SU1663400A1 - Устройство дл измерени толщины металлических покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Устройство содержит резистивно-емкостный делитель 8, в одно из плеч которого включен варикап 9. Изменение напр жени  на выходе преобразовател  устройства при отсутствии контролируемого издели , вызванное изменением внешних условий, приводит к изменению напр жени  на выходе блока 10 управлени  варикапом и изменению емкости последнего, что приводит к установке первоначального напр жени  преобразовател . Коррекци  режима настройки устройства осуществл етс  в моменты времени между измерени ми. Выбор размеров измерительных катушек 3, 5 и 4 преобразовател , их взаимного расположени  и числа их витков позвол ет отстроитьс  от вли ни  на результаты измерений величины зазора между издели ми и преобразователем. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  измерени  толщины тонких металлических покрытий на диэлектриках.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет отстройки от вли ни  изменений зазора между преобразователем и измер емым изделием на результаты измерений, а также за счет использовани  системы автоподстройки нул  прибора.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  измерени  толщины металлических покрытий; на фиг. 2 - схема блока управлени  делителем напр жени .

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, вихретоковый преобразователь, состо щий из обмотки 2 возбуждени  и измерительных обмоток 3, 4 и 5, блок 6 обработки сигнала, выполненный , например, в виде последовательно соединенных усилител  и амплитудного детектора, и индикатор 7, резистивно-емко- стный делитель 8 напр жени , в одно из

плеч которого включен варикап 9, и который подключен параллельно с измерительными обмотками 3, 4 и 5, причем средн   точка делител  8 соединена с точкой соединени  обмоток 3 и 4, и блок 10 управлени  делителем , вход которого подключен к выходу блока 6 обработки сигнала, а выход соединен со средней точкой делител  8 напр жени . Блок 10 управлени  делителем может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных дифференциального усили- тел  11 с обратной св зью, к инвертирующему входу которого подключен резистор 12, а неинвертирующий вход  вл етс  входом блока 10 управлени , резистора 13, диода 14 и резистора 15, вывод которого  вл етс  выходом блока 10, К точке соединени  диода 14 и резистора 15 подключен электролитический конденсатор 16, а обратна  св зь выполнена на диоде 17.

Перва  измерительна  обмотка 3 преобразовател  намотана поверх -возбуждающей , обмотки 2, а втора  измерительна  обмотка 4, имеюща  тот же диаметр d, что и обмотка 2, имеет в два раза большее число витков, чем измерительна  обмотка 3 и находитс  на рассто нии 0,5 d от возбуждающей обмотки 2. Треть  измерительна  обмотка 5, того же диаметра d, что и обмотка 4, имеет в четыре раза больше витков, чем обмотка 3, находитс  на рассто нии d от возбуждающей обмотки 2 и включена последовательно согла сно с обмоткой 4.

Устройство работает следующим образом .

При включении устройства, когда преобразователь , питаемый от генератора 1, расположен вдали от контролируемого издели , выходной сигнал индикатора 7 равен

нулю, при этом напр жение на варикапе 9 устанавливаетс  равным среднему рабочему напр жению дл  данного типа варикапа. Это достигаетс  подбором величин емкостей делител  8. Соответствующий подбор

0 резисторов делител  8 обеспечивает изменение сигнала в положительную сторону, при размещении преобразовател  на изделии . При по влении на выходе блока 6 обработки сигнала малого по величине

5 отрицательного посто нного напр жени , обусловленного уходом нул  устройства из- за изменений внешних условий, на вход блока 10 управлени  делителем подаетс  малое отрицательное напр жение, которое

0 усиливаетс  до напр жени  питани  и подаетс  через резистор 13 и диод 14 на конденсатор 16, который задает рабочее напр жени  верикапа и подзар жаетс  до напр жени ,компенсирующего отрицатель5 ный уход нул . Первоначальный режим работы устройства восстанавливаетс , Саморазр дка конденсатора 16 осуществл етс  через цепи элементов 14, 13, 11 и 15 и варикап 9. При этом посто нна  времени

0 разр да составл ет несколько дес тков секунд , При разр де конденсатора 16 ниже уровн , определ ющего напр жение, соответствующее установке индикатора 7 устройства на нуль, осуществл етс  его

5 подзар дка. При уходе нул  в положительную сторону происходит медленное восста- новление нул  путем саморазр дки конденсатора 16. Таким образом, после включени  устройства его выходной сигнал

0 в отсутствии измер емого издели  будет равен нулю и будет поддерживатьс  при помощи автоматической регулировки напр жени  на варикапе 9 независимо от времени самонагрева, температуры среды и

5 изменени  других внешних условий.

При размещении преобразовател  устройства на контролируемом изделии сигнал , пропорциональный величине покрыти , будет сниматьс  с обмоток 3, 4 и

0 5,преобразовыватьсЯ в блоке 6 обработки сигнала, а результат измерений будет фиксироватьс  на индикаторе 7. В промежутках между измерени ми происходит автоматическа  подстройка нул  выходного сигнала

5 устройства.

Claims (1)

1. Выходной сигнал преобразовател  в процессе измерений не будет зависеть от изменений зазора между изделием и преобразователем в пределах около 0,1 d, так как благодар  заданному расположению обмоток 2, 3, 4 и 5 изменение выходного напр жени  от одной измерительной обмотки из- за изменени  зазора компенсируетс  аналогичным изменением сигнала от других обмоток. Зависимости напр жени  на каждой из обмоток 3,4 и 5 от изменени  зазора будут нелинейными с разными углами наклона . При умножении сигнала от каждой из обмоток 3, 4 и 5 на соответствующий коэффициент можно добитьс  условий, при которых результирующий сигнал не будет зависеть от величины зазора в некотором диапазоне. Данный результат достигаетс  путем определенного расположени  обмоток преобразовател , подбором числа их витков и соответствующей настройкой измерительной схемы таким образом, чтобы в отсутствие издели  при среднем значении рабочего напр жени  на варикапе 9 выходной сигнал устройства был бы равен нулю. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  толщины металлических покрытий, содержащее генератор , накладной вихретоковый преобразователь , состо щий из аксиально расположенных возбуждающей обмотки, подключенной к выходу генератора, и двух

   измерительных обмоток, включенных последовательно встречно, и последовательно соединенные блок обработки сигнала и индикатор , отличающеес  тем, что, с

   целью повышени  точности измерени , оно снабжено третьей измерительной обмоткой , включенной между входом блока обработки сигнала и второй измерительной обмоткой последовательно согласно с ней,

   резистивно-емкостным делителем напр жени , в одно из плеч которого включен варикап, подключенным параллельно с измерительными обмотками, и блоком управлени  делителем, включенным между

   выходом блока обработки сигнала и средней точкой делител  напр жени , котора  подключена к точке соединени  первой и второй измерительных обмоток, втора  и треть  измерительные обмотки имеют диаметры , равные диаметру d возбуждающей обмотки, расположены от нее с одной стороны на рассто ни х соответственно 05d и d, число их витков соответственно в два и четыре раза больше числа витков первой

   измерительной обмотки, а перва  измерительна  обмотка намотана поверх возбуждающей .

   12

   К Варикапу

   Фиг. 2