SU1070464A1 - Device for measuring conductivity - Google Patents

Device for measuring conductivity Download PDF

Info

Publication number
SU1070464A1
SU1070464A1 SU823482838A SU3482838A SU1070464A1 SU 1070464 A1 SU1070464 A1 SU 1070464A1 SU 823482838 A SU823482838 A SU 823482838A SU 3482838 A SU3482838 A SU 3482838A SU 1070464 A1 SU1070464 A1 SU 1070464A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
winding
converter
eddy current
Prior art date
Application number
SU823482838A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Гордиенко
Анатолий Яковлевич Тетерко
Владимир Георгиевич Рыбачук
Original Assignee
Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Физико-Механического Института Им.Г.В.Карпенко
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 Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко, Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Физико-Механического Института Им.Г.В.Карпенко filed Critical Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко
Priority to SU823482838A priority Critical patent/SU1070464A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1070464A1 publication Critical patent/SU1070464A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ, содержащее фазойэмеритель, индикатор, генератор переменного напр жени , образцовый резистор, компенсирующий трансформатор, первинна  обмотка которого включена последовательно с обмоткой возбуждени  вихретокового датчика, конец вторичной обмотки подключен через измерительную обмотку вихретокового датчика .к общей шине, отлнчающеес   Тем, что, с целью повышени  точности, оно дополнительно снабжено управл емым делителем, фильтром, первым и вторым усилител ми, коммутатором , формирователем, амплитудным селектором, первым, вторым и третьим источниками опорного напр жени , первым и вторым блоками сравнени , первым и вторым блоками вычитани , первым и вторым преобразовател ми , первом и вторым элементами совпадени , реверсивнЕЛ«1 счетчиком и цифроаналоговым преобразователем , при этом первична  обмотка . компенсирующегго трансформатора выполнена из двух секций, соединенных последовательно и согласно, выход генератора переменного напр жени  подключен к первому входу управл емого делител , выход которого через последовательно включенные фильтр и второй усилитель подключен к первому входу коммутатора, первый и второй выходы которого подсоединены к соответствующим выводам первой секции первичной обмотки компенсирующего трансформатора, начало вторичной обмотки трансформатора подклю чено через первый усилитель к первому входу фазоизмерител , а конец вторичной обмотки трансЛорматора через амплитудный селектор подключен к второму входу коммутатора, обща  шина через образцовый резистор подключена к входу первого пре (Л образовател , к второму входу фазоизмерител  и к концу возбуждающей обмотки вихретокового датчика, выход первого преобразовател  подсоединен к первому входу первого блока сравнени , второй вход которого подклю-. чен к выходу первого источника опорного напр жени , а выход подсоединен к второму входу управл емого делител , первый вход которого псУд sj ключен через формирователь к первым о J входам первого и второго элементов совпадени , выход фазоизмерител  подсоединен к первым входам первого и второго блоков вычитани , втоOiib рой вход первого блока вычитани  подключен к выходу второго источника опорного напр жени , а его выход подсоединен к первому входу второго блока сравнени , второй вход которого подключен к Ьыходу цифроаналогового преобразовател  и к второму входу второго блока вычитани , выход которого подключен к индикатору, а третий вход блока вычитани  через второй преобразователь подсоединен к выходу третьего источника опорного напр жени , перDEVICE FOR MEASURING SPECIFIC CONDUCTIVITY comprising fazoyemeritel indicator, alternator voltage exemplary resistor, compensating transformer, Parvin winding is connected in series with the excitation winding of the eddy current sensor, the end of the secondary winding is connected via the measuring coil of the eddy current sensor .k common bus otlnchayuschees Those that, in order to increase accuracy, it is additionally equipped with a controlled divider, filter, first and second amplifiers, a switch the shaper, the amplitude selector, the first, second and third sources of the reference voltage, the first and second blocks of the comparison, the first and second blocks of the subtraction, the first and second converters, the first and second elements of the match, reversible 1 with the counter and digital-analog converter, while primary winding. The compensating transformer is made of two sections connected in series and according to, the output of the alternating voltage generator is connected to the first input of the controlled divider, the output of which is connected through the series-connected filter and the second amplifier to the first input of the switch, the first and second outputs of which are connected to the corresponding terminals of the first the primary winding section of the compensating transformer, the beginning of the secondary winding of the transformer is connected via the first amplifier to the first input phase meter, and the end of the secondary winding of the transLormator is connected via an amplitude selector to the second input of the switch, the common bus is connected through an exemplary resistor to the input of the first pre (L generator, to the second input of the phase meter and to the end of the exciting winding of the eddy current sensor, the output of the first converter is connected to the first adapter, and the end of the exciting winding of the eddy current sensor, the output of the first converter to the first converter, and the end of the exciting winding of the eddy current sensor, the output of the first converter to the first converter, and the end of the exciting winding of the eddy current sensor, the output of the first converter to the first converter and the end of the exciting winding of the eddy current sensor; comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first source of reference voltage, and the output is connected to the second input of the controlled divider, the first input of which The sJ is connected via the driver to the first about J inputs of the first and second elements, the phase meter output is connected to the first inputs of the first and second subtractors, the second input of the first subtractor is connected to the output of the second voltage source, and its output is connected to the first the input of the second comparison unit, the second input of which is connected to the output of the digital-to-analog converter and to the second input of the second subtraction unit, the output of which is connected to the indicator, and the third input of the subtraction unit The second transducer is connected to the output of the third reference voltage source,

Description

вый и второй выходы второго блока сравнени  подключены к вторым входам соответственно первого и второ .го элементов совпадени , третьи входы которых подсоединены к выходу амплитудного селектора, а выходыthe left and second outputs of the second comparison unit are connected to the second inputs of the first and second matches of the first, respectively, the third inputs of which are connected to the output of the amplitude selector, and the outputs

.элементов совпадени  подключены соответственно к входам пр мого и инверсного счета реверсивного счетчика , выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразовател .The coincidence elements are connected respectively to the inputs of the forward and inverse counts of the reversible counter, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the digital-to-analog converter.

Изобретение относитсг  к электроизмерени м ,, в частности к неразрушающему контролю параметров материалов электромагнитными методами, и может быть использовано дл измерени  удельной электропроводности н магнитных электропровод щих материалов . Известно устройство, содержащее генератор, вихретоковый датчик, пре варительный усилитель, фазовращател первый и второй усилители-ограничители , первый и второй формирователи пр моугольных импульсов, первый второй, третий и четвертый дифферен цирующие формирователи, первый и второй триггеры и индикатор, причем первый и второй выходы генера . тора подключены соответственно к возбуждающей обмотке вихретокового датчика и входу фазовращател , выход фазовращател  через первый уси литель-ограничитель подсоединен к входу первого Формировател  пр моугольных импульсов, первый выход формировател  пр моугольных импуль сов через первый дифференцирующий формирователь соединен с первым входом первого триггера, второй вы ход первого формировател  пр моуго ньзх импульсов через второй дифференцирующий формирователь соединен с первым входом второго триггера, выход вихретокового датчика через последовательно соединенные предварительный усилитель и усилительограничитель подключен к входу, вто рого формировател  пр моугольных импульсов, первый выход которого через третий дифференцирующий формирователь соединен с вторым вхо|дом первого триггера, второй выход второго формировател  пр моугольных импульсов через четвертый диф ференцирующий формирователь соединен с вторым входом второго триггера , а выходы первого и второго триггеров подключены соответственн к первому и второму входам индикатора СП . Недостаток указанного устройства - мала  точность измерений вслед ствие фазовой погрешности, воз°никающей из-за нестабильности величины тока возбуждени  вихретокового датчика , а также из-за нестабильности фазовых характеристик самого вихретокового датчика, предварительного усилител , фазовращател  и формирователей . Эти нестабильности привод т к погрешности измерени  фазы выходного сигнала вихретокового датчика, котора  регистрируетс  индикатором как изменение электропроводности . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  электропроводности , содержащее генератор переменного напр жени , вихретоковый датчик, компенсационный трансформатор , образцовые резистор и конденсатор , переключатель, фазоизмеритель , снабженный переменным Фазовращателем и индикатор, в котором первый выход генератора переменного напр жени  подсоединен к первичной обмотке компенсационного трансформатора , включенной последовательно с обмоткой возбуждени  вихретокового датчика, конец вторичной обмотки компенсационного трансформатора подключен через измерительную обмотку вихретокового датчика к общей шине и ее начало подсоединено к первому входу фазоиэмерител , обмотка вихретокового датчика через последовательно соединенные резистор, конденсатор и переключатель подключена к первому выходу генератора переменного напр жени , второй выход которого через переменный фазовращатель соединен с вторым входом фазои.змерител , выход фазоизмерител  подключен к входу индикатора С21. 1 Недостатком известного устройства  вл етс  мала  точность измерений, обусловленна  нестабильностью величины тока в возбуждающей обмотке вихретокового датчика, что приводит к нестабильности фазы выходного напр жени  вихретокового датчика, а также нестабильностью фазовых характеристик вихретокового датчика, компенсационного трансформатора, фазовращател  и нестабильностью ко-эффициента преобразовани  фазоизме pHtenH. Эти нестабильности вызываю изменение выходного сигнала фазоизмерител  при неизменной электропроводности контролируемого матер ала, что и приводит к погрешности измерений. Цель изобретени  - повышение то ности устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  удель электропроводности, содержащее фазоизмеритель , индикатор, генератор переменного напр жени , образцовый резиетор, компенсирующий трансформатор , первична  обмотка которого включена последовательно с обмоткой возбуждени  вихретокового датчика, конец вторичной обмотки подключен через измерительную обмо ку вихретокового датчика к общей ши не, дополнительно снабжено управл емым делителем, фильтром, первым и вторым усилител ми, коммутатором формирователем, амплитудным селектором , первым, вторым и третьим источниками опорного напр жени , первым и вторым блоками сравнени , первым и вторым блоками вычитани , первым и вторым преобразовател ми, первым и вторым элементами совпадени , реверсивным счетчиком и цифроаналоговым преобразователем,при это первична  обмотка компенсирующего трансформатора выполнена из двух секций, соединенных последов ательно и согласно, выход генератора переменного напр жени  подключен к первому входу управл емого делител , выход -которого через последовательно включенные фильтр и второй усилитель подключен к первому входу коммутатора, первый и второй выходы которого подсоединены к соответствующим выводам первой секции первичной обмотки компенсирующего трансформатора, начало вторичной обмотки трансформатора подключено через первичный усилитель к первому входу фазоизмерител , а конец,вторичной обмотки трансформатора через амплитудный селектор подключен к второму входу коммутатора, обща  шина через образцовый резистор подключена к входу первого преобразовател , к второму входу фазоизмерител  и к .концу возбуждающей обмотки вихретокового датчика, выход первого преобразовател  подсоединен к первому входу первого блока сравнени , второй вход которого под ключен к выходу первого источника опорного напр жени , а выход подсоединен к второму входу управл емо го делител , .первый вход которого подключен через формирователь к пер вым входам первого и второго элементов совпадени , выход фазоизмерител  подсоединен к первым входам первого и второго блоков вычитани , второй вход первого блока вычитани  подключен к выходу второго источника опорного напр жени ,, а его выход подсоединен к первому входу второго блока сравнени , второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател  и к второму входу второго блока вычитани , выход которого подключен к индикатору, а третий вход блока вычитани  через второй преобразователь подсоединен к выходу третьего источника опорного напр жени , первый и второй выходы второго блока сравнени  подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов совпадени , третьи входы которых подсоединены к выходу амплитудного селектора, а выходы элементов совпадени  подключены соответственно к входам пр мого и инверсного счета реверсивного счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналого ого преобразовател . На чертеже приведена блок-схема .предлагаемого устройства. Схема содержит генератор 1 переменного напр жени , выход которого подключен через управл емый делитель 2, фильтр 3 и второй усилитель 4 к первому входу коммутатора 5, выходы которого подсоединены к первой секции первичной обмотки компенсирующего трансформатора б, котора  подключена согласно-последовательно с обмоткой возбуждени  вихретокового датчика 7, котора  через образцовый резистор 8 подключена к.общей шине. Вторична  обмотка трансформатора б подсоединена последовательно-встречно с измерительной обмоткой датчика 7. Потенциальный вывод резистора 8 подключен к входу первого преобразовател  9, выход которого подключен к первому входу первого блока 10 сравнени , к второму входу которого подключен выход первого источника 11 опорного напр жени . Выход блока 10 подключен к второму входу делител  2. Первый вход второго блока 12 сравнени  подключен к выходу первого блока 13 вычитани , второй вход которого подсоединен к выходу второго источника 14 опорного напр жени , а первый вход подсоединен к выходу фазоизмерител  15, первый вход которого подключен к выходу трансформатора 6, через первый усилитель 16, а второй вход к резистору 8. Измерительна - обмотка датчика 7 подсоединена через амллитудный селектор 17 к второму входу коммутатора 5. Первый вход второго блока 18 вычитани  подключен к выходу фаэоизмерител  15 и к первому входу блока 13. Третий вход блока 18 подсоединен к выходу третьего источника 1 опорного напр жени  через второй преобразователь 20. Вторые входы элементов 21 и 22 совпадени  подсоединены к выходу селектора 17, а третьи входы - к выходам блока 12 Выходы элементов 21 и 22 подключены к входам пр мого и инверсного сч та 23 реверсивного счетчика, выходы которого подсоединены к входам цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) 24, выход которого подключен к второму входу блока 18. Выход генератора 1 через формирователь 25 подключен к первым входам элементов 21 и 22. Выход блока 18 подсоединен к индикатору 2,6. Устройство работает следующим образом. I J . , Генератор 1 переменного напр жени  вырабатывает напр жение фикси рованной частоты, которое .поступает на первый вход управл емого делител  2 напр жени . Выходной сигнал управл емого делител  2 напр жени  подаетс  на вход фильтра 3, который выдел ет из него гармоническое напр жение основной частоты. Это гарм ническое напр жение усиливаетс усилителем 4 и поступает на вход коммутатора 5. В режиме измерений при установке вихретокового датчика 7 на контролируемый материал амплитудный селектор 1-7 настраивают так, чтобы его выходной сигнал был равен нулю. Нулевой сигнал с выхода амплитудного селектора 17 переводит коммутатор 5 в одно состо ние и одновременно закрывает элементы 21 и 22. Ток возбуждени  с первого выхода коммутатора 5 поступает на последовательно соединенные первичную обмотку компенсирующего трансформатора б, воэбуждак щую обмотку вихретокового датчика 7 и образцовы резистор 8. При этом ток возбуждени  протекает, по обеим секци м первичной обмотки компенсирук цего тран форматора б, выходное напр жение которого компенсирует напр жение хо лостого хода вихретокового датчика 7 (когда вихретоковый датчик 7 находитс  в возДухе). Напр жение, возникак дее на образцовом резисторе 8 и равное Uaj« Og в, , поступает на вход преобразовател  9 пере менного напр жени  в посто нное, который преобразует его в посто нное напр жение Uq-kjUee-Kq.ae.ee , (1) где Cg - сопротивление резистора 8; ) - коэффициент преобразовани  преобразовател  9; За - ток через резистор 8. Выходное напр жение преобразовател  9 подаетс  на первый вход блока 10 сравнени . Блок 10 сравнени  сравнивает его с выходным напр жением источника 11 опорного напр жени , которое поступает на его второй вход. Выходной сигнал блока 10 сравнени  воздействует на второй вход управл емого делител  2 напр жени  и измен ет его коэффициент преобразовани  (и величину тока возбуждени ) таким образом, чтобы напр жени  на входах блока 10 были равными, т.е. Ug Лз (ig } , где Ui const - выходное напр жение источника 11 опорного напр жени . faK как коэффициент преобразовани  Kg преобразовател  ,9 и сопротивление Rg образцового резистора 8 посто нны, то из (2) следует, что величина тока возбуждени  Jg также будет посто нной, независимо от параметров генератора 1 переменного напр жени , управл емого делител  2 напр жени , фильтра 3, усилител  4, коммутатора 5, первичной обмотки компенсационного трансформатора б и обмотки возбуждени  вихретокового датчика 7. Вносимое.напр жение, возникающее при установке вихретокового датчика 7 на контролируемый материал , усиливаетс  первым усилителем 16 и поступает на первый вход фазоизмерител  15, который измер ет его фазу. На второй вход фазоизмерител  15 подаетс  опорный сигнал с резистора 8. Так как фаза вносимого напр жени  однозначно св зана с удельной электропроводностью материала, то выходной сигнал фазоизмерител  15 также будет пропорционален удельной электропроводности. Напр жение с выхода фазоизмерител  15 поступает на первые входы блоков 18 и вычитани . Режим коррекции погрешности измерени  устройства реализуетс  при отводе вихретокового датчика от поверхности материала. Амплитуда напр жени  на измерительной обмотке датчика 7 измен етс  и срабатывает « подключенный к ней амплитудный селектор 17. Сигнал на его выходе/ становитс  равным логической ,. Он открывает по вторым входам элементов 21 и 22, а также переключает коммутатор 5 в другое состо ние . В результате ток возбуждени  от второго выхода коммутатора 5 про текает только по виткам второй секции первичной обмотки компенсирующего трансформатора 6. При этом напр жение вторичной обмотки компенсационного трансформатора только частично компенсирует напр жение хо лостого хода вихретокового датчика и на входе усилител  16 возникает напр жение разбаланса, амплитуда и фаза которого завис т от величины тока возбуждени , количества витков обмоток вихретокового датчика 7 и компенсирующего трансформатора 6 и электрических параметров измерительной обмотки датчика 7 и вторичной обмотки компенсирующего трансформатора 6. Так как количество вит ков обмоток неизменно, а величина тока возбуждени  поддерживаетс  посто нной , то фаза сигнала разбаланса в режиме коррекции зависит только от электрических параметров измерительной обмотки вихретокового датчика 7 и вторичной обмотки транс форматора 6. Амплитуда сигнала разбаланса при посто нной величине тока возбуждени  зависит от соотношени  числа витков секций первичной обмотки трансформатора 6 и от магни ной св зи его вторичной обмотки с каждой из секций первичной обмотки. Соотношение витков секций первичной обмотки трансформатора 6 и магнитную св зь его-вторичной обмотки с каждой из секций первичной обмотки устанавливают таким, чтобы амплитуда сигнала разбаланса .соответствовала амплитуде вносимого напр жени  в диапазоне измер е1иш1х значений удельной электропроводности. В режиме коррекции на выходе фазо:измерител  15 имеетс  ,некоторое |посто нное напр жение , пропорциональное фазе сигнала разбаланса. При настройке, когда устройство работает в режиме коррекции, величину напр жени  источника 14 .опорного на пр жени  устаналивают равной величине напр жени  фазоизмерител  15 в момент настройки . Напр жение на выходе блока 13 вычитани  в этом случае равно нулю. Реверсивный счетчик 23 сброшен в нулевое состо ние и выходное напр жение цифроаналогового преобразовани  24 также равно нулю. Если в поел едугмцем вследствие действи  дестабилизирующих факторов измен ютс  параметры вихретокового датчика компенсирующего трансформатора 6, усилител  16 и фазоизмерител  15, то при очередной коррекции выходной , сигнал фазоизмерител  15 уже не будет равен значению . На выходе блока 13 вычитани  по витс  разностный сигнал .(3) где - выходной сигнал фазоизмерител  15 при очередной коррекции. Это разностное напр жение в свою очередь сравниваетс  блоком 12 сравнени  с выходным напр жением Чг цифроаналогоаого преобразовател  24. Если , то на первом выходе блока 12 сравнени  по витс  сигнал логической , который открывает элемент 21 по третьему входу и счетные импульсы от формировател  25 счетных импульсов поступают на вход пр мого счета.реверсивного счетчика 23, ..в котором записываетс  соответствующий код. Этот код преобразуетс  цифроаналоговым преобразователем 24 в пропорциональное напр жение U2I, . и как только оно станет равным напр жению U/i$ , сигнал на первом выходе блока 12 сравнени  станет равным нулю и поступление импульсов в счетчик 23 прекратитс . Если же UAJ t , то сигнал ло;Гической по витс  на втором выходе блока 12 сравнени  и им пульсы от формировател  25 через элемент 22 будут поступать на вход инверсного счета реверсивного счетчика 23. Код в счетчике и соответственно напр жение цифроаналогового преобразовател  24 будут уменьшатьс , пока напр жени  на входах блока 12 сравнени  не сравн ютс : U7 U,5 UjK-U 5 M (4) выходное напр жение ЦАП-24 равт .е но по величине и знаку сигналу ошибки , возникаклцей из-за нестабильности параметров вихретокового датчика 7., компенсирующего трансфо{ атора 6, предварительного усилител  16 и фазоиэмерите/1Я 15. В ходе последующих измерений элементы 21 и 22 закрыты нулевым сигналом с выхода амплитудного селектора 17. Код в счетчике 23 и напр жение на выходе цифроаналогового преобразовател  24, при этом не мен ютс . Напр жение (iii поступает также на второй вход блока 18 вычитани  и вычитаетс  из выходного сигнала фазоизмерител  15. Тем самым компенсируетс  погрешность от нестабильности параметров вихретокового датчика 7, компенсирующего трансформатора 6, предварительного усилител  16 и фазоизмерител  15. В результате повышаетс  точность измерений по сравнению с известным устройством в 5-10 раз.The invention relates to electrical measurements, in particular, to non-destructive testing of material parameters by electromagnetic methods, and can be used to measure the electrical conductivity and magnetic conductive materials. A device is known comprising a generator, a eddy current sensor, a preparatory amplifier, a first and second limiter amplifiers, first and second square pulse drivers, first second, third and fourth differential drivers, first and second triggers, and Outputs General. the torus is connected respectively to the excitation winding of the eddy current probe and the input of the phase shifter, the output of the phase shifter through the first amplifier-limiter is connected to the input of the first Square pulse shaper, the first output of the square driver, through the first differentiating driver, is connected to the first input of the first trigger, the second output of the first driver of the forward pulse ng pulse through the second differentiating driver connected to the first input of the second trigger, the output of the eddy current and through a serially connected preamplifier and an amplifier, the limiter is connected to the input of the second square pulse former, the first output of which is connected to the second input of the first trigger through the third differentiating driver, and the second output of the second square pulse former through the fourth differential former connected to the second the input of the second trigger, and the outputs of the first and second triggers are connected respectively to the first and second inputs of the SP indicator. The disadvantage of this device is the low measurement accuracy due to phase error due to the instability of the magnitude of the excitation current of the eddy current probe, as well as due to the instability of the phase characteristics of the eddy current probe itself, preamplifier, phase shifter and drivers. These instabilities lead to an error in measuring the phase of the output signal of the eddy current probe, which is recorded by the indicator as a change in electrical conductivity. Closest to the proposed technical entity is a device for measuring conductivity, comprising an alternating voltage generator, an eddy current sensor, a compensation transformer, an exemplary resistor and a capacitor, a switch, a phase meter equipped with a variable phase shifter and an indicator in which the first output of the alternating voltage generator is connected to the primary winding of the compensation transformer connected in series with the excitation winding of the eddy current sensor, end W The normal winding of the compensation transformer is connected through the measuring winding of the eddy current sensor to the common bus and its beginning is connected to the first input of the phase meter, the winding of the eddy current sensor is connected through a series-connected resistor, a capacitor and a switch connected to the first output of the alternator, the second output of which is connected through an alternating phase shifter the second input of the phase meter, the phase meter output is connected to the input of the indicator C21. 1 A disadvantage of the known device is the low measurement accuracy due to the instability of the current value in the exciting winding of the eddy current sensor, which leads to the instability of the output voltage phase of the eddy current sensor, as well as the instability of the phase characteristics of the eddy current sensor, compensation transformer, phase shifter and the instability of the conversion factor. pHtenH. These instabilities cause a change in the output signal of the phase meter at a constant electrical conductivity of the material being monitored, which leads to measurement errors. The purpose of the invention is to increase the device’s capacity. This goal is achieved by the fact that a device for measuring specific conductivity, containing a phase-measuring device, an indicator, an alternating voltage generator, an exemplary resistor, a compensating transformer, the primary winding of which is connected in series with the excitation winding of the eddy current sensor, the end of the secondary winding is connected through the measuring wind of the eddy current sensor to common bus not, additionally equipped with a controlled divider, filter, first and second amplifiers, switch shaper, amplitude the selector, the first, second and third sources of the reference voltage, the first and second blocks of the comparison, the first and second blocks of the subtraction, the first and second converters, the first and second elements of the match, a reversible counter and a digital-analog converter, with the primary winding of the compensating transformer made of two sections connected in series and according to, the output of the alternating voltage generator is connected to the first input of the controlled divider, the output of which through series-connected the filter and the second amplifier are connected to the first input of the switch, the first and second outputs of which are connected to the corresponding pins of the first primary section of the compensating transformer, the beginning of the secondary winding of the transformer is connected through the primary amplifier to the first input of the phase meter, and the end of the secondary winding of the transformer is connected through an amplitude selector to to the second input of the switch, the common bus is connected through an exemplary resistor to the input of the first converter, to the second input of the phase meter and to The end of the excitation winding of the eddy current sensor, the output of the first converter is connected to the first input of the first comparison unit, the second input of which is connected to the output of the first source of reference voltage, and the output connected to the second input of the controllable splitter, the first input of which is connected through the driver to the first inputs of the first and second elements of the match, the phase meter output is connected to the first inputs of the first and second subtraction units, the second input of the first subtraction unit is connected to the output of the second source The reference voltage nickname ,, and its output are connected to the first input of the second comparator unit, the second input of which is connected to the output of the digital-to-analog converter and the second input of the second subtraction unit, the output of which is connected to the indicator, and the third input of the subtraction unit is connected via the second converter to the output The third reference voltage source, the first and second outputs of the second comparison unit are connected to the second inputs of the first and second matches, respectively, the third inputs of which are connected to the output the amplitude selector, and the outputs of the coincidence elements, respectively, to the inputs of the forward and inverse counts of the reversible counter, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the digital-to-analog converter. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The circuit contains an alternating voltage generator 1, the output of which is connected through a controlled divider 2, a filter 3 and a second amplifier 4 to the first input of the switch 5, the outputs of which are connected to the first section of the primary winding of the compensating transformer b, which is connected in series with the eddy current winding sensor 7, which through an exemplary resistor 8 is connected to the common bus. The secondary winding of the transformer b is connected in series with the measuring winding of the sensor 7. The potential lead of the resistor 8 is connected to the input of the first converter 9, the output of which is connected to the first input of the first comparison unit 10, to the second input of which the output of the first voltage source 11 is connected. The output of unit 10 is connected to the second input of divider 2. The first input of the second comparison unit 12 is connected to the output of the first subtraction unit 13, the second input of which is connected to the output of the second source 14 of the reference voltage, and the first input is connected to the output of phase meter 15, the first input of which is connected to the output of the transformer 6, through the first amplifier 16, and the second input to the resistor 8. Measuring - sensor 7 winding is connected via an am- select selector 17 to the second input of the switch 5. The first input of the second subtractor 18 is connected to the output oa phase measurement unit 15 and to the first input of block 13. The third input of block 18 is connected to the output of the third source 1 of the reference voltage through the second converter 20. The second inputs of the elements 21 and 22 of the match are connected to the output of the selector 17, and the third inputs to the outputs of the block 12 Outputs elements 21 and 22 are connected to the direct and inverse account 23 of the reversible counter, the outputs of which are connected to the inputs of the digital-to-analog converter (DAC) 24, the output of which is connected to the second input of the unit 18. The output of the generator 1 through the driver 25 is connected ene to first inputs of elements 21 and 22. The output block 18 is connected to the indicator 2.6. The device works as follows. I j. The alternating voltage generator 1 produces a voltage of a fixed frequency, which is fed to the first input of the controlled voltage divider 2. The output of controlled voltage divider 2 is fed to the input of filter 3, which separates the harmonic voltage of the fundamental frequency from it. This harmonic voltage is amplified by amplifier 4 and fed to the input of switch 5. In the measurement mode, when the eddy current sensor 7 is mounted on the monitored material, the amplitude selector 1-7 is adjusted so that its output signal is zero. The zero signal from the output of the amplitude selector 17 switches switch 5 to one state and simultaneously closes elements 21 and 22. The excitation current from the first output of switch 5 goes to the primary winding of the compensating transformer b, the exciter winding of the eddy-current sensor 7 and sample resistor 8. In this case, the excitation current flows through both sections of the primary winding to compensate for a transformer b, the output voltage of which compensates the idle voltage of the eddy current sensor 7 (when the eddy current sensor 7 is in the air). The voltage that occurs on the reference resistor 8 and is equal to Uaj "Og in,, is fed to the input of the inverter 9 of the alternating voltage into a constant, which converts it to a constant voltage Uq-kjUee-Kq.ae.ee, (1 ) where Cg is the resistance of the resistor 8; ) is the conversion factor of converter 9; The current flows through the resistor 8. The output voltage of the converter 9 is fed to the first input of the comparison unit 10. Comparison unit 10 compares it with the output voltage of the source 11 of the reference voltage, which is fed to its second input. The output signal of the comparator unit 10 acts on the second input of the controlled voltage divider 2 and changes its conversion coefficient (and the magnitude of the excitation current) so that the voltages at the inputs of the unit 10 are equal, i.e. Ug Lz (ig}, where Ui const is the output voltage of the source 11 of the reference voltage. FaK as the conversion factor Kg of the converter, 9 and the resistance Rg of the model resistor 8 are constant, then from (2) it follows that the excitation current Jg also constant, regardless of the parameters of the alternating voltage generator 1, the controlled voltage divider 2, filter 3, amplifier 4, switch 5, the primary winding of the compensation transformer b, and the excitation winding of the eddy current sensor 7. Addition. voltage that occurs when a vortex is installed current sensor 7 to the monitored material is amplified by the first amplifier 16 and fed to the first input of phase meter 15, which measures its phase. The second signal of phase meter 15 is supplied with a reference signal from the resistor 8. Since the phase of the applied voltage is uniquely related to the specific electrical conductivity of the material then the output signal of the phase meter 15 will also be proportional to the specific conductivity.The voltage from the phase meter 15 output goes to the first inputs of the blocks 18 and the subtraction. The mode of correction of the measurement error of the device is realized when the eddy current sensor is removed from the surface of the material. The voltage amplitude at the measuring winding of the sensor 7 is varied and the "amplitude selector 17 connected to it is triggered. The signal at its output / becomes equal to a logic one. It opens the second inputs of the elements 21 and 22, and also switches the switch 5 to another state. As a result, the excitation current from the second output of the switch 5 only flows through the turns of the second section of the primary winding of the compensating transformer 6. At the same time, the secondary winding of the compensation transformer only partially compensates the idler voltage of the eddy current sensor and unbalance voltage appears at the input of the amplifier 16, the amplitude and phase of which depend on the magnitude of the excitation current, the number of turns of the windings of the eddy current sensor 7 and the compensating transformer 6, and electrical parameters Measuring winding of sensor 7 and secondary winding of compensating transformer 6. Since the number of turns of windings is constant and the value of the excitation current is constant, the phase of the unbalance signal in the correction mode depends only on the electrical parameters of the measuring winding of the eddy current sensor 7 and the secondary winding of the transformer 6 The amplitude of the imbalance signal at a constant value of the excitation current depends on the ratio of the number of turns of the sections of the primary winding of the transformer 6 and on its magnetically coupled orichnoy winding with each of the sections of the primary winding. The ratio of the turns of the primary winding sections of the transformer 6 and the magnetic coupling of its secondary winding to each of the primary winding sections is set so that the amplitude of the unbalance signal corresponds to the amplitude of the applied voltage in the range of measured electrical conductivity values. In the correction mode, at the output of the phase: the meter 15 has a certain | constant voltage proportional to the phase of the unbalance signal. When adjusting, when the device operates in the correction mode, the voltage value of source 14. The reference voltage is applied to the voltage equal to the voltage value of the phase meter 15 at the time of adjustment. The voltage at the output of subtraction unit 13 is in this case zero. The reversible counter 23 is reset to the zero state and the output voltage of the digital-to-analog conversion 24 is also zero. If, due to the destabilizing factors, the parameters of the eddy current sensor of the compensating transformer 6, amplifier 16 and phase meter 15 change, then during the next correction output, the phase meter signal 15 will not be equal to the value. At the output of block 13, Wits subtraction difference signal. (3) where is the output signal of phase meter 15 at the next correction. This differential voltage in turn is compared by comparison unit 12 with the output voltage Chg of the digital-analog converter 24. If, then the first output of comparison unit 12 has a logical signal that opens the element 21 at the third input and the counting pulses from the counting pulse generator 25 are received to the input of the direct counting counter of the counter 23, in which the corresponding code is written. This code is converted by a digital-to-analog converter 24 to a proportional voltage U2I,. and as soon as it becomes equal to the voltage U / i, the signal at the first output of the comparison unit 12 will become zero and the flow of pulses into the counter 23 will stop. If UAJ t, then the signal; the lactic voltage at the second output of the comparison unit 12 and pulses from the driver 25 through the element 22 will be fed to the input of the inverse count of the reversing counter 23. The code in the counter and accordingly the voltage of the digital-analog converter 24 will decrease, until the voltage at the inputs of the comparison unit 12 compares: U7 U, 5 UjK-U 5 M (4), the output voltage of the DAC-24 is equal to but due to the magnitude and sign of the error signal, an error occurs due to the instability of the parameters of the eddy current sensor 7 ., compensating transfo {ator 6, pr dvaritelnogo amplifier 16 and fazoiemerite / 1st 15. During subsequent measurement elements 21 and 22 are closed a zero signal output from the amplitude selector 17. The code in the counter 23 and the output voltage of DAC 24, while do not vary. Voltage (iii is also fed to the second input of subtraction unit 18 and subtracted from the output signal of phase meter 15. Thus, the error is compensated for the instability of the parameters of eddy current sensor 7, compensating transformer 6, preamplifier 16 and phase meter 15. As a result, the measurement accuracy is improved compared to known device 5-10 times.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ, содержащее фазойзмеритель, индикатор, генератор переменного напряжения, образцовый резистор, компенсирующий трандформатор, первинная обмотка которого включена последовательно с обмоткой возбуждения вихретокового датчика, конец вторичной обмотки подключен через измерительную обмотку вихретокового датчика .к общей шине, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно снабжено управляемым делителем, фильтром, первым и вторым усилителями, коммутатором, формирователем, амплитудным селектором, первым, вторым и третьим источниками опорного напряжения, первым и вторым блоками сравнения, первым и вторым блоками вычитания, первым и вторым преобразователями, первым и вторым элементами совпадения, реверсивным счетчиком и цифроаналоговым преобразователем, при этом первичная обмотка компенсирующегго трансформатора выполнена из двух секций, соединенных последовательно и согласно, выход генератора переменного напряжения подключен к первому входу управляемого делителя, выход которого через последовательно включенные фильтр и второй усилитель подключен к первому входу коммутатора, первый и второй выходы которого подсоединены к соответствующим выводам первой секции первичной обмотки компенсирующего трансформатора, начало вторичной обмотки трансформатора подклю чено через первый усилитель к первому входу фазоизмерителя, а конец вторичной обмотки трансформатора через амплитудный селектор подключен к второму входу коммутатора, общая шина через образцовый резистор подключена к входу первого преобразователя, к второму входу фазоизмерителя и к концу возбуждающей обмотки вихретокового датчика, выход первого преобразователя подсоединен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подклю- . чен к выходу первого источника опорного напряжения, а выход подсоединен к второму входу управляемого делителя, первый вход которого подключен через формирователь к первым входам первого и второго элементов совпадения, выход фазоизмерителя подсоединен к первым входам первого и второго блоков вычитания, второй вход первого блока вычитания подключен к выходу второго источника опорного напряжения, а его выход подсоединен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого подключен к Выходу цифроаналогового преобразователя и к второму входу второго блока вычитания, выход которого подключен к индикатору, а третий вход блока вычитания через второй преобразователь подсоединен к выходу третьего источника опорного напряжения, пер вый и второй выхода второго блока сравнения подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов совпадения, третьи входа которых подсоединены к выходу амплитудного селектора, а выхода .элементов ссзвпадения подключены соответственно к входам прямого и инверсного счета реверсивного счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя.DEVICE FOR MEASURING SPECIFIC ELECTRIC CONDUCTIVITY, comprising a phase meter, indicator, alternating voltage generator, a model resistor, a compensating transformer, the primary winding of which is connected in series with the field winding of the eddy current sensor, the end of the secondary winding is connected through the measuring winding of the eddy current sensor to a common bus. that, in order to improve accuracy, it is additionally equipped with a controlled divider, filter, first and second amplifiers, switch, a converter, an amplitude selector, first, second and third sources of reference voltage, first and second comparison blocks, first and second subtraction blocks, first and second converters, first and second matching elements, a reversible counter and a digital-analog converter, while the primary winding of the compensating transformer is made of two sections connected in series and according to, the output of the alternating voltage generator is connected to the first input of the controlled divider, the output of which through A filter and a second amplifier are connected to the first input of the switch, the first and second outputs of which are connected to the corresponding terminals of the first section of the primary winding of the compensating transformer, the beginning of the secondary winding of the transformer is connected through the first amplifier to the first input of the phase meter, and the end of the secondary winding of the transformer through the amplitude selector connected to the second input of the switch, a common bus through a model resistor connected to the input of the first converter, to the second phase input measurer and the end of the exciting coil of the eddy current sensor, an output of first inverter is connected to the first input of the first comparator, the second input of which is connected. It is connected to the output of the first reference voltage source, and the output is connected to the second input of the controlled divider, the first input of which is connected through the driver to the first inputs of the first and second coincidence elements, the phase meter output is connected to the first inputs of the first and second subtraction units, the second input of the first subtraction unit is connected to the output of the second reference voltage source, and its output is connected to the first input of the second comparison unit, the second input of which is connected to the output of the digital-to-analog converter and to the second input of the second subtraction unit, the output of which is connected to the indicator, and the third input of the subtraction unit through the second converter is connected to the output of the third voltage reference source, the first and second outputs of the second comparison unit are connected to the second inputs of the first and second matching elements, the third inputs of which are connected to the output of the amplitude selector, and the outputs of the matching elements are connected respectively to the inputs of the direct and inverse counts of the reversible counter, the outputs of which are connected s to the corresponding inputs of the digital-to-analog converter.
SU823482838A 1982-08-11 1982-08-11 Device for measuring conductivity SU1070464A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823482838A SU1070464A1 (en) 1982-08-11 1982-08-11 Device for measuring conductivity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823482838A SU1070464A1 (en) 1982-08-11 1982-08-11 Device for measuring conductivity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1070464A1 true SU1070464A1 (en) 1984-01-30

Family

ID=21026431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823482838A SU1070464A1 (en) 1982-08-11 1982-08-11 Device for measuring conductivity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1070464A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дорофеев А.Л. Индукционна структуроскопи . М., Энерги , 1973, с.49-50. 2. Авторское свидетельство СССР 359617, кл. G 01 R 27/00, 1971 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kusters The precise measurement of current ratios
SU1070464A1 (en) Device for measuring conductivity
US2012291A (en) Modulation meter and method
US2569691A (en) Impedance measuring
US4322679A (en) Alternating current comparator bridge for resistance measurement
CA1276234C (en) Electrical measuring instrument for high voltage power measurements
US2523476A (en) Wattmeter
SU993153A1 (en) Device for measuring non-magnetic material specific resistance
JPH0124266B2 (en)
SU917154A1 (en) Device for checking magnetic circuit magnetic properties
Edmundson Electrical and magnetic measurements in an electrical engineering factory
US1832969A (en) Testing system
SU1562868A1 (en) Apparatus for checking magnetic properties of cores of open form
US3452274A (en) Apparatus for measuring loss characteristics of dielectric test specimens including an electrical bridge with sine to square wave conversion means and integration means
US3849727A (en) Current comparator for power and energy measurements
SU475574A1 (en) Device for measuring the loss in steel of a non-sinusoidal induction curve
US3493852A (en) Instrument for measuring nonlinearity of electrical components with a selective harmonic voltage measuring means
SU1147969A1 (en) Device for measuring elastic stresses in ferromagnetic materials
SU998849A2 (en) Thickness gauge
RU1798747C (en) Device for checking direct current magnetic comparators
SU1165891A1 (en) Electromagnetic flowmeter
SU1219992A1 (en) Method of contactless measurement of conducting body magnetic permeability
SU377709A1 (en) VSSOYUZNAY ATSShO-g? ASh "EO !!; ^^? HRnL- ^ ri-v-ir ^ .f a _.. ^ F r — t ^ j * ^
SU1049749A1 (en) Strain-measuring digital device
JPS631254Y2 (en)