RU1796885C - Толщиномер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  толщины различных покрытий на металлических основах. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений, Толщиномер содержит генератор, индуктивный преобразователь , усилитель, блок выборки-хранени , синхронизатор, источник опорного напр жени , сумматор, инди- катор И компаратор. Первый вход компаратора соединен с выходом усилител , а второй вход - с выходом сумматора, первый вход которого соединен с источником опорного напр жени , а второй вход - с выходом блока выборки-хранени , выход компаратора соединен с входом синхронизатора , управл ющего работой блока выборки-хранени  через его первый вход. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  толщины различных покрытий на металлических основах.

Известен толщиномер, содержащий источник посто нного тока, индуктивный преобразователь , соединенный посредством управл емых ключей как с источником посто нного тока, так и повторителем, выход которого соединен через схему измерени  с .индикатором, и схему управлени  (синхронизатор ), соединенную с соответствующими ключами управлени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  толщиномер, содержащий соединенные последовательно генератор, преобразователь и детектор, а также соединенные последовательно блок, вычитани , вход которого подключен к детектору , блок коррекции и сумматор, выход которого подключен к индикатору, и соединенные последовательно блок опорных напр жений и блок автоматического выбора

пределов измерений, второй вход которого соединен с детектором, а выходы - с входами управлени , блок вычитани , коррекции и сумматора.

Недостатками данного толщиномера  вл етс .также низка  томность и ограниченный диапазон измер емых толщин покрытий металлических основ. В данном устройстве низка  точность измерений обусловлена вли нием дрейфа выходного сигнала детектора на значени  сигнала, снимаемого с преобразовател , а ограниченный диапазон измерений обусловлен реальным динамическим диапазоном входных сигналов этого детектора или любого другого блока,выполн ющего его функцию.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений.

Цель достигаетс  тем, что толщиномер, содержащий генератор, соединенный с ним индуктивный преобразователь, источник опорного напр жени  умматор и индикатор , снабжен синхронизатором, блоком вы (Л

с

-ч

45 CN

00 СЛ

борки хранени , компаратором и усилителем , усилитель входом соединен с выходом индуктивного преобразовател , выходом - с первым входом компаратора и первым входом блока выборки-хранени , второй 5 вход компаратора соединен с выходом сумматора , его вход - с входами синхронизатора и индикатора, выход синхронизатора соединен с вторым входом блока выборки- хранени , выход которого подключен к пер- Ю вому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напр жени .

На фиг. 1 приведена структурна  схема толщиномера; на фиг. 2-схема индуктивно- 15 го преобразовател ; на фиг. 3 - эпюры выходных сигналов соответствующих блоков.

Толщиномер содержит генератор 1, индуктивный преобразователь 2, усилитель 3, устройство выборки-хранени  4, синхрони- 20 затор 5, источник опорного напр жени  6, сумматор 7, индикатор 8 и компаратор 9.

Проведенные исследовани  показали, что если питать излучающую систему индуктивного преобразовател  импульсами по- 25 сто нного напр жени , то кривизна переходной характеристики сигнала реакции , воспринимаемого приемной системой индуктивного преобразовател  от металлической основы, наход щейс  в его чувстви- 30 тельной зоне, не зависит от толщины покрыти . Однако на выходе усилител  3, в св зи с ограниченным пределом его динамического диапазона, наблюдаютс  области ограничени  сигнала и они (эти области) 35 тем больше, чем больше величина амплитуды сигнала, поступающего на вход усилите- л  3, т.е. чем тоньше покрытие металлической основы. Максимальное значение этого сигнала имеетс  при Отсутствии 40 какого-либо покрыти .

Благодар  введению в толщиномер компаратора 9 и соответствующих св зей, а именно: соединение первого входа компаратора 9 с выходом усилител  3, а его второ- 45 го входа - с выходом сумматора 7, первый вход которого соединен с источником опорного напр жени  6, а второй вход - с выходом устройства выборки-хранени  4, а также соединение выхода компаратора 9 со 50 входом синхронизатора 5. управл ющего работой устройства выборки-хранени  4 через его первый вход, удалось получить на выходе компаратора 9 импульс, длительность которого находитс  в зависимости от 55 толщины покрыти  металлической основы. При этом в отличие от известных схем толщиномеров в предлагаемом - практически исключено вли ние дрейфа амплитудного значени  выходного сигнала усилител  3 на

результаты измерений. Это происходит благодар  тому, что момент включени  компаратора 9 происходит в момент прекращени  действи  возбуждающего импульса, а включение компаратора 9 происходит в точке переходной характеристики усиленного сигнала посто нно в одной и то же врем , не зависимо от смещени  его относительно какого-то уровн . Таким образом, длительность вырабатываемого компаратором 9 импульса дл  одного и того же сигнала будет посто нна, при этом с увеличением амплитуды сигнала на входе усилител  3 будет увеличиватьс  длительность вырабатываемого компаратором 9 импульса и наоборот с ее уменьшением - уменьшатьс . Последнее позвол ет измер ть толщину покрытий металлических основ во всем диапазоне реальной чувствительности индуктивного преобразовател  2.

В качестве индуктивного преобразовател  может быть использован, например, индуктивный преобразователь (фиг. 2), содержащий излучающую катушку 10 и две идентичные приемные катушки 11, .включенные последовательно-встречно. Плоскость излучающей катушки 10 перпендикул рна плоскости приемных катушек 11, 12. Приемные катушки наход тс  в контуре излучающей. Преобразователь установлен так, что плоскость излучающей катушки параллельна плоскости металлической основы 13с покрытием 14.

Исключение вли ни  зависимости дрейфа амплитудного значени  выходного сигнала усилител  3 на результаты измерений позвол ет использовать его с максимально реализуемым коэффициентом усилени  полезного сигнала.

Это позвол ет во столько раз уменьшить погрешность измерений, во сколько раз увеличиваетс  усиление полезного сигнала .

, Толщиномер работает следующим образом .

Генератор 1 вырабатывает импульсы 15 (фиг. 3, где на оси ординат 16 величина напр жени , а на оси абсцисс 17 - врем ) пр моугольной формы заданной частоты, которые подаютс  на излучающую катушку индуктивного преобразовател . Сигнал реакции основы, воспринимаемый приемными катушками, подаетс  на усилитель 3, где он усиливаетс  и подаетс  на второй (управл емый ) вход устройства выборки-хранени  4 и на первый вход компаратора 9.

На выходе усилител  3 усиленный сигнал реакции основы имеет вид кривой 18, дл  случа  когда толщина покрыти  мала.и вид кривой 19,когда толщина покрыти  велика , т.е. в случае, когда воспринимаетс  сигнал большой амплитуды, длительность насыщени  усилител  3 больше, чем дл  случа , когда воспринимаетс  сигнал меньшей амплитуды. С помощью источника опорного напр жени  б выбираетс  порог срабатывани  20 (Коп) компаратора 9, например , в точке 21 переходного процесса сигнала реакции опоры. Вследствие этого компаратор 9 вырабатывает импульс 22 с длительностью 23 или импульс 24 с длительностью 25 в зависимости от амплитудного значени  воспринимаемого сигнала, т.е. от толщины покрыти . Передний фронт выходного импульса компаратора 9 форми- руетс  в момонт изменени  пол рности вос- принимаемого сигнала, а задний - в выбранной точке 21 переходной характеристики этого сигнала. Выходной импульс компаратора 9 подаетс  на вход синхрони- затора 5, который вырабатывает управл ющий импульс 26 с длительностью 27, с задержкой 28 относительно выходного импульса компаратора 9. Длительность задержки 28 выбираетс  такой когда величина амплитудного значени  переходной характеристики воспринимаемого сигнала реакции от металлической основы практически полностью отсутствует, При нормальной работе усилител  3 на его выходе (после спада переходной характеристики) сигнал отсутствует . Поскольку управл ющий импульс 26 подаетс  на первый (управл ющий) вход устройства выборки-хранени  4. на выходе этого устройства будет отсутствовать сиг-

нал, поскольку в это врем  он отсутствует на втором входе устройства выборки-хранени  4 (имеетс  ввиду амплитудное значение сигнала ). Таким образом, в этом случае на второй вход сумматора не подаетс  какое-либо напр жение сигнала его выходе имеетс  величина напр жени , обусловленна  только значением опорного напр жени , т.е. выбранным порогом срабатывани  20. подаваемым на первый вход сумматора 7. Это напр жение подаетс  на второй вход компаратора 9, что и определ ет моменты его срабатывани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Толщиномер, содержащий генератор, соединенный с ним индуктивный преобразователь , источник опорного напр жени , сумматор и индикатор, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерений, он снабжен синхронизатором, блоком выборки- хранени , компаратором и усилителем, усилитель входом соединен с выходом индуктивного преобразовател , выходом - с первым входом компаратора и первым входом блока выборки-хранени , второй вход ко.мпаратора соединен с выходом сумматора , его выход - с выходом синхронизатора и индикатора, выход синхронизатора соединен с вторым входом блока выборки-хранени , выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напр жени .

   У/////////ШШШ Фиг. 2