SU1018003A1 - Device for measuring mechanical values - Google Patents

Device for measuring mechanical values Download PDF

Info

Publication number
SU1018003A1
SU1018003A1 SU823386732A SU3386732A SU1018003A1 SU 1018003 A1 SU1018003 A1 SU 1018003A1 SU 823386732 A SU823386732 A SU 823386732A SU 3386732 A SU3386732 A SU 3386732A SU 1018003 A1 SU1018003 A1 SU 1018003A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
amplifier
trigger
counter
Prior art date
Application number
SU823386732A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Штин
Сергей Борисович Машкович
Станислав Павлович Перепелов
Владимир Витальевич Кочнев
Original Assignee
Ижевский механический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ижевский механический институт filed Critical Ижевский механический институт
Priority to SU823386732A priority Critical patent/SU1018003A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1018003A1 publication Critical patent/SU1018003A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее последовательно соединенные источник переменлого тока, накладной индукционный преобразователь, усилитель и счетчик, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности , оно снабжено последовательно соединенными детектором, фильтром, дифференциатором , формирователем, триггером и аналоговым ключом, включенным между усилителем и счетчиком, пороговым элементом и нуль-органом, вход порогового элемента соединен с вторым выходом источника переменного тока, а выход - с вторым входом триггера, вход нуль-органа соединен с . выходом усилител , а его выход с вторым входом аналогового ключа.A DEVICE FOR MEASURING MECHANICAL VALUES, containing series-connected alternating current source, invoice transducer, amplifier and counter, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with series-connected detector, filter, differentiator, driver, trigger and analog key connected between an amplifier and counter, a threshold element and a null organ, the input of the threshold element is connected to the second output of the AC source, and the output to the second input trigger trigger, null organ input connected to. output of the amplifier, and its output with the second input of the analog key.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике .и может быть испол зовано в приборах дл  измерени  уси лий и различных физико-механических величин, определ емых механическими напр жени ми. Известны устройства дл  измерени  механических величин,основанны на методе вихревых токов. Такие уст ройства обычно содержат последовате но соединенные источник переменного тока, индукционный преобразователь накладного типа и блок регистрации. Индукционный преобразователь устана ливаетс  на поверхности образца или какой-либо детали. Принцип действи  описанных устройств основан на том, что выходной сигнал индукционн го преобразовател  зависит от удель ного сопротивлени  материаша детали котороео в свою очередь, определ ет с  механическими напр жени миCll. Недостатком подобных устройств  вл етс  мала  чувствительность, та как относительное изменение удельного сопротивлени  при механическом нагружении металлов мало. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  уст ройство дл  измерени  механических величин, содержащее последовательно соединенные источник переменного то ка, накладной :индукционный преобразователь , усилитель и счетчик. Накладной преобразователь устанавлишаетс  на поверхности ферромагнитного издели . Источник переменного тока создает переменное магнитное по ле в объеме ферромагнетика, расположенном в зоне накладного преобразэ вател . Этот объем перемагничиваетс  вследствие чего на выходе преобразо:вател  возникает характерный случайный сигнал - ЭДС от скачков Баркгаузена . Эта ЭДС усиливаетс  и далее поступает на счетчик, который регист рирует среднее число выбросов ЭДС за некоторый уровень селекции. Поскольку интенсивность выходного сигнала индукционного преобразовател  сильно зависит от механических напр жений в ферромагнетике, то и :показани  счетчика также завис т от приложенного усили  или от внутренних напр жений в изделии 2. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерени  из-за вли ни  зазора. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство снабжено последовательно соединенными детектором,фильхром , дифференциатором, формирователем , триггером и аналоговым ключом, включенными между усилителем и счетчиком , пороговым элементом и нульорганом , вход порогового элемента соединен с вторым выходом источника переменного тока, а выход - с вторым входом триггера, вход нуль-органа соединен с вторым выходом усилител , а его выход - с вторым входом аналогового ключа. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы, по сн ющие принцип его работы. Устройство содержит источник 1 переменного тока, пороговый элемент 2, накладной индукционный преобразователь 3, дифференциатор 4, формирователь 5, триггер б, усилитель 7, детектор 8, фильтр 9, нуль-орган 10, аналоговый ключ 11 и счетчик 12. Источник 1, преобразователь 3 и усилитель 7 соединены последовательно , а между усилителем 7 и счетчиком 12 включены последовательно соединенные нуль-орган 10 и аналоговый ключ 11. Последовательно соединенные детектор 8, фильтр 9, дифференциатор 4, формирователь 5 и триггер 6 образуют блок управлени , включенный между усилителем 7 и управл ющим вхо- дом ключа 11. Кроме того, блок управлени  включает пороговый элемент 2, вход которого подключен к выходу источника тока, а выход - к второму входу триггера б. Временные диаграммы включают утрированный сигнал , снимаемый с выхода индукционного преобразовател  3; выходной .сигнал 1/214 с выхода нуль-органа 10; выходной сигнал U, строб-импульс) 15 с триггера 6; сигнал Уд 16 с выхода ключа 11 г выход- ной сигнал Uy 17 источника переменного тока 1; сигнал с выхода . порогового элемента 2; сигнал U-, 19 ЭДС от скачков Баркгаузена, снимаемый с выхода усилител  7; выходной сигнал UQ 20 с фильтра 9, выходной сигнал Ug 21 с дифференциатора 4, выходной сигнал U.g 22 с формировател  5. Принцип действи  устройства основан на том факте, что среднее число пересечений центрированного нормального случайного процесса ( каковым практически  вл етс  выходной сигнал индукционного преобразовател  в данном случае} с нулевым уровнем не зависит от дисперсии или, другими словами, от мощности процесса . Устройство работает следующим образом . Источник 1 переменного тока создает ток, который, протека  по пере лагничивающей оОмотке индукционного преобразовател  3, перемагничивает некоторый ограниченный объем ферромагнитного издели  {не показан). Вследствие этого в измерительной обмотке преобразовател  индуцируетс  ЭДС от скачков Баркгаузена, поступающа  на усилитель 7, Сигнал 13 с выхода усилител  7 поступает на нуль-орган 10 и затем сигнал 14 чере аналоговый ключ 11 - на счетчик 12, который регистрирует среднюю часто:Ту ограниченного сигнала 16. Структура блока управлени , вы ,рабатывающего строб-импульс, опреадел етс  следующим. Ограничение выходного сигнала индукционного преобразовател  приводит к тому, что на изменение мощности сигнала-, вызванно го изменением измер емой величины, счетчик не реагирует так же, как и на изменение, например, зазора между индукционным преобразователем и изделием. Это во многих случа х приводит к уменьшению точности измерени , так как среднее число пересечений сигнала с нулевым уровнем зависит лишь от спектральных характеристик этого сигнала, а последние в некоторых материалах слабо св заны с механическими напр жени ми. В устройстве формируетс  строб-импульс, длительность которого зависит от вре менного сдвига выходного сигнала индукционного преобразовател  относительно выходного сигнала источника п ременного тока. Дри этом учитываетс  также то, что мгновенна  частота пересечений ЭДС от скачков Баркгаузена с нулевым уровнем в течение по лупериода перемагничивани  не  вл е с  посто нной. На вход порогового элемента 2 поступает сигна 17 с выхода источника 1 переменного тока. Уровень срабатывани  порогового элемента 2 определ етс  посто нным Зс1данным уров .нем UQ . Выходной сигнал 18 порогового элемента 2 поступает на первый вход триггера 6, который формирует передний фронт сигнала 15 ( стро 5-импульсаК Этот импульс откЕ :1вает аналоговый ключ 11 и ограниченный сигнал с выхода нуль-органа 10 регистрируетс  счетчиксм 12. Второй фронт сгроб-импульса синхронизирован с характерной точкой ЭДС от ска ков Баркгаузена в частности с ее максимумом. Усиленный сигнал 19 ЭДС детектируетс  детектором 8 и сглаживаетс  фильтром 9. Выходной сигнал 20 фильтра поступает на дифференциатор 4, который вьщел ет момент времени, соответствующий максимуму ЭДС от скачков Баркгаузена. Выходной сигнал 21 хшфференциатора поступает на фО1Я4ирователь 5 и далее (сигнал 22/ на другой вход триггера 6. Последний перебрасываетс , формиру  задний фронт сигнала 15 Дстроб-импульса ;, ангшоговыП ключ 11 закрываетс  и прохождение импульсов на счетчик прекращаетс . Таким образом, в устройстве устранено вли ние на результат измерени  колебаний уровн  селекции (зазора при измерении ЭДС от скачков Баркгаузена .The invention relates to a measurement technique. And can be used in instruments for measuring forces and various physicomechanical quantities determined by mechanical stresses. Devices for measuring mechanical quantities are known based on the eddy current method. Such devices typically contain a sequentially connected alternating current source, a surface-type inductive transducer, and a recording unit. An induction transducer is installed on the surface of the sample or any part. The principle of operation of the described devices is based on the fact that the output signal of the induction converter depends on the resistivity of the material part, which in turn, is determined with mechanical stresses miCll. The disadvantage of such devices is low sensitivity, as the relative change in resistivity during mechanical loading of metals is small. The closest to the technical essence of the invention is a device for measuring mechanical quantities, containing series-connected alternating current source, invoice: induction transducer, amplifier and counter. The patch transducer is installed on the surface of the ferromagnetic product. The alternating current source creates an alternating magnetic field in the volume of a ferromagnet located in the zone of the surface converter. This volume is re-magnetized as a result of which, at the output of the transform: the drift, a characteristic random signal, the emf from Barkhausen jumps, appears. This EMF is amplified and then fed to a meter, which registers the average number of EMF emissions for a certain level of selection. Since the intensity of the output signal of the induction converter strongly depends on the mechanical stresses in the ferromagnet, the reading of the meter also depends on the applied force or on the internal stresses in product 2. The disadvantage of this device is the low measurement accuracy due to the effect of the gap. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a series-connected detector, filter, differentiator, driver, trigger and analog switch connected between the amplifier and counter, the threshold element and the null organ, the input of the threshold element is connected to the second output of the AC source, and the output is connected to the second input trigger, the zero-organ input is connected to the second output of the amplifier, and its output is connected to the second input of the analog switch. Figure 1 presents the block diagram of the proposed device; 2, timing diagrams illustrating its principle of operation. The device contains an AC source 1, a threshold element 2, an overhead induction converter 3, a differentiator 4, a driver 5, a trigger b, an amplifier 7, a detector 8, a filter 9, a zero-body 10, an analog switch 11 and a counter 12. Source 1, a converter 3 and the amplifier 7 are connected in series, and between the amplifier 7 and the counter 12 are connected in series the null-organ 10 and the analog switch 11. The serially connected detector 8, filter 9, differentiator 4, driver 5 and trigger 6 form a control unit connected between an amplifier 7 and a control key 11. vho- house Furthermore, the control unit 2 includes a threshold element having an input connected to the output of the current source, and an output - to a second input of flip-flop used. Timing diagrams include an exaggerated signal taken from the output of the induction converter 3; output signal 1/214 from the output of the null organ 10; output signal U, strobe-pulse) 15 from trigger 6; signal Ud 16 from the key output 11 g output signal Uy 17 of the AC source 1; signal from the output. threshold element 2; U-, 19 EMF signal from Barkhausen jumps, taken from the output of amplifier 7; the output signal UQ 20 of the filter 9, the output signal Ug 21 of the differentiator 4, the output signal Ug 22 of the driver 5. The principle of the device is based on the fact that the average number of intersections of the centered normal random process (which is practically the output of the induction converter in in this case} with a zero level does not depend on the dispersion or, in other words, on the power of the process. The device works as follows. The AC source 1 generates a current which The first of the induction transducer 3, peremagnetises some limited amount of ferromagnetic product (not shown). As a result, in the measuring winding of the converter, an emf from Barkhausen jumps is sent to amplifier 7, Signal 13 from amplifier 7 goes to null organ 10 and then signal 14 through analog switch 11 to counter 12, which often records the average: Tu of a limited signal 16. The structure of the control unit that operates the strobe pulse is determined as follows. The limitation of the output signal of the induction converter causes the counter to react to a change in signal power, caused by a change in the measured value, as well as to a change, for example, the gap between the induction converter and the product. This in many cases leads to a decrease in the measurement accuracy, since the average number of crossings of a signal with a zero level depends only on the spectral characteristics of this signal, and the latter in some materials are weakly related to mechanical stresses. A strobe pulse is formed in the device, the duration of which depends on the time shift of the output signal of the induction converter relative to the output signal of the variable current source. This also takes into account the fact that the instantaneous frequency of EMF intersections from Barkhausen jumps with a zero level during the polarization reversal cycle is not constant. The input of the threshold element 2 receives a signal 17 from the output of the AC source 1. The trigger level of the threshold element 2 is determined by a constant Sc1 data level UQ. The output signal 18 of the threshold element 2 is fed to the first input of the trigger 6, which forms the leading edge of the signal 15 (5 pulse). This pulse is sent: 1 the analog key 11 and a limited signal from the output of the zero body 10 is recorded by the counter 12. The second front of the coffin pulse synchronized with the characteristic EMF from Barkhausen skips, in particular, with its maximum. The amplified signal 19 is detected by the detector 8 and smoothed by filter 9. The output signal 20 of the filter goes to differentiator 4, which is time corresponding to the maximum emf from the Barkhausen jumps. The output signal 21 of the differentiator enters the FO1H4 5 and further (the signal 22 / at the other trigger input 6. The latter is thrown, forming the falling edge of the 15 Dstrob pulse; the back switch 11 switches off and the pulse passes to the counter stops Thus, the device eliminated the effect on the measurement result of fluctuations in the selection level (the gap in the measurement of EMF from Barkhausen jumps.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее по- > следовательно соединенные источник переменного тока, накладной индук ционный преобразователь, усилитель и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными детектором, фильтром, дифференциатором, формирователем, триггером и аналоговым ключом, включенным между усилителем и счетчиком, пороговым элементом и нуль-органом, вход порогового элемента соединен с вторым: выходом источника переменного* тока, а выход - с вторым входом триггера, вход нуль-органа соединен с вторым . выходом усилителя, а его выход -DEVICE FOR MEASURING MECHANICAL VALUES, containing alternately connected> alternating current source, overhead induction converter, amplifier and counter, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with a detector, filter, differentiator, shaper, trigger and analog connected in series key included between the amplifier and the counter threshold element and zero-body, a threshold element connected to a second input: * output AC current source, and an output - to a second input trigger input-body coupled to a second zero. amplifier output, and its output - i..c вторым входом аналогового ключа.i..c is the second input of the analog key. гиг.1gig. 1
SU823386732A 1982-01-27 1982-01-27 Device for measuring mechanical values SU1018003A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823386732A SU1018003A1 (en) 1982-01-27 1982-01-27 Device for measuring mechanical values

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823386732A SU1018003A1 (en) 1982-01-27 1982-01-27 Device for measuring mechanical values

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1018003A1 true SU1018003A1 (en) 1983-05-15

Family

ID=20994055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823386732A SU1018003A1 (en) 1982-01-27 1982-01-27 Device for measuring mechanical values

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1018003A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Дефектоскопи , 1973, I 5, с.30-33. 2. Патент US 3706028, .: Kjri G 01 R 33/12, 1972 (прототип) ., *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4290018A (en) Magnetic field strength measuring apparatus with triangular waveform drive means
SU1018003A1 (en) Device for measuring mechanical values
SU1368799A1 (en) Device for measuring asymmetry of a.c. voltage
SU1062592A1 (en) Magnetic noise structuroscopy device
SU1147965A1 (en) Device for checking ferromagnetic articles
SU1093961A1 (en) Device for inspecting ferromagnetic articles
SU538284A1 (en) The method of quality control of ferromagnetic materials and products from them
SU1368765A1 (en) Method and apparatus for checking physico-mechanical properties of ferromagnetic articles
SU859901A1 (en) Method of magnetic noise structuroscopy
SU947738A1 (en) Method of non-destructive checking of ferromagnetic material articles
SU918800A1 (en) Device for measuring forces
SU1104407A1 (en) Digital eddy-current meter of electrical conductivity
SU444141A1 (en) Device for determining dynamic magnetization reversal curves for samples from ferromagnetic materials
SU616573A1 (en) Device for magnetic-noise structuroscopy
SU515985A2 (en) Fluxgate flaw detector
SU864106A1 (en) Method of magnetic noise structuroscopy of articles from ferromagnetic materials
SU1004926A1 (en) Device for measuring constant magnetic induction
SU1323945A1 (en) Device for pulsed eddy-current check
SU926583A1 (en) Method of magnetic noise structuroscopy
RU1827618C (en) Apparatus for testing ferromagnetic articles
SU537313A1 (en) The method of measuring the time of the magnetic effect
SU894540A1 (en) Method of magnetic noise structuroscopy
SU970086A1 (en) Device for checking coating thickness
SU1640625A1 (en) Device for pulsed eddy current testing
SU932433A1 (en) Method and device for measuring magnetic field gradient