SU1100558A1 - Электромагнитный многочастотный структуроскоп - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МНОГОЧАС- , ТОТНЫЙ СТРУКТУРОСКОП, содержащий последовательно соеданенные генератор пр моугольных импульсов, регули-. руемый делитель частоты, счетчик, формирователь синусоидального- напр жени  , усилитель мощности и виkpeтоковый преобразователь, буферный усилитель, последовательно соединен-. ные микропроцессор и устройство отображени , причем выход микропроцессора подключен к вторым входам регулируемого делител  частоты и буферного усилител , отличающийс  тем, 41о, с цельюповышени  точности измерений, достоверности и производительности контрол , он снабжен коммутатором, два входа которого подключены соответственно к выходам усилител  мощности и вихретокового преобразовател , третий вход - к илходу микропроцессора, а выход - к входу буферного усилител  , последовательно соединенными цифровым фазорасщепителем, синхронным детектором и преобразователем напр жени  во временной интервал, вторые входы цифрового фазорасщепител  и преобразовател  напр жени  во временной интервал подключены к выходу микропроцессора, вход (Л цифрового фазорасщепител  подключен к второму выходу счетчика, второй вход синхронного детектора к выходу буферного усилител , а выход преобразовател  напр жени  во временной интервал подключен к входу микропроцессора. ел ел 00

Description

Изобретение относитс  к неразругиаюшему контролю физико-механических свойств материалов, и может быть использовано дл  измеревш  амплитудно-частотных характеристик и фазочастотных.характеристик четырех полюсников.

Известно устройство неразрушающего контрол  структуры, содержащее блок генераторов синусоидальных колебаний,датчики, возбуждающие обмотки которых соединены последовательно и подключены к выходу блока генераторов, блок синхронных детекторов, опорными входами подключенных к соответствующим генераторам , а сигнальным - к измерительным обмоткам датчиков, вычислительное устройство, состо щее из трех счетно-решающих устройств, функциональных преобразователей и блока анализа годности, подключенное к выходам синхронных детекторов UНедостатками данного устройства  вл ютс  низка  точность измерений, малое стродействие и невысока  сложность его.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  йл етс  электромагнитный многочастотный структуроскоп, содержащий последовательно соединенные генератор пр моугольных импульсов, регулируемой делитель частоты, счетчик, формировтель синусоидального напр жени , усилитель мощности и вихретоковый преобразователь (ВТП), буферный усилитель , последовательно соединенные микропроцессор и устройство отображени , а выход микропроцессора подключен к вторым входам регулируемого делител  частоты и буферного усилител  С 2.3.

Недостатком известного структуроскопа  вл етс  невысока  точность измерени  вектора выходного напр жени  ВТП. Св зано это с невысокой точностью формировани  пр моугольного напр жени  из синусоидального в преобразователе фаза-напр жение. При этом возникают погрешности, завис щие от амплитуды входного напр жени  формировател , обусловленные начальным смещением нулевого уровн  формирователей и его дрейфом и .частотные, определ емые задержкой вызванной ограниченной скоростью нарастани  выходного напр жени  и частотной зависимостью коэффициента усилени  формировател , что в со- вокупности снижает достоверность контрол .

Кроме того, недостатком известного структуроскопа  вл етс  низка  производительность контрол  что определ етс  инерционностью сглаживающих фильтров.

Цель изобретени  - повышение то ности измерений, достоверности и производительности контрол .

Указанна  цель достигаетс  тем, что электромагнитный многочастотный структуроскоп, содержащий последовательно соединенные генератор пр моугольных импульсов, регулируегллй делитель частоты, счетчик , формирователь синусоидального напр жени , усилитель мощности и вихретоковый преобразователь, буферный усилитель, последовательно соединенные микропроцессор и устройство отображени , причем выход микропроцессора подключен к вторым входам регулируемого делител  частоты и буферного усилител , снабжен коммутатором, два входа которог подключены соответственно к выходам усилител  мощности и вихретокового преобразовател , третий вход - к выходу микропроцессора, а выход к входу буферного усилител , последовательно соединенными цифровым фазорасщепителем, синхронным детектором и преобразователем напр же|ни  во временной интервал, вторые входы цифрового фазорасщепител  и преобразовател  напр жени  во временной интервал подключены к выходу микропроцессора, вход цифрового фазорасщепител  подключен к второму выходу счетчика, второй вход синхронного детектора - к выходу буферного усилител , а гыход преобразовател  напр жени  во временной интервал подключен к входу микропроцессора .

На чертеже представлена блок-схем электромагнитного многочастотного структуроскопа.

Структуроскоп содержит последовательно соединенные генератор 1 пр моугольных импульсов (ГПИ), регулируемый делитель 2 частоты (РДЧ), счетчик 3,формирователь 4 синусоидального напр жени  (ФОН), усилитель 5 мощности (УМ), вихретоковый преобразователь б (ВТП1, буферный усилитель 7 СВУ), последовательно соединенные микропроцессор 8 и устройство 9 отображени , выход микропроцессора 8 подключен к вторым входам делител  2 и усилител  7, коммутатор 10, два входа которого подключены соответственно к выходам усилител  5 мощности и преобразовател  б третий вход - к выходу микропроцессора 8, а выход - к входу буферного усилител  7, последовательно соединенные цифровой фазорасщепи-. тель 11 (ЦФ), синхронный детектор 12 (СЯ) и преобразователь 13 напр жени  во временной интервгш {ПНВИ), вторые входы цифрового фазорасщепител  11 и преобразовател  13 подключены к выходу микропроцессора 8 вход цифрового фазорасщепител  11 подключен к второму выходу счетчика 3, второй вход синхронного детектора 12 - к выходу буферного усилител  7, а выход преобразовател  13 подключен к входу микропрЪцессора 8 Структуроскоп работает следующи образом. Частота пр моугольных импульсов ГПИ 1 делитс  РДЧ 2 в число раз, заданное микропроцессором 8. Счетчик 3 формирует параллельный код дл  ФСН 4 и с допо нительного выхо да обеспечивает частоту, в четыре раза превыШ ющую частоту синусоидального сигнала дл  цифрового фазорасщепител  11. Синусоидальное напр жение с ФСН 4 через усилитель 5 мощности поступает на возбу дающую обмотку ВТП 6. Аналоговый коммутатор 10 пропускает на вход буферного усили-ел  7 напр жение либо с входа, либо с выхода ВТП б. На сигнальный вход синхронного детектора 12 поступает выходное на пр жение буферного усилител  7, а на опорный вход - выходное напр же ние цифрового фазорасщепител  11. Фаза этого напр жени  (О или 90°) определ етс  управл ющим словом микропроцессора 8. Пульсирующее напр жение с выхода синхронного детектора 12 преобразуетс  во врем ной интервал ПНБИ 13, причем врем  первого такта кратно периоду пульсаций (эадцаетс  микропроцессором 8). Длительность второго такта пропорциональна среднему значению входного напр жени  преобразовател  13. Преобразование временного интервала в код реализуетс  в микр процессоре 8. На устройство 9. отоб жени  выдаютс  результаты измерени Квадратурных составл ющих или значени  параметров контрол , рассчитанных микропроцассором -8 по задан ной модели контрол . Предлагаекый электромагнитный имогочастотный ст руктуроскоп позво ет повысить точность измерений, достоверность и производительность Контрол . Более высока  точность измерени  вектора напр жени , поступающего с выхода датчика, обусловлена применением синхронного детектора и точного Цифрового фазорасщепнтел , работающего на частоте, в 4 раза превышающей частоту измер емого сигнала . Использование обычного аналогового фазорасщепител  в рабочем диапазоне частот 20 - 200 кГц не предоставл етс  возможным из-за большой погрешности поддержани  фазового сдвига, равного 90° (погрешность выше 5-10°). Кроме того, более высока  точность, измерени  достигаетс  более точным нормированием вектора напр жени  измерительной обмотки датчика по отношению к вектору напр жени  возбуждающей обмотки. Это осуществл етс  путем поочередного измерени  векторов напр жений и последующих вычислений. Нормирование по фазе осуществл етс  благодар  тому, что опорным напр жением служит вектор напр жени  на возбуждающей обмотке преобразовател . Поэтому здесь имеют место все погрешности, свойственные двухканальным фазометрам (амплитудно-фазовые и частотно-фазовые). Таким образом, в предлагаемом структуроскопе, благодар  поочередному измерению векторов напр жений на возбуждающей и измерительной обмотках преобразовател  и последующей обработке результатов измерений, полностью исключаютс  погрешности, вызываемые дополнительными фазовыми сдвигами напр жени  на возбуждающей обмотке датчика относительно опорных напр жений синхронного детектора , внрсимые формирователем синусоидального напр жени , усилителем мощности и преобразователем. Большое быстродействие, достигаетс  применением ансшого-цифрового преобразовател  с двухтактным интегрированием .

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МНОГОЧАС- , ТОТНЫЙ СТРУКТУРОСКОП, содержащий последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, регули-. руемый делитель частоты, счетчик, формирователь синусоидального'· напряжения , усилитель мощности и вихретоковый преобразователь, буферный усилитель, последовательно соединен-. ные микропроцессор и устройство отображения, причем выход микропроцессора подключен к вторым входам регулируемого делителя частоты и бу ферного усилителя, отличающийся тем, чю, с целью·повышения точности измерений, достоверности и производительности контроля, он снабжен коммутатором, два входа которого подключены соответственно к выходам усилителя мощности и вих- г ретокового преобразователя, третий вход - к выходу микропроцессора, а выход - к входу буферного усилителя , последовательно соединенными цифровым фазорасщепителем, синхронным детектором и преобразователем напряжения во временной интервал, вторые входы цифрового фазорасщепителя и преобразователя напряжения во временной интервал подключены к выходу микропроцессора, вход цифрового фазорасщепителя подключен к второму выходу счетчика, второй вход синхронного детектора к выходу буферного усилителя, а выход преобразователя напряжения во временной интервал подключен к входу микропроцессора.