ist desillb in diesen lällen zwecl'mäßig, das ergebnis der IIessung der von der induktivität der ,rregerspule bei unge- sattistem Blech abhängiy:41 größe dem b'rgebnis der eigent- lichen ickenmessung #ecks direkter Korrektur der Dicken- messung.. möglichstyzérsöõerunossfrei zu tiberlagern. eben dieser selbstatigen K+ ektur der Dickenenzeige kann es trotzdem zweckmäßigen, die von der Induktivitat abhängige physika- 7 lische je oder deren Änderung anzuzeigen, um eine dauernde iiuftsp tanderung, die z.B. auf Verschleiß der xbstands- rol en oder deren Lagern verursacht werden, erkennen zu Um ein Maß für die Induktivität der Erregerspule zu finden, darf man nicht von der Gleichung Ieff = Jeff Gleichung liefert für die Induktivität L nur einen undefinierbaren Wert, der zwischen der Induktivität der Spule bei gesättigtem Blech und derjenigen bei ungesättigten Blech liegt. MTan muß auf di die Gleichung u = L x zuruckgreifen. Nach dieser Gleichung dt kann man also die Induktivität L der Erregerspule finden, indem man die Spannung ue an der Erregerspule durch eine Spannung u. dividiert, die der zeitlichen Änderung des Lrregerstromes i pro-oortional ist. Diese Spannung Läßt sich z.B.The inductance of the excitation coil with unsaturated sheet metal depends on the air gap between the exciter magnet and the sheet, while it depends only slightly on the sheet thickness. -ic n.ciÖo cinor of this luldÇetiVitlt ebs1fnÒiOell The calical size thus reveals the nft gap changes and enables e-f1t-vveder an iiorreature of the air gap - e.g. by replacing or changing the layout of the in the case of the i-molding parameters for continuous thickness measurement Steel belts usual spacer rolls - or a correction the Dicicernneß result, eg on Xland of curves or jabell. Under certain circumstances the following changes:; ings der I; uft- split quickly that these isolations are not enough. BS is desillb in these cases, the result of the Measurement of the inductance of the excitation coil when the depending on the sheet metal: 41 size of the result of the actual thickness measurement #ecks direct correction of the thickness measurement .. to overlay free of yzérsöõerunoss as possible. just this one It can still do an automatic k + ecture of the thickness display expedient, the physically dependent on the inductance 7th change or change to a permanent one air separation, which is due, for example, to wear and tear of the roles or their bearings are caused to recognize In order to find a measure for the inductance of the excitation coil, the equation Ieff = Jeff equation only provides an indefinable value for the inductance L, which lies between the inductance of the coil with saturated sheet metal and that with unsaturated sheet metal. MTan has to fall back on the equation u = L x. According to this equation dt, the inductance L of the excitation coil can be found by dividing the voltage ue at the excitation coil by a voltage u., Which is proportional to the change in the excitation current i over time. This tension can be, for example

leicht mittels eines Übertragers bilden, dessen Primarspule vom Erregerstrom i durchflossen wird und in dessen Sekundärdi spule eine proportionale Spannung induziert wird. Der Quodt tient aus den beiden Spannungen läßt sich dann leicht mit bekannten Kilfsmitteln bilden. Das Verhältnis darf aber nur Wahrend eines besti-Eaten Leitintervalls, in dem das Blech ungesättigt ist - z.B. in der Fachberschaft des Stromnulldurchgängs des Erregerstromes oder in der Nachberschaft des Spannungsmaximums der Erregerspannung - gebildet werden. Das ganze ist mit bekannten Hilfsmitteln leicht zu verwirklichen, erfordert aber einen erheblichen Aufwand.easily form by means of a transformer, whose primary coil from the excitation current i flows through and induces a proportional voltage in the secondary di coil will. The quotient from the two voltages can then be easily known with Make aids. However, the relationship may only be during a certain leading interval, in which the sheet is unsaturated - e.g. in the professional body of current zero passage of the excitation current or in the vicinity of the voltage maximum of the excitation voltage - are formed. The whole thing is easy to achieve with known tools, but requires considerable effort.

Der ohm'sche Widerstand der Erregerspule bringt Fehler mit sich, die aber bei den üblichen Größen der Erregermagnete gering sind.The ohmic resistance of the excitation coil brings with it errors that but are small with the usual sizes of the exciter magnets.

Für genaue Messungen kann man aber diesen Fehler nach der weiteren Ausbildung der Erfindung durch ausschalten, daß man die Spannung ue der Erregerspule durch die Spannung einer zweiten Spule des Meßmagneten ersetzt, die mit dem Erregerfluß oder mit eine eil desselben veiokettet iqt. SoNcr't N/C tnotl --nöOrlioheX Enur Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Spule mit dem lduß, der durch das Blech hindurchgeht, verkettet ist0 Es entfällt dann der Anteil der Spannung, die von dem nicht durch das Blech gehenden Fluß (Streufluß) hervorgerufen wird, und der nur die prozentuale Änderung der Spannung mit dem Luftspalt mindert.For precise measurements, however, this error can be eliminated according to the further development of the invention by replacing the voltage ue of the excitation coil with the voltage of a second coil of the measuring magnet, which corresponds to the excitation flux or a part of the same veio chained iqt. SoNcr't N / C tnotl --nöOrlioheX Enur It is particularly advantageous if this coil is linked to the oil that passes through the sheet metal. In this case, the part of the voltage that is caused by the flux that does not go through the sheet metal (leakage flux) and only the percentage change in the Tension with the air gap reduces.

Besonders einfach ist es, die zweite Spule auch als Meßspule für die Dickenmessung nu verwenden.It is particularly easy to use the second coil as a measuring coil for the Use thickness measurement only.

Bei genügend konstanter Spannung n der Erregerwicklung oder genügend konstantem Erregerstrom kann auf die Quotientenbildung di verzichtet werden. Im ersten Fall kann Höhe von bei dt ungesättigtem Blech als Maß für die Größe des Luftspaltes dienen. im braucht also nur die Größe der in der SeSundarwicklung eines primarseitig vom Erregerstrom durchflossenen oberträgers für ein bestimmtes Seitintervall, während dem das Blech angesättigt ist, zu messen.If the voltage n of the excitation winding is sufficiently constant or sufficient constant excitation current, the quotient formation di can be dispensed with. in the first case can amount to at dt unsaturated sheet metal as a measure for serve the size of the air gap. So i only need the size of the secondary winding an upper carrier through which the excitation current flows on the primary side for a specific Measure the side interval during which the sheet is saturated.

Im zweiten Fall braucht man nur die Spannung an der Erregerwicklung oder einer zweiten mit dem Erregerfluß oder einem Teil desselben verketteten Spule während eines bestimmten Zeitintervalls, während dem das Blech ungesättigt ist, zu messen. In beiden Fallen kommt es auf den Mittelwert der bpannun; bei gleichbleibendem Seitintervall # t an.In the second case, you only need the voltage on the excitation winding or a second coil interlinked with the excitation flow or a part of the same during a certain time interval during which the sheet is unsaturated, to eat. In both cases the mean value of the bpannun is used; with constant Side interval # t on.

Die Messung während eines bestimmten Seitintervalls # t, das außerdem zum Augenblick des Nulldurchgangs des Erregerstromes oder des Spannungsmaximums eine bestimmte gleichbleibende Lage haben muß, ist ziemlich aufwendig. Nach der weiteren Ausbildung der Erfindung wird deshalb der Spitzenwert der Spannung gemessen.The measurement during a certain side interval # t that also at the moment of the zero crossing of the excitation current or the voltage maximum must have a certain constant position is quite expensive. After In a further development of the invention, the peak value of the voltage is therefore measured.

Bei Verzicht auf die Quotientenbildung führen natürlich Schwankunden der Erregerspannung oder des Erregerstromes, z.B0 hervorgerufen durch Netsspannungsschwankungen, zu Fehlern der Luftspaltnessung. Deshalb kann eine Regelung auf konstanten Erregerstrom oder auf konstante Erregerspannung notwendig werden.If the quotient is not formed, of course fluctuating customers lead the excitation voltage or the excitation current, e.g. caused by mains voltage fluctuations, to errors in the air gap measurement. Therefore a regulation on constant excitation current can or to a constant excitation voltage.

LLn kann aber auch stattdessen oder darüber hinaus die hbhängigkeit der Messung von einer Anderung der Erregerspannung oder des Erregerstromes durch eine Vergleichsmessung mindern, bei der die von der Induktivität der Erregerspule abhängige Größe oder Größen durch Vergleich i.it der oder den entsprechenden Größen einer Vergleichsinduktivität gemessen werden. Häufig erfolgt die induktive Dickenmessung auch im Vergleichsverfhren, wobei die Spannung der Meßspule des Meßmagneten mit der entsprechenden Spannung eines genau gleichen Vergleichsmagneten mit Vergleichsblech verglichen wird. In diesem Fell dient dann zweckmäßig der Vergleichsmagnet auch als Vergleichsinduktivität für die Erfassung der Luftspaltänderung.However, LLn can also instead or in addition to this, the dependency the measurement of a change in the excitation voltage or the excitation current Reduce a comparison measurement in which the inductance of the excitation coil dependent size or sizes by comparison i.it of the corresponding size or values a comparison inductance can be measured. The inductive thickness measurement is often carried out also in the comparison process, whereby the voltage of the measuring coil of the measuring magnet with the corresponding voltage of exactly the same reference magnet with reference sheet is compared. The reference magnet is then also expediently used in this skin as comparison inductance for the detection of the air gap change.

Die Größe der von LuCtspaltänderungen hervorgerufenen Meßfehler nehmen mit der Blechdicke zu. Die Zunahme erfolgt näherungsweise linear mit der Blechdicke. Zur Berücksichtigung dieser Abhängigkeit des Meßfehlers von der Blechdicke werden deshalb nach der weiteren Ausbildung der Erfindung der oder die von der Induktivitat der Erregerspule abhängigen und gemessenen physikalischen Größen in Abhängigkeit vom Sollwert oder Istwert der Blechdicke - z.B. mit Hilfe von selbstätig oder von Hand in Abhängigkeit vom Sollwert oder Istwert verstellter Potentiometer oder mit Hilfe eines oder mehrerer Multiplikatoren - zusätzlich beeinflußt.Take the size of the measurement errors caused by changes in the air gap with the sheet thickness. The increase occurs approximately linearly with the sheet thickness. To take this dependency of the measurement error on the sheet thickness into account therefore, according to the further development of the invention, one or more of the inductance the excitation coil dependent and measured physical quantities dependent from the target value or actual value of the sheet thickness - e.g. with the help of automatically or of Potentiometer adjusted manually depending on the setpoint or actual value or with Help of one or more multipliers - additionally influenced.

Zur Erzielung besonders großer Genauigkeit kann der oder die von der Induktivität der Erregerspule abhangigen und gemessenen physikalischen Größen mit einem Polynom der Blechdicke d, z.B. mit einer Spannung u = a1 x d + a2 x d² + .... multipliziert werden.In order to achieve particularly high accuracy, the one or more of the Inductance of the excitation coil dependent and measured physical quantities with a polynomial of sheet metal thickness d, e.g. with a voltage u = a1 x d + a2 x d² + .... be multiplied.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiles (Abb.l) näher erläutert werden.The invention is to be based on an exemplary embodiment (Fig.l) in more detail explained.

Die Erregerwicklung 1 eines nicht naher dargestellten Erregermagneten und die Primärspule 2 einer Vergleichsinduktivität werden mit dem Wechselstrom i erregt. Die in der zweiten Spule 3 des Erregermagneten induzierte Spannung hängt von der Blechdicke und vom Luftspalt zwischen dem zu messenden Blech und dem Erregermagneten ab. Sie disBt im Ausfuhrungsbeispiel als Meßspule fur die Messung der Blechdicke und zur Korrektur des durch Luf tspaltand erungen hervorgerufenen Meßfehlers.The excitation winding 1 of an excitation magnet not shown in detail and the primary coil 2 of a comparison inductance are connected to the alternating current i excited. The voltage induced in the second coil 3 of the exciter magnet is suspended the sheet thickness and the air gap between the sheet to be measured and the exciter magnet away. In the exemplary embodiment, it is used as a measuring coil for measuring the sheet metal thickness and to correct the measurement error caused by changes in the air gap.

Die Vergleichsinduktivität ist entweder ein übertrager, z.B.The comparison inductance is either a transformer, e.g.

mit Eisenkern und Luftspalt mit der Sekundärspule 4 oder ein Vergleichsmagnet, der genau so ausgebildet ist wie der Erregermagnet, und unter dessen Polen sich anstelle des zu messenden Bleches ein Vergleichsblech mit der Solldicke befindet. Für die Beschreibung werde der letztere Fall vorEusgesetzt.with iron core and air gap with the secondary coil 4 or a reference magnet, which is designed exactly like the exciter magnet, and below whose poles are Instead of the sheet to be measured, there is a comparison sheet with the target thickness. The latter case is assumed for the description.

Zunächst werde der VotWng der eigentlichen Dickenmessung beschrieben und sodann die Korrektur des durch Luftspaltänderungen zwischen dem zu messendem Blech und dem Erregermagneten hervorgerufenen Meßfehlers und schließlich die Anzeige der Luftspalt änderung.First, the VotWng of the actual thickness measurement will be described and then the correction of the air gap changes between the one to be measured Sheet metal and the exciter magnet caused measurement error and finally the display the air gap change.

Die in der zweiten Spule 3 induzierte Spannung ist mit der in der entsprechenden Spule 4 des Vergleichmagneten induzierten Spannung in Reihe geschaltet. uber die Gleichrichter 5 und 6 liegt während der positiven Halbwelle die Summe der in den Spulen 3 und 4 indunierten Spannungen an der Reihenschaltung der beiden liiderstände 7 und 8. Die in den Spulen 3 und 4 induzierten Spannungen sind bei genau gleichem Meß- und Vergleichsmagneten, genau gleichen Blechen unter dem Meßmagneten und Vergleichsmagneten und genau gleichem Luftspalt zwischen Meßmagneten -und zu messendem Blech und zwischen Vergleichsmagneten und Vergleichsblech genau gleich. VIacht man nun die Widerstände 7 und 8 genau gleich, dann ist die Spannung an dem Galvanometer 9 mit Nullpunkt in der Mitte l'ftill. Miird nun die Blechdicke des zu messenden Bleches größer, dann wird auch die in der Spule 3 induzierte Spannung größer und das Galvanometer zeigt die lickenänderung durch Ausschlag zur positiven Seite an. Der Ausschlag des Galvanometers hängt dabei von der Änderung des Zeitintegrales der in der Spule 3 induzierten Spannung ab.The voltage induced in the second coil 3 corresponds to that in FIG corresponding coil 4 of the reference magnet induced voltage connected in series. During the positive half-wave, the sum of the In the coils 3 and 4 induced voltages at the series connection of the two resistors 7 and 8. The voltages induced in coils 3 and 4 are exactly the same Measuring and comparison magnets, exactly the same sheet metal under the measuring magnet and comparison magnets and exactly the same air gap between the measuring magnet and the sheet to be measured and between Comparison magnets and comparison sheet exactly the same. VI If you now raise the resistances 7 and 8 are exactly the same, then the voltage on the galvanometer 9 is zero in the middle l'ftill. If the sheet thickness of the sheet to be measured is now greater, then the voltage induced in the coil 3 and the galvanometer also increase indicates the change in gap by deflection to the positive side. The rash of the Galvanometer depends on the change in the time integral in coil 3 induced voltage.

Nimmt an Stelle der Blechstärke der Luftspalt zwischen dem zu messendem Blech und dem Meßmagneten zu, dann nimmt das Zeitintegral der in der bIeßspule induzierten Spannung ab und das Galvanometer zeigt einen negativen Ausschlag an. Die dadurch vorgetäuschte Dickenänderung in Prozenten der Solldicke - der Dicke des Vergleichsbleches - ist allerdings sehr viel geringer als die prozentuale Luftspaltänderung.The air gap between the one to be measured takes the place of the sheet thickness Sheet metal and the measuring magnet to, then the time integral of the induced in the BIßspule increases Voltage off and the galvanometer shows a negative deflection. The thereby Simulated change in thickness as a percentage of the nominal thickness - the thickness of the reference sheet - is, however, much less than the percentage change in the air gap.

Zur Korrektur dieses Meßfehlers wird die in den Spulen 3 und 4 induzierte Spitzenspannung herangezogen. Über den Gleichrichter 10 wird der Kondensator 12 auf die Spitzenspannung der Spule 3 und -über den Gleichrichter 11 der Kondensator 13 auf die Spitzenspannung der Spule 4 aufgeladen. Die Entladung der Kondensatoren erfolgt über die Widerstände 14 und 15.To correct this measurement error, the one induced in coils 3 and 4 is used Peak voltage used. The capacitor 12 is supplied via the rectifier 10 on the peak voltage of the coil 3 and -over the rectifier 11 the capacitor 13 is charged to the peak voltage of the coil 4. The discharge the capacitors are made via resistors 14 and 15.

Es werde nun wieder völlige Gleichheit von Meß- und Vergleichsmagnet, von zu messenden Blech und Vergleichsblech und der Luftspalte zwischen den Magneten und Blechen vorausgesetzt. Die in den Spulen 3 und 4 induzierten Spannungen sind dann genau gleich. Das betrifft sowohl den Spitzenwert als auch das Zeitintregal der induzierten Spannungen. Die Kondensatoren 12 und 13 werden dann auf den gleichen Spitzenwert aufgeladen. Macht man nun die Widerstände 14 und 15 genau gleich, dann ist die Spannung am Eingang des Meßverstärkers 16 Null und damit auch seine Ausgangsspannung. Wird jetzt der Luftspalt zwischen dem Meßmagneten und Vergleichsmagneten größer, dann nimmt der Spitzenwert der in der Spule 3 induzierten Spannung stark ab. Unter bestimmten Vernachlässigungen kann man sagen, daß der Spitzenwert dem Luftspalt umgekehrt proportional ist. Mm Eingang des Meßverstärkers 16 ergibt sich deshalb eine negative Spannung. Infolge der Vorzeichenumkehr des Meßverstärkers ergibt sich an seinem Ausgang eine positive Spannung. ueber den Widerstand 17 fließt nun ein Strom durch das Walvanometen der es nach der positiven Seite ausschlagen läßt. Wie bereits beschrieben, verursacht die Vergrößerung des Buftspaltes aber auch wegen der Abnahme des Zeitintegrals der in der Spule 3 induzierten Spannung einen negativen. Ausschlag. Durch richtige Wahl des Widerstandes 17 kann also erreicht werden, daß die aus den beiden Quellen stammenden Ausschläge dem Absolutwert nach gleich sind und sich gegenseitig aufheben.It is now assumed that the measuring and comparison magnets are completely identical, the sheet metal to be measured and the reference sheet metal and the air gap between the magnets and sheets is assumed. The voltages induced in coils 3 and 4 are then exactly the same. This affects both the peak value and the time integral of the induced voltages. The capacitors 12 and 13 are then charged to the same peak value. If you now make the resistors 14 and 15 exactly the same, then the voltage at the input of the measuring amplifier 16 is zero and thus also its output voltage. If the air gap between the measuring magnet and comparison magnet is now larger, then the peak value of the voltage induced in the coil 3 decreases sharply. With certain neglect, the peak value can be said to be inversely proportional to the air gap. A negative voltage therefore results at the input of the measuring amplifier 16. As a result of the sign reversal of the measuring amplifier, a positive voltage results at its output. flows through resistor 17 now a current through the walvanometer which makes it deflect on the positive side. As already described, the enlargement of the air gap also causes a negative voltage because of the decrease in the time integral of the voltage induced in the coil 3. Rash. By choosing the correct resistor 17, it can be achieved that the deflections originating from the two sources are equal in absolute value and cancel each other out.

Da die Änderung des Zeitintegrals der in der Spule 3 induzierten Spannung in Abhängigkeit von der Änderung des Luftspaltes mit der Blechdicke zunimmt, der Spitzenwert der induzierten Spannung jedoch von der Blechdicke fast unabhängig ist, muß die Korrektur des Meßfehler in Abhangigkeit vom Sollwert oder Istwert der Blechdicke beeinflußt werden. Im Ausführungsbeispiel kann das z.B. durch entsprechende einstellung des Widerstandes 17 erfolgen. Das Einstellorgan dieses Widerstandes kann z.B. eine Skala bekommen, die eine Einstellung des Widerstandes nach dem Soll- oder Istwert der Blechdicke ermöglicht. b plikator das Produkt aus der am Galvanometer 9 liegend Spannung mit der Ausgangsspannung des Rechenverst ers 16 gebildet und der Widerstand 17 statt an den gang des Rechen- verstärkers an den Ausgang des Multipl tors angeschlossen werden. Durch Verwendung mehrere ultiplikatoren oder mit Hilfe von Rechnern kann auch ich ein Polynom der Spannung des Gal- vanometers 9 0 r einer sonstigen dem Soll- oder Istwert der Blechstä zu proportionalen Größe gebildet werden. Die Summe des Lolynoms kann eine Spannung sein, an die dann der Wider- W vw v, wv v w vw v v Das an den jiusgang des Rechverstärkers angeschlossene Instrument 18 zeigt die LuStspaltänderung an und ermöglicht so, bleibende Änderung des Luftspaltes zu erkennen und nötigenfalls zu beheben.Since the change in the time integral of the voltage induced in the coil 3 increases with the sheet thickness as a function of the change in the air gap, but the peak value of the induced voltage is almost independent of the sheet thickness, the measurement error must be corrected as a function of the target value or the actual value of the sheet thickness to be influenced. In the exemplary embodiment, this can be done, for example, by setting the resistor 17 accordingly. The setting element of this resistance can, for example, have a scale that enables the resistance to be set according to the target or actual value of the sheet metal thickness. b plikator the product of the lying on the galvanometer 9 Voltage with the output voltage of the computing amplifier 16 formed and the resistor 17 instead of the gear of the arithmetic amplifier connected to the output of the multiplier will. Using multiple multipliers or using I can also calculate a polynomial of the voltage of the gal- vanometers 9 0 r another the setpoint or actual value of the Sheet metal bars are formed to proportional size. The sum of the lolynomial can be a voltage to which the counter W vw v, wv vw vw vv The instrument 18 connected to the junction of the computer shows the change in the air gap and thus enables detect permanent changes in the air gap and correct them if necessary.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (12)

P a t e n t a n s p r ü c h e Anordnung zur induktiven Messung der Dicke oder des Querschnittes von Blechen aus ferromagnetischem Werkstoff mit Hilfe eines Erregermagneten, dadurch den das Blech bis ur Sättigung erregt wird, und der Sättigungsfluß als Maß für die Blechstärke dient, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung der Korrektur des trotz der magnetischen Sättigung durch Änderungen des Luftspaltes zwischen dem Erregermagneten und dem Blech hervorgerufenen Fehlers der Luftspalt gemessen wiXd und das Ergebnis der Messung angezeigt oder / und dem Ergebnis der Dickenmessung zwecks Korrektur des Luftspalteinflusses überlagert wird. P a t e n t a n s p r ü c h e Arrangement for inductive measurement of the Thickness or cross-section of sheet metal made of ferromagnetic material with the help an exciter magnet, which excites the sheet metal to ur saturation, and the Saturation flow serves as a measure of the sheet thickness, characterized in that for Allowing the correction of the despite the magnetic saturation through changes the air gap between the exciter magnet and the sheet metal the air gap is measured and the result of the measurement is displayed and / or the The result of the thickness measurement is superimposed for the purpose of correcting the influence of the air gap. 2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der dem Meßmagneten gegenüberliegenden Seite des Bleches entstehende Fluß gemessen wird.2) Arrangement according to claim 1, characterized in that the on measured on the side of the sheet metal opposite the measuring magnet will. 3) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die Induktivität der Erregerspule des Erregermagneten in der Zeit, während der das zu messende Bleoh ungesättigt ist, gemessen wird.3) arrangement according to claim 1, characterized in that; that the inductance the excitation coil of the excitation magnet in the time during which the Bleoh to be measured is unsaturated, is measured. 4) Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung Ue an der Erregerspul. und eine der zeithohen Änderung des Erregerstromes i proportional. Spannung ui - z.B. die Sekundärspannung eines vom Erregerstrom primarseitig durchflossenen Ubertragers - gemessen und der Quotient aus den beiden Spannungen gebildet wird0 4) Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that the Voltage Ue at the excitation coil. and one of the time-high changes in the excitation current i proportional. Voltage ui - e.g. the secondary voltage of the excitation current on the primary side through which the transformer has flown - measured and the quotient of the two voltages is formed 0 5) Anordnung nach Anspruch 1 und 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spannung ue der Erregerspule durch die Spannung einer zweiten Spule des Meßmagneten ersetzt, die mit dem Erregerfluß oder einem Teil desselben verkettet ist.5) Arrangement according to claim 1 and 3 and 4, characterized in that that the voltage ue of the excitation coil by the voltage of a second coil of the measuring magnet replaced, which concatenated with the excitation flow or a part of it is. 6) Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spule des Meßmagneten so angeordnet wird, daß sie vi <, t z mögliche
nur mit dem durch das Blech gehenden Eluß verkettet ist.6) Arrangement according to claim 5, characterized in that the second coil of the measuring magnet is arranged so that it vi <, tz possible
is only chained to the elut passing through the sheet metal. 7) Anordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennseichnet, daß die weite Spule auch als Meßspule für die Dickenmessung verwendet wird.7) Arrangement according to claim 5 and 6, characterized in that the wide coil is also used as a measuring coil for thickness measurement. 8) Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Erregerspule nur durch die Messung einer der zeitlichen Änderung des Erregerstromes i proportionalen Spannung ui gemessen wird..8) Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that the Inductance of the excitation coil only by measuring one of the changes over time of the excitation current i proportional voltage ui is measured .. 9) Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Erregerspule nur durch die Messung der Spannung 11e der Erregerspule oder der Spannung einer zweiten Spule des Erregermagneten, die mit dem Erregerfluß oder einem Teil desselben verkettet ist, wird.9) Arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that the inductance of the excitation coil only by measuring the voltage 11e of the excitation coil or the voltage of a second coil of the excitation magnet, which is linked to the excitation flux or a part thereof, will. 10) Anordnung nach Anspruch 1 und 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenwerte der jeweiligen Größen gemessen werden.10) Arrangement according to claim 1 and 3 to 9, characterized in that that the peak values of the respective quantities are measured. 11) Anordnung nach Anspruch 1 und 3 bis 10, dadurch gekennzeichne, daß die Induktivität der Erregerspule durch Vergleich mit einer Vergleichsinduktivität gemessen wird.11) Arrangement according to claim 1 and 3 to 10, characterized in that that the inductance of the excitation coil by comparison with a comparison inductance is measured. 12) Anordnung nach Anspruch 1 und 3 bis 11, bei der ür die Dickenmessung ein Meßmagnet und ein Vergleichsmagnet vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vergleichsmagnet auch als Vergleichsinduktivität dient.12) Arrangement according to claim 1 and 3 to 11, in which ür the thickness measurement a measuring magnet and a comparison magnet are provided, characterized in that this reference magnet also serves as reference inductance.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3328225A1 (en) * 1982-08-06 1984-02-09 Australian Wire Industries Pty. Ltd., Sydney, New South Wales Ascertaining conductive coating thickness on ferromagnetic substrate
DE3327762A1 (en) * 1982-08-04 1984-02-09 PA Inc., 77007 Houston, Tex. METHOD AND DEVICE FOR INSPECTING FERROMAGNETIC ELEMENTS

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