SU1128107A1

SU1128107A1 - Device for measuring thickness of metal coatings

Info

Publication number: SU1128107A1
Application number: SU833623594A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Капитонов; Николай Иванович Давыдов; Галина Владимировна Федосеева; Наталья Васильевна Жукова
Original assignee: Пензенский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Технологического Института Приборостроения
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1984-12-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, содержащее стабилизированный источник тока , подключенный к одному из его по- люсов электролитический зонд, эталонный резистор, включаемый между другим полюсом источника и измер емые объекте , цепь из последовательно соединенных блока пам ти, первого масштабного преобразовател и порогового элемента, цепь из последовательно соединенных первого блока дифференцировани , входом св занного с зондом, второго масштабного преобразовател , ключа и сумматора, реле времени, подключенное к управл ющему входу йлюча, интегратор, св занный с ним регистратор , отличающе ее тем, что, с целью повышени точности измерений , оно снабжено цепью из последовательно соединенных второго блока дифференцировани , определител знака и коммутатора, выход коммутатора св зан с первьм входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом сумматора, информационный вход коммутатора подключен к выходу порогового элемента, управл ющий - к реле Времени, первый вход блока пам ти св зан с зондсм, второй - с реле времени , второй вход порогового элемента подключен к зонду, второй вход сумматора - к эталонному резистору, а выход первого блока дифференцировани соединен с входом второго блокэ ка дифференцировани . 00A DEVICE FOR MEASURING THE THICKNESS OF METAL COATINGS, containing a stabilized current source connected to one of its poles by an electrolytic probe, a reference resistor connected between the other pole of the source and the object to be measured, a chain of successively connected memory blocks, the first large-scale converter and a threshold element , a chain of serially connected first differentiation unit, the input connected to the probe, the second large-scale converter, a key and an adder, a time relay connected Integrated to the control input of the switch, the integrator, the associated registrar, distinguishing it by the fact that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with a circuit from the series-connected second differentiation unit, the sign determinant and the switch, the output of the switch is connected to the first input of the integrator the second input of which is connected to the output of the adder, the information input of the switch is connected to the output of the threshold element, the control to the Time relay, the first input of the memory unit is connected to the probem, the second to the time relay, the second the input of the threshold element is connected to the probe, the second input of the adder is connected to the reference resistor, and the output of the first differentiation unit is connected to the input of the second differentiation unit. 00

Description

Изобретение относитс к измернтельной технике и может быть использовано в приборостроении и машиностроении при контроле покрытий. Известно устройство дл измерени толщины металлических покрытий, содержащее электролитический зонд, источник тока, блок пам ти, масштабный преобразователь, пороговый элемент, реле времени, блок индикации, резистор , фильтр низких частот, индикатор Jl. Недостатком устройства вл етс наличие зоны нечувствительности и тем самьм невозможность определени толщины тонких . Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл измерени толщины металлических покрытий, содержащее стабилизированНЕОЙ источник тока, подключенный к одному из его полюсов электролитический зонд, эталонный резистор, включаемый между другим полюсом источника и измер емь объектом, цепь из последовательно соединенных блока пам ти, первого масштабного преобразовател и порого вого элемента, цепь из последователь но соединенных первого блока диффере цировани , входом св занного с зондом , второго масштабного преобразова тел , ключа и сумматора, реле времени , подключенное к управл ющему входу ключа, интегратор, св занный с ним регистратор pj. Недостатком устройства также вл етс наличие зоны нечувствительнос ти, обусловленное частотой переключе ни мультивибратора, а также неравна точность измерений при измерении пок1Я11тий различной толщины. Цель изобретени - повы1 ение точности измерений. Поставленна цель достигаетс тем что устройство дл измерени толщины Металлических покрытий, содержащее стабнпизированньй источник тока, под ключенный к одному из полюсов электролитический зонд, эталонный резисто включаемый между другим полюсом источника и измер емым объектом, цепь из последовательно соединенных блока пам ти, первого масштабногопреобразовател и порогового элемента, цепь из последовательно соединенных перво го блока дифференцировани , входом св занного с зондом, второго маовтаб ного преобразовател , ключа и сумматора i реле времени, подключенное к управл ющему входу ключа, интегратор, св занный с ним регистратор, снабжено цепью из последовательно соединенных второго блока дифференцировани , определител знака и коммутатора, выход коммутатора св зан с первьм входом интегратора, второй вход которого соединён .с выходом сумматора, информационный вход коммутатора подк;шчен к выходу порюгового злемен- . та, управл ющий -к реле времени, первый вход блока пам ти св зан с зондом , второй у- с реле времени, второй вход порогового элемента подключен к зонду, второй вход сумматора - к эталонному резистору, а выход перво- . го блока дифференцировани соединен с входом второго блока дифференцировани . На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит электролитический зонд 1, подключен 1ый к стабилизированную источнику 2 тока, последовательно соединенные блок 3 пам ти , первьй масштабный преобразователь 4, пороговый элемент 5, первьй вход блока 3 пам ти и второй вход порогового элемента 5 подключены к зонду. В устройство вход т также реле 6 времени, регистратор 7, эталонньй резистор 8, включенньй между стабилизированным источником 2 тока и контролируемьм объектом, интегратор 9, пе;рвьй блок 10 дифференцировани , подключенный к. зонду, последовательно соединенные второй масштабньй преобразователь 11, ключ 12, сумматор 13. К выходу первого блока 10 дифференцировани подключена цепь из последовательно соединенных второго блока 14 дифференцировани , опреде1Штел 15 знака, коммутатора 16. Выход коммутатора 16 подключен к одному из входов интегратора 9, другой вход последнего св зан с сумматором 13. Устройство работает следующим образом . В момент начала измерени стабилизированный источник 2 .тока подключаетс к зонду 1, одновременно включаетс реле 6 времени. Врем вьщёржки у реле 6 времени равно или несколько больше длительности переходного процесса в электролитическом зонде 1. Напр жение, снимаемое с эталонного резистора 8, пропорциональное току |зонда 1, поступает через сумматор 13 на вход интегратора 9, которьй форми рует сигнал, пропорциональньй количеству электричества, затрачиваемого на растворение покрыти . Этот сигнал , нормиров 1нный в единицах толщины , индицируетс регистратором 7. I Реле 6 времени в момент включени подключает к управл ющему входу интегратора 9 с помощью коммутатора 16 определитель 15 знака, а также к одному , из входов сумматора 13 с помощью ключа 12 - второй масштабный преобразователь 11. В течение переходного процесса напр жение на лектролитическ6м зонде 1 возрастае, причем это возраста ние обусловлено зар дом емкости двой ного сло зонда 1и достигает установивш1егос значени по истечении 1 - 1,5 с. V Напр жение с электролитического зонда 1 подаетс на первого блока 10 дифференцировани , на выход которого формируетс напр жение, про порциональное току зар да емкости . войного сло . Это напр жение нормируетс с помощью второго масштабного Преобразовател 11 в соответствни с напр жением На эталонном резисторе 8 подаетс через открытый ключ 12 на сумматор 13. Таким образом, постуг пающий на интегратор 9 суммарный сигнал пропорционален току, ндущему непосредственно на растворение покры ти . Сигнал с выхода первого блока 10 дифференцировани через второй блок дифференцировани поступает в определитель 15 знака и через коммутат тор 16 - на интегратор 9. При перфорации покрыти определитель 15 знака фиксирует изменение знака второй производной напр жени на зонде 1 что указьгоает на наличие перфорации , и формирует сигнал, который через коммутатор 16 поступает на управл ющий вход интегратора 9, прекраща отсчет измер емой величины. Интегратор 9 отключаетс , измер емое значение индицируетс на регистраторе 7. Если в течение вьвдер Аси реле 6 времени не произошло перфорации покрыти , то реле 6 времени отключает с помощью ключа 12 вход сумматора 13 и подключает с помощью коммутатора 16 управл ющий вход интегратора 9 .к выходу порогового элемента 5 .. Кроме того,блок 3 пам ти переходит в режим запоминани и напр жение с него с коэффициентом передачи 1,11 ,5 поступает на один вход порогового элемента 5, на второй вход поступает напр жение непосредственно с электролитического зонда 1. В момент перфорации контролируемого покрыти происходит возрастание напр жени на электролитическом зонде 1 и при достижении им значени , равного напр жению срабатывани порогового элемента 5, осуществл етс отключение интегратора 9. Таким образом, использование двух блоков дифференцировани позвол ет исключить зону нечувствительности при измерении тонких покрытий, а использование первого блока дифференцировани и сумматора позвол ет исключить ошибки корректировки сигнала, поступающего на интегратор, обусловленные изменением типа металла покРЫТИЯ и основани площади растворени .The invention relates to measurement technology and can be used in instrument engineering and mechanical engineering in the control of coatings. A device for measuring the thickness of metallic coatings is known, which contains an electrolytic probe, a current source, a memory unit, a scaler, a threshold element, a time relay, a display unit, a resistor, a low-pass filter, and an indicator Jl. The disadvantage of the device is the presence of a dead zone and, thus, the impossibility of determining the thickness of thin ones. Closest to the invention is a device for measuring the thickness of metal coatings, containing a stabilized NE current source connected to one of its poles by an electrolytic probe, a reference resistor connected between the other pole of the source and measured by an object, a chain of serially connected memory blocks, the first large-scale the converter and the threshold element, a chain of successively connected first differentiation unit, the input connected with the probe, the second large-scale conversion body, On the accumulator, on the key input, integrator, the associated recorder pj. The drawback of the device is also the presence of a dead zone, due to the switching frequency of the multivibrator, as well as unequal measurement accuracy when measuring the surface with different thickness. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that a device for measuring the thickness of metal coatings, containing a stabilized current source, an electrolytic probe connected to one of the poles, a reference resistor connected between the other source pole and the object to be measured, a chain of serially connected memory blocks, the first scale converter and the threshold element, a chain of series-connected first differentiation unit, the input connected to the probe, the second main converter, key, and The mmator i time relay connected to the control input of the key, the integrator, the associated recorder, is equipped with a chain of the second differentiation unit connected in series, the sign determinant and the switch, the switch output is connected to the first integrator input, the second input of which is connected to the output adder, the information input of the switchboard; the one that controls the time relay, the first input of the memory unit is connected to the probe, the second γy is connected to the time relay, the second input of the threshold element is connected to the probe, the second input of the adder is connected to the reference resistor, and the output is primary. This differentiation unit is connected to the input of the second differentiation unit. The drawing shows the block diagram of the device. The device contains an electrolytic probe 1, the 1st is connected to a stabilized current source 2, serially connected memory block 3, first scaler 4, threshold element 5, first input of memory block 3 and the second input of threshold element 5 are connected to the probe. The device also includes a time relay 6, a recorder 7, a reference resistor 8, connected between a stabilized current source 2 and a controlled object, an integrator 9, ne; differentiation unit 10 connected to a probe, connected in series to a second large-scale converter 11, key 12 adder 13. To the output of the first differentiation unit 10 a circuit is connected from the second differentiation unit 14 connected in series, defined1Sheet 15 of the switch 16. The output of the switch 16 is connected to one of the inputs of the integrator 9, others The last input is connected to the adder 13. The device operates as follows. At the time of the beginning of the measurement, the stabilized source 2 of current is connected to the probe 1, and time relay 6 is simultaneously turned on. The timing of the relay 6 is equal to or slightly longer than the duration of the transient process in the electrolytic probe 1. The voltage taken from the reference resistor 8, proportional to the current | of probe 1, flows through the adder 13 to the input of the integrator 9, which forms a signal proportional to the amount of electricity spent on dissolving the coating. This signal, normalized in units of thickness, is indicated by the recorder 7. I At the moment of switching on, the relay 6 connects to the control input of the integrator 9 using the switch 16 a determinant of 15 characters, as well as one from the inputs of the adder 13 using the key 12 - the second scale transducer 11. During the transient process, the voltage on the electrolytic 6 probe is 1 increase, this increase is due to the charge capacity of the double layer of the probe 1 and reaches a steady-state value after 1 - 1.5 s. V The voltage from the electrolytic probe 1 is supplied to the first differentiation unit 10, at the output of which a voltage is formed proportional to the charge current of the capacitor. second layer This voltage is normalized with the help of the second large-scale Converter 11 according to the voltage. The reference resistor 8 is supplied through the public key 12 to the adder 13. Thus, the total signal sent to the integrator 9 is proportional to the current directly to the dissolution of the coating. The signal from the output of the first differentiation unit 10 through the second differentiation unit enters the determiner 15 of the sign and through the switch 16 to the integrator 9. During the perforation of the coating, the determiner of the 15 sign captures the change of sign of the second derivative voltage on the probe 1 that indicates the presence of perforation and forms the signal that is fed through the switch 16 to the control input of the integrator 9, stopping the reading of the measured value. The integrator 9 is turned off, the measured value is displayed on the recorder 7. If during the Asi relay of the time relay 6 did not perforate the coating, the time relay 6 disconnects the input of the adder 13 using the switch 12 and connects the integrator control input 16 using the switch 16. the output of the threshold element 5. In addition, the memory block 3 goes into the memory mode and the voltage from it with a transfer ratio of 1.11, 5 is fed to one input of the threshold element 5, the second input receives the voltage directly from the electrolytic probe 1. At the time of perforation of the monitored coating, the voltage on the electrolytic probe 1 increases and when it reaches a value equal to the response voltage of the threshold element 5, the integrator 9 is disconnected. Thus, the use of two differentiation units eliminates the deadband during measurement thin coatings, and the use of the first differentiation unit and adder eliminates errors in the adjustment of the signal to the integrator, due to eneniem type coating metal and a base area of dissolution.

trtr

s&s &

(Ь(B

ьгyr

CslCsl

CN|CN |

Claims

DEVICE FOR MEASURING THE THICKNESS OF METAL COATINGS, containing a stabilized current source, an electrolytic probe connected to one of its poles, a reference resistor connected between the other pole of the source and measured * object "*, a circuit of a series-connected memory unit, the first scale converter and a threshold element, a chain of sequentially connected the first differentiation unit, the input associated with the probe, the second scale converter, key and * adder, time relay connected to the control input of the key, an integrator, a recorder associated with it, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, it is equipped with a chain of series-connected second differentiation unit, sign identifier and switch, the output of the switch is connected to the first * input of the integrator, the second input of which is connected to the output of the adder, the information input of the switch is connected to the output of the threshold element, the control is connected to the time relay, the first input of the memory unit is connected to the probe, the second to the time relay, and the second threshold input th element connected to the probe, the second adder input - to the reference resistor, and the output of the first differentiation unit is connected to the input of the second differential unit.

SU .1128107