SU1071926A1 - Электромагнитное измерительное устройство - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напр  жени  посто нной частоты и вихретоковый преобразователь , измерительную цепь, состо щую из эмиттерного повторител , соединенных с ним через переключа тель компенсатора переменного напр жени , усилител , масштабного преобразовател , амплитудного и фазового детекторов, входами соединенных с выходом масштабного преобразо-j вател , и индикатора, входом соединенного с выходом детекторов, и опорную цепь, состо щую из последовательно соединенных фазовращател  и усилител -ограничител ,. вход которой подключен к входу измерительной цепи, а выход соединен с опорным входом фазового детектора, отл ич ающе ее  тем, что, с целью повышени  точности измерени  в заданных диапазонах изменени  мешающего и измер емого параметров контролируемого издели , оно снабжено вторым компенсатором переменного напр жени , вход которого соединен с выходом преобразовател , а выход - с выходом измерительной и опорной цепей, и вторым фазовращателем , вход которого через переключатель соединен с выходом первого фазовращател , а выход - с усилителем-ограничителем .

Description

Изобретение относитс  к контроль , -«о-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  геометрических И-электрофизических параметров металлических изделий накладным , вихретоковым преобразовате .лем в услови х вли ни  одного мешающего параметра контролируемого издели , например толщины гальванических покрытий в услови х изменени  удельной электрической проводимости материала издели , толщины металлического издели    услови х изменени  зазора между преобразователем и контролируемым изделием и др.

Известноэлектромагнитное измерительное устройство,содержащее генератор синусоидального напр жени  посто нной частоты, измерительную цепь, включающую в себ  усилитель, фазовый детектор, индикатор и опорную цепь, включающую регулируемый фазовращатель, управл емый от допол ниТельного канала измерени  величины мешающего параметра, и соединенную с фазовы детектором СИ .

Недостаток этого устройства заключаетс  в том, что опорное напр жение фазового детектора, определ емое изменением мешающего параметра оказываетс  ортогональным к сигналу от мешающего параметра только дл  одного значени  измер емого параметра в диапазоне его изменени , и поэтому измерение в некотором диапазоне изменени  измер емого параметра осуществл етс  с погрешностью, котора  возрастает с изменением измер емого параметра контролируемого издели .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  электромагнитное измерительное усттройство , содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напр жени  посто нной частоты и вихретоковый преобразователь,измерительную цепь, состо щую из эмиттерного повторител , соединенных с ним через переключатель компенсатора переменного напр жени , усилител , масштабного преобразовател , амплитудного и фазового детекторов, входами соединенных с выходом масштабного преобразовател , и индикатора , входами соединенного с выходо детекторов, и опорную цепь, состо щую из последовательно соединенных фазовращател  и усилител -ограничител , вход которой подключен к входу измерительной цепи, а выход соединен с опорным входом фазового детектора 121 ,

Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие элементов, обеспечивающих отстрой1 у от зазора в заданных диапазонах изменени  мешающего и измер емого параметров.

поэтому при увеличении диапазона изменени  мешающего и измер емого параметров,. вследствие кривизны годографа сигнала вихретокового преобразовател  от изменени  мешающего параметра, точность измерений быстр уменьшаетс- . Кроме того, известное устройство не позвол ет отстраиватьс  от изменений других мешающих факторов, кроме зазора, например, от изменений удельной электрической проводимости материала издели  при измерении толщины.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  в заданных диапазонах изменени  мешающего и измер емого параметров контролируемого издели .

Эта цель достигаетс  тем, что электромагнитное измерительное устройство , содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напр жени  посто нной частты и вихретоковый преобразователь, измерительную цепь, состо щую из эмиттерного повторител , соединенны с ним через переключатель компенсатора переменного напр жен11ни , усилитбш , масштабного преобразовател  амплитудного и фазового детекторов, входами соединенных с выходом масштабного преобразовател , и индикатора , входом соединенного с выходом детекторов, и опорную цепь, состо щую из последовательно соедине )ных фазовращател  и усилител ограничител , вход которой подключен к входу измерительной цепи, а выход соединен с опорным входом фазового детектора, снабжено вторым компенсатором переменного напр жени , вход которого соединен с выходом преобразоват€У1 , а выход - с входами измерительной и опорной цепей , и вторым фазовращателем, вход которого через переключатель соединен с выходом первого фазовращател , а выход - с усилителем-ограничителем ,

На фиг, 1 представлена блок-схема электромагнитного измерительного устройства; на фиг. 2 - годографы сигналов вихретокового.преобразовател  от изменени  мешающего . и измер емого X параметров контролируемого издели  и последовательность фopмиpoв aни  вектора опорного напр жени  перед измерени ми в одной из крайних точек диапазона изменени  и в заданном диапазоне изменени  ; на фиг, 3 - последовательность Формировани  вектора опорного напр жени  перед измерени ми в другой крайней точке диапазона изменени  и в заданном диапазоне изменени  ; на фиг, 4 - изменени  в процессе изменений параметра издели  и мешающего параметра сформированных векторов напр жений, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит последора тельио соединенные генератор 1 сину соидального напр жени  посто нной частоты и вихретоковый преобразователь 5, измерительную цепь, состо щую из SMVJTTepHoro повторител  3, включенный через переключатель с платами 4-7 компенсатора 8 переменного напр жени , усилител  9, масштабного преобразовател  10, амплитудного детектора 11, фазового детектора 12, при этом входы последних соединены с выходом масштабного преобразовател  10, и индикатора 13 входом соединенного с выходами детекторов 11 и 12, и опорную цепь, состо щую из последовательно соединенных фазовращател  14 и усилите- л -ограничител  15, вход которой подключен к входу измерительной цепи , а выход соединен с опорным входом фазового детектора 12, Кроме того, устройство снабжено вторым компенсатором 1б переменного напр жени , вход которого соединен с выходом преобразовател  2, а выход с входами измерительной и опорной цепей, и вторым фазовращателем 17, вход которого через плату 6 переклю чател  соединен с выходом первого фазовращател  14, а выход - с усили телем-ограничителем 15, В устройстве используетс  переключатель с четырьм  переключающими платами 4-7, на каждой из которых имеютс  кон такты а, б / Ь иг дл  коммутации св зей устройства при тарировке и дл  измерени  в процессе контрол  издели . Устройство работает следующим образом. Перед измерени ми контролируемого издели  все платы 4-7 переключател  став тс  5 положение tJ j , накладной вихретоковый преобразователь 2 устанавливают на первый эталонный образец (не показан) контро лируемого издели  с параметрами . и , соответствующими крайним зна чени м мешающего и измер емого параметров контролируемого издели  в диапазоне их изменени . Включают генератор 1, сигнал с которого поступает через последовательно соединенные вихретоковый пре образователь 2 и компенсатор 16 переменного напр жени  по измерительной цепи на входы амплитудного детектора 11 и фазового детектора 12. С выхода генератора 1 напр жение по спорной цепи также поступает на опорный вход фазового детектора 12. С помощью фазовращател  14 измен ют фазу опорного напр жени  и добиваютс  нулевого показани  на индикатор 13, Затем вихретоковый преобразователь 2 устанавливают на второй эталонный образец (не показан), соответствующий тому же значению х и другому крайнему значению контролируемого издели . Измен ют амплитуду компенсирующего напр жени  компенсатором 16 при произвольной фазе и оп ть добиваютс  нулевого показани  на индикаторе 13, Вихретоковый преобразователь 2 вновь устанавливают на первый эталонный образец и, измен   фазу опорного напр жени  с помощью фазовращател  14, добиваютс  нулевого показани  на инди :аторе 13, Указанные операции на двух эталонных образцах повтор ют до тех пор, пока напр жение компенсатора 16 не будет равно г ( фиг, 2), при этом опорные напр жени  займут положение UonL . После этого платы 4-7 переключател  устанавливают в положение с , а вихретоковый преобразователь 2 последовательно устанавливают на третий и четвертый эталонные образп.ы с параметрами . их, соответствующими соответственно другому крайнему значению измер емого параметра и тем же значени м мешающего параметра , как и у первого и второго эталонных образцов. Последовательно провод т операции с вихретоковым преобразователем 2, аналогичные описанным, и, уменьша  амплитуду компенсирующего напр жени  компенсатора 16 и измен   фазу опорного напр жени  с помощью фазовращател  17, добиваютс  положени  компенсирующего и опорного напр жени  соответственно и Uont (фиг,3). Затем вихретоковый преобразователь 2 вновь последовательно устанавливают на первый и второй эталонные образцы и, измен   последовательно фазу и амллитуду компенсирующего напр жени  сомпенсатора 16, добиваютс  положени  компенсирующего напр жени , равного ( , соот:-етствующего точке А (фиг, 3) „ На этом формирование векторов .выходного напр жени , получаемого с последовательно соединенных вихретокового преобразовател  2 и компенсатора 16 переменного напр жени , заканчиваетс , Устанавливают платы 4-7 переключател  в положение Ь и размещают вихретоковый преобразователь 2 на одном из четырех эталонных образцов контролируемого издели , добиваютс  нулевого напр жени  на выходе амплитудного детектора 11 с .помощью первого компенсатора 8 переменного напр жени  (фиг, 3,.Ujv. ), Затем устанавливают платы 4-7 переключател  4 в положение , и с помощью фазовращател  14 добиваютс  нулевого показани  индикатора 13 с новым след щим опорным напр жением.

Управление фазой опорного напр жени  фазой выходного напр жени  (фиг, 4), снимаемого с последовательно соединенных преобразовател  2 и компенсатора 16, позвол ет существенно снизить погрешность измерени  от изменени  мешающего параметра t, так как изменени  фазы выходного напр жени  в диапазоне изменений параметра х контролируемого издели  в крайних значени х диапазона изменени  мешающего параметра равны изменени м фазы опорного напр жени , поэтому использование напр жени  с выхода компенсатора 16 в качестве опорного позвол ет исключить погрешность измерени  от колебаний на границах диапазона его

.изменени  и существенно уменьшить во всем диапазоне изменени  X и .

Таким образом, в процессе измерени  (платы 4-7 переключател  наход тс  в положении I ) результирующе напр жение на сигнальном входе фазового детектора 12 при установке вихреток-ового преобразовател  2 на контролируемое изделие с параметрами / и не будет зависеть от мешающего параметра, и поэтому отсчет контролируемого параметра производитс  непосредственно по шкале индикатора 13.

Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  повышение точности измерени  в. заданных диапазонах изменени  мешающего и измер емого параметров контролируемого издели , кром€ того устройство не критично к природе мешающего параметра,

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения постоянной частоты и вихретоковый преобразователь, измерительную цепь, состоящую из эмиттерного повторителя, соединенных с ним через переключа- *тель компенсатора переменного напряжения, усилителя, масштабного преобразователя, · амплитудного и фазового детекторов, входами соединенных с выходом масштабного преобразо·] вателя, и индикатора, входом соеди- . ненного с выходом детекторов, и опорную цепь, состоящую из последовательно соединенных фазовращателя и усилителя-ограничителя,. вход которой подключен к входу измерительной цепи, а выход соединен с опорным входом фазового детектора, от л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в заданных диапазонах изменения мешающего и измеряемого параметров контролируемого изделия, оно снабжено вторым компенсатором переменного напряжения, вход которого q соединен с выходом преобразователя, ® а выход - с выходом измерительной и опорной цепей, и вторым фазовращателем, вход которого через переключатель соединен с выходом первого фазовращателя, а выход - с усилителем-ограничителем.

   <Р«г.1