SU1221615A1

SU1221615A1 - Apparatus for measuring geometrical and electrophysical parameters of non-ferromagnetic conducting articles

Info

Publication number: SU1221615A1
Application number: SU833684193A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Буров; Александр Борисович Евсигнеев; Генрих Федорович Меледин; Александр Рудольфович Шишкин
Original assignee: Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.С.П.Королева
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1986-03-30

Abstract

Изобретение может быть использовано , например, при контроле ме-i ; таллических изделий методом вихревы. токов дл определени марки по величине удельного электрического сопротивлени материалов. Цель изоб ретени - повышение точности изме- рений. Измерительные катушки 3 и 4 расположен) внутри возбуждающей каСЛ 1C ьо О5 сд IIThe invention can be used, for example, in the control me-i; tallic products by the vortex method. currents to determine the brand value of the electrical resistivity of materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements. The measuring coils 3 and 4 are located) inside the exciting KASL 1C oo s5 sd II

Description

тушки 2. Установив вихретоковый преобразователь. 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока ,микрометрического индикаторного блока 5. Измерительна катушка 4 перемещаетс вниз до тех пор, пока напр жени на выходах ам- йлитудных детекторов 9 и 10 не будут равны. Величина перемещени пропорциональна величине измер емогоcarcass 2. Installing eddy current transducer. 1 on the product, press the protruding portion of the movable rod, the micrometric indicator unit 5. The measuring coil 4 moves down until the voltage on the outputs of the amplitude detectors 9 and 10 are equal. The magnitude of the displacement is proportional to the magnitude of the measured

Изобретение относитс к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано при контроле металлических изделий методом вихревых токов, например разбраковке материалов по маркам по величине удельного электрического сопротивлени материалов, при измерении толщины материала в услови х непосто нства толщины диэлектрического покрыти .The invention relates to the instrumentation and measurement technique and can be used to control metal products using the eddy current method, for example, marking the materials by brands according to the electrical resistivity of the materials, when measuring the thickness of the material under conditions of inconsistency of the thickness of the dielectric coating.

Цель изобретени - повьш1ение точности измерений за счет замены блоков измерени параметров электрических механическим устрой- ством измерени перемещени измерительной катушки вихретокового преобразовател .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by replacing the measurement units of the electrical parameters with a mechanical device for measuring the displacement of the measuring coil of the eddy current transducer.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графкк функции преобразовани устройства при измерении удельной электрической проводимости образца.Figure 1 presents the block diagram of the proposed device; Fig. 2 illustrates the conversion function of the device when measuring the specific electrical conductivity of the sample.

Устройство содержит накладной трансформаторный вихретоковый преобразователь 1 , включаю1ций в себ возбуждающую катушку 2, измерительные катушки 3 и 4, микрометрический индикаторный блок 5, генератор 6 синусоидального тока, усилители 7 и 8 переменного напр жени , амплитудные детекторы 9 и 10, блок 11 сравнени , индикатор 12 баланса выходных напр жений .The device contains an overhead transformer eddy current transducer 1, includes excitation coil 2, measuring coils 3 and 4, micrometric indicator unit 5, generator 6 of sinusoidal current, alternating voltage amplifiers 7 and 8, amplitude detectors 9 and 10, comparison unit 11, indicator 12 output voltage balance.

Измерительна катушка меньшего диаметра выполнена подвижной вдоль оси и соединена с подвижным штоком микрометрического индикаторного блока 5, корпус которого жестко св зан с корпусом вихретокового преобразовател 1. В последнем расположеныThe measuring coil of smaller diameter is made movable along the axis and connected to the movable rod of the micrometric indicator unit 5, the casing of which is rigidly connected with the casing of the eddy current transducer 1. In the latter there are

параметра и отсчитываетс от плос- костр, в которой уравн лись напр жени измерительных катушек 3 и 4 и с помощью усилител 8 переменного тока перед измерени ми. На чертеже: генератор 6 синусоидального тока, . усилитель 7 переменного тока, блок 11 сравнени , индикатор 12 баланса выходных напр жений. 2 ил.parameter and is measured from the flat, in which the voltages of the measuring coils 3 and 4 are equalized and with the help of the amplifier 8 of the alternating current before the measurements. In the drawing: generator 6 sinusoidal current,. ac power amplifier 7, comparison unit 11, output voltage balance indicator 12. 2 Il.

возбуждающа катушка 2 и измерительна катушка 3 большего диаметра, котора через последовательно соединенные усилитель 7 и детектор 9excitation coil 2 and measuring coil 3 of a larger diameter, which through series-connected amplifier 7 and detector 9

подключена к первому входу блока 11 сравнени , к второму входу которого через последовательно соединенные усилитель 8 и детектор 10 подключен выход измерительной катушки 4 меньшего диаметра, к выходу которого подключен индикатор 12.connected to the first input of the comparator unit 11, to the second input of which through serially connected amplifier 8 and detector 10 the output of the measuring coil 4 of smaller diameter is connected, to the output of which the indicator 12 is connected.

Устройство работает следующим обрезом.The device works as the next cut.

Перед измерени ми путем нажати Before measurement by pressing

на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 измерительна катушка 4 устанавливаетс в одной плоскости с ОС-. тапьными катушками вихретоковогоOn the protruding part of the movable rod of the micrometric indicator unit 5, the measuring coil 4 is installed in the same plane as the OS-. eddy current tap coils

преобразовател Г. Измен усиление усилител 8 переменного напр жени , подключенного к измерительной катушке 4, добиваютс равенства напр жений, снимаемых с амплитудных детекторовconverter G. Change the amplification of the variable voltage amplifier 8 connected to the measuring coil 4 to achieve the equality of the voltages taken from the amplitude detectors

9 и 10. При этом на выходе индикатора 12 нулевое напр жение (стрелочный индикатор покажет ноль, а при использовании светового индикатора загоритс соответствующего цвета лампочка ). Устройство готово к работе.9 and 10. At the same time, the output voltage of the indicator 12 is zero (the dial indicator will show zero, and when using the light indicator, the corresponding color of the light comes on). The device is ready for operation.

При установке вихретокового преобразовател 1 на контролируемое изделие напр жение на измерительных катушках 3 и 4 измен етс на различные величины, причем относительные изменени напр жени на измери- тельной катушке 4 меньшего диаметра оказываютс больше, чем на измерительной катушке 3 большего диаметра,When the eddy current transducer 1 is mounted on a test article, the voltage on the measuring coils 3 and 4 is changed by different values, and the relative voltage changes on the measuring coil 4 of a smaller diameter are larger than on the measuring coil 3 of a larger diameter,

если катушки расположены в однойif the coils are located in one

плоскости, в свободном состо нии катушка 4 за счет действи пружины находитс выше чем возбуждающа катушка 2. Поэтому, установив преобразователь 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 и тем самым перемещают вниз измерительную катушку 4 до тех пор, пока напр жение на выходах амплитуд- ных детекторов 9 и 10 не будут равны . Величина перемещени оказываетс пропорциональной величине измер емого параметра и отсчитываетс от плоскости, в которой уравнивались напр жени измерительных катушек 3 и 4 с помощью усилител 8 перед измерени ми.in the free state of the coil 4 due to the action of the spring is higher than the exciting coil 2. Therefore, installing the transducer 1 on the product, press the protruding part of the moving rod of the micrometric indicator unit 5 and thereby move down the measuring coil 4 until the voltage at the outputs of the amplitude detectors 9 and 10 will not be equal. The magnitude of the displacement is proportional to the magnitude of the measured parameter and is measured from the plane in which the voltages of the measuring coils 3 and 4 were equalized with the aid of an amplifier 8 before the measurements.

При измерении удельной электрической проводимости издели зависи- мость между обобщенным параметром перемещени катушки М с/2Й где R - радиус возбуждающей катушки 2, С - величина перемещени измерительной катушки, и обобщенным пара- метром электрофизических параметров издели psRvliJiUj,6 где «J кругова частота питающего тока, еWhen measuring the electrical conductivity of the product, the dependence between the generalized parameter of the coil movement is M c / 2Y where R is the radius of the exciting coil 2, C is the amount of displacement of the measuring coil, and the generalized parameter of the electrophysical parameters of the product psRvliJiUj, 6 where J current, e

гА1Г-1О -И-, в - удельна электрическа проводимость издели дл вихре- токового преобразовател с параметрами Г, P,/R - 0,5 и t r,(,25, где г - р.адиус измерительной катушки 3 и г - радиус измерительной катушки 4, в диапазоне изменени обоб- щенного параметра зазора 0,1-0,5, где h - толщина диэлек- тричес кого покрыти издели , имеет вид, показанный на фиг.2. Такой предварительно построенный при ка- либровке.устройства график может быть перенесен на шкалу микрометрического индикаторного блока 5. Тогда -величина измер емого параметра может сразу сниматьс со шкалы ин- дикаторного блока 5. (фиг.2). вл етс частной реализацией функ- ции преобразовани устройства дл gA1G-1O -I-, C is the specific electrical conductivity of the product for the eddy current transducer with the parameters G, P, / R - 0.5 and tr, (, 25, where r is the r.dius of the measuring coil 3 and g is the radius measuring coil 4, in the range of variation of the generalized parameter of the gap of 0.1-0.5, where h is the thickness of the dielectric coating of the product, has the form shown in Fig. 2. Such a plot built beforehand when calibrating. can be transferred to the scale of the micrometric indicator unit 5. Then the magnitude of the measured parameter can be immediately removed on scale invariant dikatornogo unit 5 (Figure 2). is a particular implementation of the device functions for converting tion

указанных значений обобщенных параметров . Из-за близкого сходства годографов выходных напр жений вихре- токового преобразовател и толщины и уДельнАй электрической проводимости неферромагнитных провод щих изделий следует, что подобный график (фиг.2) может быть построен дл функции преобразовани устройства, используемого в качестве толщиномера . Наиболее точный график (фиг.2) получаетс в процессе калибровки на реальных издели х.specified values of generalized parameters. Due to the close similarity of the hodographs of the output voltages of the eddy current transducer to the thickness and electric conductivity of non-ferromagnetic conductive products, it follows that a similar graph (figure 2) can be plotted for the function of transforming the device used as a thickness gauge. The most accurate graph (Figure 2) is obtained during the calibration process on real products.

Claims

Invention Formula

An apparatus for measuring the geometrical and electrical parameters ieferromagnitnyh conductive articles comprising sinusoidal current generator connected -k exciting, katushke.nakladnogo transformer eddy current transducer and comprising a coaxially disposed in the same plane exciting coil and two pick-up coils of different diameter, the two voltage amplifiers peretsennogo connected to the outputs of the measuring coils, two amplitude detectors connected respectively to the outputs amplify An alternating voltage, and an indicator, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, the measuring coils of the eddy current transducer are located inside the excitation coil, the measuring coil of smaller diameter being movable along its axis and connected to the movable stem of the micrometric indicator unit which is rigidly connected with the exciting coil and the measuring coil of larger diameter, and the outputs of the amplitude detectors are connected to the inputs of the comparator unit, the output of which is so me to the entrance of the indicator.