SU1596279A1 - Устройство дл бесконтактного измерени удельного электрического сопротивлени изделий из немагнитных материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в электромагнитной структуроскопии, дефектоскопии, а также в температурных измерени х свойств материалов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и информативности измерений. Измерени  провод тс  методом вихревых токов с помощью электромагнитного преобразовател  5 с рабочей катушкой 6, компенсационной катушкой 7, коммутируемой переключателем 8 и катушкой 9 опорного напр жени . Измерени  осуществл ютс  в услови х балансировки нуль-индикатора 1 с помощью дифференциального повторител  10 напр жений и делител  11 напр жений. Остаточный сигнал выхода нуль-индикатора 1 после усилени  усилителем 2 некомпенсации управл ет преобразователем напр жение-частота, выходной сигнал которого  вл етс  информативным параметром и контролируетс  измерителем 4 частоты. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к бескон . тактным иэмереш1 м. Цель изобретени  - повышение точности и информативности измерений На чертеже изображено устройство дл  бесконтактного измерени  удельного электрического сопротивлени  изделий из немагнитных материалов, реализующее способ. Устройство содержит нуль-индикатор , усилитель иекомпенсации, преобразователь напр жение-частота, измеритель частоты 4 и электромагнитный преобразователь 5 с рабочей катушкой 6, компенсационной катушкой с переключателем 8 и катушкой опорного напр жени  9, дифференциальный повторитель напр жений 10 и перестр иваемый делитель напр жени  11, выход катушки опорного напр жени  9 подключен к суммирующему входу, а выход компенсационной катуШки 7 - к вычитающему входу дифференциального повторител  напр жений 10, выход которого через перестраиваемый делитель напр жени  11подключен к одному из входов нулыиндикатора 1, к другому входу которого подключен выход рабочей катушки 6, а к выходу нуль-индикатора 1-последовательно подключены усилитель некомпенсации преобразо1затель напр жение-частота и намагничивакщие обмотки электрома нитного преобразовател  5, выход пр образовател  напр жение-частота 3 подключен также к входу измерител  4, При этом рабоча  катушка 6 и катушка опорного напр жени  9 предста 1л ет собой две идентичные катушки, Е рц Е ц-цн , ЭДС, обусловленные .магнитными потоками в рабочей катушке 6 без контро лируемого издели  в ней и в катушке опорного напр жени  7 соответственн Кроме того, переключатель 8 градуир етс  в величинах радиусов контролируемых изделий и затем, перед измер ни ми устанавливаетс  в положение, соответствук цее конкретному радиусу контролируемой детали. При этом витки компенсационной катушки 7 (ко мутируемые переключателем 8) подобраны таким образом, чтобы в соответ ствующем (радиусу контролируемого . издели ) положении переключател  8 ЭДС на выходе компенсационной катуш ки 7 (первичные обмотки которой вкл чены согласно первичным, а вторичные - встречно вторичным обмоткам рабочей катушки 6) компенсировала ЭДС, обусловленную магнитным потоком, наведенным в воздушном зазоре между контролируемым изделием,) помещенным в рабочую катушку, и измерительными обмотками рабочей катушки 6, Вследствие такой компенсации ЭДС на выходе рабочей катушки 6 при наличии контролируемого издели  в электромагнитном преобразователе 5 определ етс  только электромагнитным потоком в Контролируемом изделии Ё, УЕ д К(Ё р - ЁК), а при его отсутствии - электромагнитным потоком на размере контролируемого издели ; Ёд, - В. , где Ёд - ЭДС, обусловленна  потоком в контролируемом изделии; Е„д - ЭДС, наведенна  магнитным потоком-в рабо:чей катушке 6 на размере контролируемого издели  при отсутствии последнего в рабочей катушке 6: Е р -ЭДС, обусловленна  магнитным потоком рабочей катушки 6 при отсутствии в ней издели ; Е,ЭДС , обусловленна  магнитным пото-. ком компенсационной катушки 7 (равным потоку в зазоре); К - расчетный параметр, модуль которого К f характеризуат коэффициент уменьшени  амплитуды магнитного потока в изделии за счет вихревых токов. Дл  немагнитных изделий режим измерений вихретоковыми методами определаетс  положением рабочей точки на зависимост х модул  1К или фазы If безразмерного параметра К (характеризуннцего вли ние вихревых токов) от обобщенного параметра х. где X R(2irf/,f )/f ; R - внешний радиус детали; о - ее удельное электрическое сопротивление; f - Чистота возбуждающего пол , В способе используютс  функциональна  зависимость fc { f(x) (т.е, амплитудные измерени ), а также взаимосв зь эквивалентной .глубины проникновени  магнитного пол  в изделие от параметра }Kf, определ ема  выражением: Л 1 -|Г- (К( . Сущность cnoco6ji бесконтактного измерени  удельного электрического сопротивлени  изделий из немагнитных материалов заключаетс  в следующем. Предварительно дл  заданных режимов измерений определ ют (расчетным путем ) коэффициенты уменыпени  магнит ного потока в контролируемом изделии iKof) {(принима  их в качестве опорных) и соответствующие им эквивалентные глубины проникновени  магнитного пол  в изделие и и дл  каждой величины I Коп I устанавливают значение опорной ЭДС, величина которой определ етс  соотношением /Е Е (К on сгв 9П где Е jjg - ЭДС, обусловленна  магнитным потоком на размере контролируемой детали. Значение этой опорной ЭДС устанавливают с использованием катушки опорного напр жени  9, причем ее намагничивакщие обмотки включены в одну цепь с намагничивающими обмотками рабочей катушки 6, Затем контролируемое изделие помещают в рабочую катушку 6 электромагнитного преобразовател  5 и возбуждают в нем вихре вые токи переменным магнитным полеи.любой частоты, ЭДС на выходе рабочей катушки 6, обусловленна  (после компенсации с помощью компенсационной катушки части ЭДС, наведенной магнитным потоком в разрезе) только магнитным потоком в контролируемом изделии, определ етс  соотношением Е К h хЕд, причем величина параметра К I определ етс  как характеристиками детали , так и частотой возбуждающего пол . Далее два имеющихс  значени  ЭДС - tijj и Е on вычитают и если их разность не равна нулю, измен ют частоту электромагнитного пол  до такого зна- чени  частоты, при котором Е, оп 0, т,е, устанавливают равной нулю . разность между ЭДС, наведенной магнитным питоком в изделии и заданной . опорной ЭДС изменением частоты электромагнитного пол  с последующим измерением частоты, соответствующей этой нулевой разности и определением удельного электрического сопротивлени , соответствующего заданной эквивалентной глубине проникновейи  магнитного пол  в изделие, При выполнении услови  Е, О вьшолн етс  равенство |К |ft«n так как каждому значению 1Кд„|соответствует однозначна  величина х j , можно определить по соотношер :2ji:tf.Rl. f j Повтор   описанную последовательность действий дл  каждого заданного значени  Сопредел ем11х соответствующими liCjp I и и) измер ют на различных глубинах проникновени  магнитного пол  в изделие и таким .образом наход т распределение удельного электрического сопротивлени  по сечению контролируемого издели . Таким образом, во-первых, задава  значени  «порных ЭДС по предварительно заданньгм режимам измерений, определ емым , эквивалентными глубинами проникновени  электромагнитного пол  в изделие и коэффициентами уменьшени  магнитного потока, обеспечивают тем самым измерени  в оптимальных режимах электромагнитного преоб |азовател  с точки зрени  максимальной чувствительности при минимальных погрешност х измерений, во-вторых, измерение частоты электромагнитного пол ,  вл ющейс  информативным сигналом об удельном электрическом сопротивлении издели , осуществл етс  с высокой точностью в момент равенства нулю средних или действующих значений ЭДС рабочей катушки электромагнитного преобразовател  и опорной ЭДС, Это повьшает точность измерений. Кроме того, провод  измерени  удельного электрического сопротивлени  издели  на разных фиксированных глубинах про- никновени  электромагнитного пол  в изделие, определ ют тем самым распределение удельного электрического сопротивлени  по сечению издели  и, . следовательно, расшир ют функдиональные возможности способа. Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом. Предварительно установкой переключател  8 компенсационной катушки 7 в положение, соответствукщее радиуг су контролируемого издели , компенсируют ЭДС, обуаповленную магнитным потоком в зазоре между контролируемым изделием и измерительными обмотками рабочей катушки 6, Тогда при отсутствии образца в рабочей ка- тушке 6 ЭДС на выходе последней определ етс  соотношением Е Ер - К. Кроме того, поскольку Epi, а

результируицим сигналом на выходе дифференциальнбго.повторител  напр жений 10  вл етс  разность ЭДС, поданных на его вход, то сигнал на выходе дифференциального повторител  напр жени  также равен Е кк Едл, Отсюда, установив коэффициент делени -перестраиваемого делител  напр жени  11 равным одному из значеНИИ коэффициента уменьшени  магнитного потока (), на выходе делител  напр жени  i1 получают значение опорной ЭДС: ЕОП |KjnE«e

В контролируемом изделии возбуждают вихревые токи при помрщи переменного магнитного пол , обусловленного током, протекающим в намагничивающих цеп х электромагнитного преобразовател  5,. питаемых напр жением выходного сигнала преобразовател  напр жениег-частота Зв При этом на выходе рабочей катушки 6 наводитс  ЭДС, определ ема  соотношением ЕГ( |К|- EJHJ, котора  подаетс  на один из входов нуль-индикатора 1, На второй вход нуль-индикатора 1 подаетс  опорна  ЭДС Е с выхода: делител  напр жений 11, Вслучае неравенства , нулю разности ЕС, и Е on на выходе нуль-индикатора 1.возникает сигнал разбаланса, который, усиленный с помощью усилител  некомпенсации 2, измен ет частоту на выходе преобразовател  напр жение .-частота 3 до установлени  нул  разности ЭДС: ЕЯ и Ерп Равенство нулю этих ЭДС означает, что электромагнит ный преобразователь 5 находитс  в требуемом режиме, которьй определ етс  заданным значением

При установлении

следовательно, Xgf,.

-Е„- Е 0 измер ют частоту пол  при

ti en

помощи измерител  частоты ч с последуквдим определением р по указанному выражению. Это значение соответствует эквивалентной глубине ,

Коэффициенты делени  перестраиваемого делител  напр жени  11 устанавливают равными значени м определ е№1х дл  заданных режимов измерений коэфг фициентов уменьшени  магнитного потока .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   - . -. .-.

   Устройство дп  бесконтактного

   измерени  удельного электрического сопротивлени  изделий из немагнитньпс материалов, содержащее электромагнитный преобразователь с рабочей катушкой, компенсационной катушкой с переключателем и катушкой опорного напр жени , нуль-индикатор, вькод которого через усилитель некомпенсации соединен с входом преобразовател  напр жение-частота, к выходу которого подключен изйеритапь частоты, о тдичающее с  тем, что, с целью повьш1ени  точности и информативности измерений, в устройство введены дифференциальный повторитель напр жений, делитель напр жени  , выход катушки опорного напр жени , соединен с первьм входом, а выход компенсационной катушки соединен с вторым входом дифференциального повторител  напр жени , выход рабочей катушки соединен с первым входом нульиндикатора , второй вход которого соединен через делитель напр жени  с выходом дифференциального повторител  напр жени , выход преобразовател  напр жение - частота соединен с входом электромагнитного преобразовател .