SU1666972A2 - Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens - Google Patents

Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens Download PDF

Info

Publication number
SU1666972A2
SU1666972A2 SU894725686A SU4725686A SU1666972A2 SU 1666972 A2 SU1666972 A2 SU 1666972A2 SU 894725686 A SU894725686 A SU 894725686A SU 4725686 A SU4725686 A SU 4725686A SU 1666972 A2 SU1666972 A2 SU 1666972A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
value
approximator
comparator
Prior art date
Application number
SU894725686A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Борисович Красинский
Алексей Рудольфович Шишкин
Виктор Николаевич Буров
Original Assignee
Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева filed Critical Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority to SU894725686A priority Critical patent/SU1666972A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1666972A2 publication Critical patent/SU1666972A2/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  величины удельной электрической проводимости в электропровод щих издели х. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  измерени  величины зазора между вихретоковым преобразователем и электропровод щии изделием и обеспечение индикации допустимой величины электропроводности электропровод щего издели . Устройство содержит генераторы 1 - 3 переменного тока, коммутаторы 4, 5, вихретококовый преобразователь 6, возбуждающую катушку 7, измерительную катушку 8, усилитель 9, амплитудный детектор 10, генератор 11 тактовых импульсов, блоки 12 - 14 пам ти, блоки 15 - 18 вычитани , масштабный преобразователь 19, блок 20 делени , экспоненциальный функциональный преобразователь 22, индикаторы 23, 26, 33, блок 24 управлени , компаратор 25, источники 27, 28 опорного напр жени , регулируемый масштабный преобразователь 29, коммутатор 30, блок 31 сложени , аппроксиматор 32, источник 34 опорного напр жени , компаратор 35, реле 36. Особенностью изобретени   вл етс  введение аппроксиматора 32 и индикатора, соединенных последовательно, а также источника 34, опорного напр жени  последовательно соединенного с компаратором 35 и реле 36, причем вход аппроксиматора 32 соединен с выходом блока 15 вычитани , а второй вход компаратора 35 соединен с выходом аппроксиматора 32. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to instrumentation engineering and can be used to measure the value of specific electrical conductivity in electrically conductive products. The aim of the invention is to expand the functionality by providing a measurement of the size of the gap between the eddy current transducer and the electrically conductive product and providing an indication of the permissible value of the electrical conductivity of the electrically conductive product. The device contains 1 - 3 alternating current generators, switches 4, 5, eddy current transducer 6, exciting coil 7, measuring coil 8, amplifier 9, amplitude detector 10, clock generator 11, blocks 12 - 14 of memory, subtraction blocks 15 - 18 , scale converter 19, division unit 20, exponential functional converter 22, indicators 23, 26, 33, control block 24, comparator 25, voltage sources 27, 28, adjustable scale converter 29, switch 30, block 31 of addition, approximator 32 source 34 reference voltage, comparator 35, relay 36. A feature of the invention is the introduction of an approximator 32 and an indicator connected in series, as well as a source 34, a reference voltage connected in series with a comparator 35 and relay 36, and the input of the approximator 32 is connected to the output of subtracter 15 and the second input of the comparator 35 is connected to the output of the approximator 32. 1 c.p. f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, может быть использовано дл  измерени  величины удельной электрической проводимости электропровод щих изделий и  вл етс  дополнительным к авт.св. № 1583828.The invention relates to a measuring and control technique, can be used to measure the value of the specific electrical conductivity of electrically conductive products, and is in addition to the author. No. 1583828.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  измерений величины зазора между вихретоковым преобразователем и электропровод щим изделием и обеспечение индикации допустимой величины электропроводности электропровод щего издели .The aim of the invention is to expand the functionality by providing measurements of the size of the gap between the eddy current transducer and the electrically conductive product and providing an indication of the permissible value of the electrical conductivity of the electrically conductive product.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема устройства дл  измерени  величины удельной электрической проводимости электропровод щих изделий; на фиг. 2-4 приведены графики, по сн ющие работу изобретени .FIG. Figure 1 shows the structural electrical circuit of a device for measuring the value of the specific electrical conductivity of electrically conductive products; in fig. 2-4 are graphs illustrating the operation of the invention.

Устройство дл  измерени  величины удельной электрической проводимости электропровод щих изделий содержит первый 1, второй 2 и третий 3 генераторы переменного тока, выходы которых независимо, раздельно подключены к трем входам первого коммутатора 4, второй коммутатор 5, последовательно соединенные вихретоко- вый преобразователь (ВТП) 6 с возбуждающей катушкой 7 и измерительной катушкой 8. усилитель 9 и амплитудный детектор 10, выход которого подключен к коммутатору 5, генератор 11 тактовых импульсов, выход которого подключен к управл ющим входам коммутаторов 4 и 5, первый 12, второй 13, третий 14 блоки пам ти, входы которых независимо , раздельно подключены к трем выходам коммутатора 5, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 блоки вычитани , первый масштабный преобразователь 19, блок 20 делени , первый вход которого подключен к выходу первого блока 16 вычитани , выход которого последовательно соединен с вторым масштабным преобразователем 21, экспоненциальным функциональным преобразователем 22 и первым индикатором 23, выход третьего блока 18 вычитани  соединен с входом блока 24 управлени  и с входом первого компаратора 25, к выходу которого подключен второй индикатор 26, который представл ет собой световой индикатор, например светодиод зеленого свечени , а также первый регулируемый источник 27 опорного напр жени , последовательно соединенные второй регулируемый источник 28 опорного напр жени , первый блок 15 вычитани , регулируемый масштабный преобразователь 29, третий коммутаторA device for measuring the value of the specific electrical conductivity of electrically conductive products contains the first 1, second 2 and third 3 alternators, the outputs of which are independently, separately connected to the three inputs of the first switch 4, the second switch 5 connected in series by a eddy current transducer (EPR) 6 with the excitation coil 7 and the measuring coil 8. amplifier 9 and amplitude detector 10, the output of which is connected to the switch 5, the generator 11 clock pulses, the output of which is connected to the control One of the switches 4 and 5, the first 12, the second 13, the third 14 memory blocks, the inputs of which are independently connected to the three outputs of the switch 5, the first 15, the second 16, the third 17, the fourth 18 subtraction blocks, the first large-scale converter 19, the block 20 divisions, the first input of which is connected to the output of the first subtraction unit 16, the output of which is serially connected to the second large-scale converter 21, the exponential functional converter 22 and the first indicator 23, the output of the third subtracting unit 18 is connected to the input of the control unit 24 nor with the input of the first comparator 25, to the output of which the second indicator 26 is connected, which is a light indicator, such as a green LED, as well as a first adjustable reference voltage source 27, connected in series to a second adjustable reference voltage source 28, first unit 15 subtracting, adjustable scale converter 29, third switch

30(ключ) и блок 31 сложени , выход которого подключен к второму входу второго блока 16 вычитани , выход третьего блока 17 вычитани  подключен к второму входу блока30 (key) and an addition unit 31, the output of which is connected to the second input of the second subtraction unit 16, the output of the third subtraction unit 17 is connected to the second input of the unit

20 делени  и к второму входу блока 15 вычитани , а выход источника 27 опорного напр жени  подключен к второму входу блока20 divisions and to the second input of the subtracting unit 15, and the output of the source 27 of the reference voltage is connected to the second input of the unit

31сложени , а также последовательно соединенные аппроксиматор 32, вход которого31 additions, as well as series-connected approximator 32, the input of which

0 подключен к выходу первого блока 15 вычитани , и третий индикатор 33, последовательно соединенные третий источник 34 опорного напр жени , второй компаратор 35 и реле 36, причем второй вход второго0 is connected to the output of the first subtraction unit 15, and the third indicator 33, the third source 34 of the reference voltage, the second comparator 35 and the relay 36, and the second input of the second

5 компаратора 35 подключен к выходу апп.- роксиматора 32.5 of the comparator 35 is connected to the output of the approximeter 32.

Выход блока 24 управлени  подключен к управл ющим входам генераторов 1-3, выход первого блока 12 пам ти соединен сThe output of control unit 24 is connected to the control inputs of generators 1-3, the output of the first memory block 12 is connected to

0 первым входом блока 16 вычитани  и через масштабный преобразователь 19 - с первым входом блока 18 вычитани , выход второго блока 13 пам ти подключен к второму входу блока 18 вычитани  и к первому входу0 with the first input of the subtracting unit 16 and through the large-scale converter 19 with the first input of the subtracting unit 18, the output of the second storage unit 13 is connected to the second input of the subtracting unit 18 and to the first input

5 третьего блока 17 вычитани , выход третьего блока 14 пам ти подключен к второму входу блока 17 вычитани  и к третьему входу блока 18 вычитани , выход коммутатора 4 подключен к возбуждающей катушке 7, а5 of the third subtracting unit 17, the output of the third memory unit 14 is connected to the second input of the subtracting unit 17 and to the third input of the subtracting unit 18, the output of the switch 4 is connected to the exciting coil 7, and

0 измерительна  катушка 8 подключена к входу усилител  9.0 measuring coil 8 is connected to the input of amplifier 9.

Устройство дл  измерени  величины удельной электрической проводимости электропровод щих изделий работает сле5 дующим образом.A device for measuring the magnitude of the specific electrical conductivity of electrically conductive products operates as follows.

Генератор 11 тактовых импульсов вырабатывает пилообразные импульсы. Каждый из коммутаторов 4 и 5 содержит аналого- цифровой преобразователь (АЦП), на входThe generator 11 clock pulses produces sawtooth pulses. Each of the switches 4 and 5 contains an analog-to-digital converter (ADC), to the input

0 которого подаютс  пилообразные сигналы с генератора 11, дешифратор, входы которого подключены к выходу АЦП. и три ключа (полевые транзисторы). В коммутаторе 4 шесть выходов дешифратора соединены попарно0 which receives the sawtooth signals from the generator 11, the decoder, the inputs of which are connected to the output of the ADC. and three switches (field effect transistors). In switch 4, six outputs of the decoder are connected in pairs

5 и подключены независимо к управл ющим входам трех ключей, а в коммутаторе 5 к управл ющим входам трех ключей подключены независимо четные выходы (2,4 и 6 выходы) дешифратора. Благодар  этому в5 and are connected independently to the control inputs of the three keys, and in the switch 5, independently even outputs (2.4 and 6 outputs) of the decoder are connected to the control inputs of the three keys. Thanks to this in

0 течение одного периода сигнала с выхода генератора 11 в коммутаторах 4 и 5 будут последовательно замыкатьс  первый, второй и третий ключи, причем размыкание соответствующих ключей в коммутаторах 4 и 50 during one period of the signal from the generator output 11 in switches 4 and 5, the first, second and third keys will be closed in series, with the opening of the corresponding keys in switches 4 and 5

5 будет происходить одновременно, а замыкание ключей в коммутаторе 5 будет происходить с задержкой во времени относительно замыкани  ключей коммутатора 4, что.устран ет вли ние переходных процессов. С помощью первого, второго и5 will occur simultaneously, and the closure of the keys in the switch 5 will occur with a time delay relative to the closure of the keys of the switch 4, which eliminates the influence of transients. Using the first, second and

третьего ключей коммутатора 4 к катушке 7 подключаютс  генераторы 1 3 соответственно , а с помощью первого, второго и третьего ключей коммутатора 5 выход детектора 10 подключаетс  к блокам 12-14 пам ти соответственно.The third switch 4 keys connect generators 1 3 to coil 7, respectively, and using the first, second and third switches 5 keys, the output of detector 10 is connected to memory blocks 12-14, respectively.

Генераторы 1-3 синусоидального тока работают с частотой (о . с п и од ( соответственно, где п 1. Выходное напр жение U измерительной катушки 8 усиливаетс  усилителем 9 и выпр мл етс  амплитудным детектором 10. Таким образом , в первом такте (замкнуты первые ключи ) в блоке 12 пам ти запоминаетс  величина усиленного напр жени  катушки 8 U1, полученна  при частоте возбуждающего тока (О во втором такте (замкнуты вторые ключи) в блоке 13 пам ти запоминаетс  величина U2, полученна  при частоте возбуждающего тока (ify а в третьем такте (замкнуты третьи ключи) в блоке 14 пам ти запоминаетс  величина 11з, полученна  при частоте возбуждающего тока а% За один период сигнала с генератора 11 проводитс  три такта измерени  U. Согласно теории вихретоковых преобразователей (ВТП). величина относительной амплитуды ВТП U U/Uo, где Do - амплитуда ВТП в воздухе (ft О),при установке ВТП над провод щим полупространством будет зависеть от абсолютного значени  двух обобщенных параметров ft и а , где ft Va//0 о а - 2H/R ; R - радиус большей катушки ВТП, м; о- удельна  электрическа  проводимость, см/м; at- кругова  частота тока возбуждени , Гц; fi0 - магнитна  посто нна The sinusoidal current generators 1–3 operate at a frequency (frp and od (respectively, where n1. The output voltage U of the measuring coil 8 is amplified by the amplifier 9 and rectified by the amplitude detector 10. Thus, in the first cycle (the first keys) in the memory unit 12, the magnitude of the amplified voltage of the coil 8 U1 obtained at the frequency of the exciting current (O in the second cycle (the second keys are closed) in the block 13 of the memory is remembered U2, obtained at the frequency of the exciting current (ify and in the third tact (closed third key i) in memory block 14, the value 11z obtained at the frequency of the exciting current a% is stored. During one period of the signal from the generator 11, three measurement cycles U are carried out. According to the theory of eddy current transducers (EPR), the relative amplitude of the EPR UU / Uo, where Do is the amplitude of the VTP in the air (ft O), when installing the VTP over a conducting half-space, will depend on the absolute value of two generalized parameters ft and a, where ft Va // 0 о a - 2H / R; R is the radius of the greater VTP coil, m; o - specific electrical conductivity, cm / m; at - circular frequency of the excitation current, Hz; fi0 - magnetic constant

(«о 4л 10 Гн/м); Н - зазор между ВТП и провод щим изделием, м.(“About 4l 10 gn / m); H is the gap between the ECP and the conductive product, m.

Дл  аппроксимации реальной зависимости U f (/Т) используетс  выражение вида To approximate the real dependence U f (/ T), an expression of the form

U a0 + ai In ft(1)U a0 + ai In ft (1)

где а0, ai - коэффициенты , справедливость которого подтверждают зависимости U f ( ln ft) изображенные на фиг. 2 (они построены по известным зависимост м дл  ВТП с величиной у r/R 0,75, где г - радиус меньшей катушки).where a0, ai are coefficients, the validity of which is confirmed by the dependences U f (ln ft) shown in FIG. 2 (they are based on known dependencies for ECP with a value of r / R of 0.75, where r is the radius of the smaller coil).

Дл  работы на линейном участке зависимости U f (In/3) измен ют ом (и соответственно 0)2 и при этом измен етс  величина/) до выполнени  равенства 2Ui U2-U3 0, при этом зависимость U f(ln/J) описываетс  выражением (1), так как величина 2Ui-U2 U3 пропорциональна величи- #UFor operation in the linear region, the U f (In / 3) dependencies are changed by ohm (and respectively 0) 2, and the magnitude /) is changed until the equality 2Ui U2-U3 0 is fulfilled, and the U f (ln / J) relation is described expression (1), since the value 2Ui-U2 U3 is proportional to the value #U

неnot

Э(ВД:E (VD:

,2 , 2

Чтобы выражени , справедливые дл  величины U , были верны и дл  величин Ui, U2 и Уз. амплитуды токов генераторов 1-3 выбирают таким образом, чтобы величина 5 U0 была одинакова при возбуждении ВТП 6 токами с частотами а) , (л , и .So that the expressions valid for the value of U are also true for the values of Ui, U2 and Uz. the amplitudes of the currents of the generators 1-3 are chosen so that the value of 5 U0 is the same when the ECP is excited by 6 currents with frequencies a), (l, and.

Процесс измерени  состоит из двух этапов: калибровки и собственного измерени .The measurement process consists of two stages: calibration and own measurement.

10 Блок 24 управлени  в одном из вариантов состоит из последовательно соединенной кнопки (вход блока 24 управлени ), усилител  и микродвигател , который вращает час- тотозадающие резисторы генераторов 1-3.10 The control unit 24 in one of the variants consists of a series-connected button (the input of the control unit 24), an amplifier and a micromotor, which rotates the frequency-generating resistors of the generators 1-3.

5В процессе калибровки оператор устанавливает без зазора () ВТП б на эталонное изделие с известной величиной а - сгэт и замыкает кнопку блока 24 управлени . Блок 24 управлени  будет одновременно5In the calibration process, the operator installs without a gap () VTP b on the reference product with a known value of a - sgat and closes the button of the control unit 24. Control block 24 will be simultaneously

0 измен ть частоты генераторов 1-3 до тех пор, пока на выходе блока 18 вычитани  не установитс  нулевое напр жение. Коэффициент преобразовател  масштабного преобразовател  19 выбираетс  равным двум,0 change the frequencies of the generators 1-3 until the output voltage of the subtraction unit 18 is set to zero. The scale converter factor 19 is chosen to be two,

5 поэтому в установившемс  режиме будет соблюдатьс  равенство 2Ui-U2-U3 0. Это означает справедливость выражени  f1).5 therefore in the established mode the equality 2Ui-U2-U3 0 will be observed. This means the validity of the expression f1).

В момент нулевого напр жени  на вы- 0 ходе блока 18 вычитани  (2Ui-U2 U3 0) сработает компаратор 25 и индикатор 26 загоритс  (будет светитьс  светодиод зеленого свечени ). Это будет означать, что устройство работает в установившемс  5 режиме и в дальнейшем частоты ш . (1% , и OJ3 . не будут мен тьс , при этом в блоках 12-14 пам ти будут соответственно хранитьс  величины Ui, U2 и Кз. Ui а0 + ailn/ 3T . -) 0и2 ао-f-ailnf/ Vn). 1At the moment of zero voltage at output 0 of subtraction unit 18 (2Ui-U2 U3 0), the comparator 25 will operate and the indicator 26 will turn on (the green LED will be lit). This will mean that the device operates in the steady state and further frequencies w. (1%, and OJ3. Will not change, while in blocks 12-14 of memory, the values Ui, U2 and Cs will be stored respectively. Ui a0 + ailn / 3T. -) 0 and 2 ao-f-ailnf / Vn). one

Уз а0 -f ailn (/Зэг /Vn ). где Дн R Vr/7i //о Ът , J а с выхода блока 17 вычитани  на второй вход блока 20 делени  будет поступать величина U2 - Уз ailrj n. После загорани  индикатора 26 оператор размыкает кнопку блока 24 управлени , размыкает коммутатор 30, если он был замкнут, калибрует устройство , измен   величину напр жени  регулируемого источника 27 опорного напр жени  Ucn 1 до тех пор пока индикатор 23 не будет показывать величину, равную величине№г При этом на первый вход блока 20 делени  будет поступать сигнал Ui - Uon.i, а с выхода масштабного преобразовател  21. коэффициент преобразовани  кото- рого равен 2ln п. на вход экспоненциального функционального преобразовател  22 будет поступать сигналUz a0 -f ailn (/ Zag / Vn). where Dn R Vr / 7i // о Ът, J and from the output of the subtracting unit 17 to the second input of the division unit 20 will receive the value U2 - Uz ailrj n. After the indicator 26 lights up, the operator opens the button of the control unit 24, opens the switch 30, if it was closed, calibrates the device, changing the voltage value of the adjustable source 27 of the reference voltage Ucn 1 until the indicator 23 shows a value equal to In this case, the first input of dividing unit 20 will receive a signal Ui - Uon.i, and from the output of scale converter 21. The conversion factor of which is equal to 2ln p. To the input of exponential functional converter 22 will receive a signal

5five

00

5five

(2)(2)

Ui -Uon.lUi -Uon.l

2ln п. Так как индикатор 23 поU2 -из казывает величину аэт то имеем равенство 2ln p. Since the indicator 23 according to U2 - shows the value of aet, then we have

t.1..-1  н njt.1 ..- 1 n nj

U2-U3(3) U2-U3 (3)

Реша  систему уравнений (2), получимSolving the system of equations (2), we get

. "

С учетом этого и выражени  дл  /3 имесоздает зазор Д Hi в диапазоне его возможного изменени  в процессе контрол .With this in mind and the expression for d / 3, it creates a gap D Hi in the range of its possible change in the control process.

После изменени  величины мешающего параметра оператор измен ет коэффициент передачи S регулируемого масштабного преобразовател  29 до тех пор, пока индикатор 23 не будет показывать величину, равную величине Оэт. При этом в блоках 12-14 пам ти будут соответственно хранитьс  величины L)4, Us и Ue. равныеAfter changing the value of the interfering parameter, the operator changes the transmission coefficient S of the adjustable scale converter 29 until the indicator 23 shows a value equal to the value of Oet. In this case, the L) 4, Us and Ue values will be stored in memory blocks 12-14 respectively. equal

емeat

(4)(four)

где М -ln (R //ouJi).where M is ln (R // ouJi).

Из анализа выражений (4) и (3) видно, чтоAnalysis of expressions (4) and (3) shows that

Uon.i-ao-M (5)Uon.i-ao-M (5)

После таких операций оператор замыкает коммутатор (ключ) 30 и измен ет величину выходного напр жени  второго регулируемого источника 28 опорного напр жени  -Uon 2 до тех пор, пока индикатор 23 не будет показывать величину аэт.After such operations, the operator closes the switch (key) 30 and changes the value of the output voltage of the second regulated source 28 of the reference voltage -Uon 2 until the indicator 23 shows the value of at.

Так как величины Ui, 1)2 и Уз не изменились , то показание индикатора 23 сг аэт будет в том случае, если с выхода блока 31 сложени  будет по-прежнему поступать на вход блока 16 вычитани  сигнал, равный Uon.1 (см.выражение (3)). Дл  этого с выхода коммутатора 30 должен поступать на вход блока 31 сложени  сигнал, равный нулю, т.е. на оба входа блока 15 вычитани  должны поступать одинаковые сигналы, поэтому Uon.2 ailn n. В дальнейшем величины Uon.2 и Uon 1 не измен ют и блоки 27 и 28 служат как бы блоками пам ти значений опорных напр жений.Since the values of Ui, 1) 2 and Uz have not changed, the indication of the indicator 23 sr aet will be if, from the output of the addition unit 31, the signal equal to Uon.1 is still fed to the input of the subtraction unit 16 (see Expression (3)). For this, the output of the switch 30 must be fed to the input of the addition unit 31, a signal equal to zero, i.e. Both inputs of subtraction unit 15 should receive the same signals, therefore Uon.2 ailn n. Subsequently, the values of Uon.2 and Uon 1 do not change, and blocks 27 and 28 serve as, as it were, memory blocks of values of reference voltages.

Величину коэффициента ai, определенную с помощью величины U2-U3, в дальней- шем используют дл  измерени  относительной величины удельной электрической проводимости контролируемого материала . Однако под воздействием мешающих параметров контролируемого издели  - зазора Н, величины коэффициентов ai и а0 могут существенно изменитьс . В устройстве и в прототипе величины коэффициентов ai и BQ, найденные в процессе калибровки, корректируютс  в зависимо сти от величины изменени  мешающего па раметра контролируемого издели . Дл  этого оператор, не убира  вихретоковый преобразователь 6 с эталонного образца,The value of the coefficient ai, determined with the aid of the value U2-U3, is further used to measure the relative value of the specific electrical conductivity of the material under test. However, under the influence of the interfering parameters of the monitored product - the gap H, the values of the coefficients ai and a0 can change significantly. In the device and in the prototype, the values of the coefficients ai and BQ found during the calibration process are adjusted depending on the magnitude of the change in the interfering parameter of the tested product. For this operator, do not remove the eddy current transducer 6 from the reference sample,

- -

а0 +ai .  a0 + ai.

Us Эо 4-31 In (эт VfT) .Us Eo 4-31 In (floor VfT).

Ue a0 +ai In (/Ъп /Vn ) ,Ue a0 + ai In (/ Sn / Vn),

(6)(6)

где а0, ai - величины коэффициентов а0 и ai при Н Д Hi .where a0, ai - the values of the coefficients a0 and ai when N D Hi.

Так как на второй вход блока 20 делени  поступает величина , то с учетом (3) имеет:Since the value arrives at the second input of dividing unit 20, taking into account (3) it has:

o U5 o U5

2 nnl2 nnl

иand

(hi е и(7)(hi e and (7)

где U - напр жение на выходе блока 31 сложени .where U is the voltage at the output of the add 31 block.

Учитыва  выражение (4), получимTaking into account the expression (4), we get

С„-еWith „-e

и,-ч,and, h

(8) Из анализа выражений (7) и (8) видно.(8) From the analysis of expressions (7) and (8) it can be seen.

чтоwhat

.m.m

Если считать, что коэффициент переда- ос чи отдельных блоков, вход щих в устройство , не измен ютс  в процессе контрол , то при изменении мешающего параметра на величину A Hi . коэффициенты а0 и ai изме- н ютс  на величины Да0 СоДН1И 40 Д 3i Ci Д Hi а поэтому можно записать а0 а0 + Да0 а0 4 Со A Hi , (10) ai ai 4 Aai ai 4 Ci AHi , (11)If we assume that the transmission coefficient of the individual blocks included in the device does not change during the control, then when the interfering parameter is changed by the value of A Hi. the coefficients a0 and ai change by the values of Yes0 CoDH1I 40 D 3i Ci D Hi and therefore we can write a0 a0 + Yes0 a0 4 Co A Hi, (10) ai ai 4 Aai ai 4 Ci AHi, (11)

Да0 Aai Aai К ,(12)Yes0 Aai Aai K, (12)

45 где Co, Ci, k C0/Ci - коэффициенты пропорциональности .45 where Co, Ci, k C0 / Ci - coefficients of proportionality.

Так как на первый и второй входы блока 15 вычитани  поступают величины и и5 ибсоответственно, а на второй вход бло- 50 ка 31 сложени  поступает величина Uon 1, то имеемSince the first and second inputs of the subtraction unit 15 receive the values and and 5, respectively, and the second input of the adding unit 31 receives the value Uon 1, we have

(U5-U6HU2-U3) S + Uoni U где S - установленное значение коэффициента передачи регулируемого масштабного 55 преобразовател  29.(U5-U6HU2-U3) S + Uoni U where S is the set value of the transmission coefficient of the adjustable large-scale 55 converter 29.

С учетом (5) и (9) имеемIn view of (5) and (9), we have

.о1.-о. .o1.-about.

s tu,-u,Hu,-u,r(Ut-u«)-(4i Ulls tu, -u, Hu, -u, r (Ut-u «) - (4i Ull

Полученное выражение с учетом (12) можно записать в вилеThe resulting expression with (12) can be written in wil

.-йОоМ I / i J о Л. -Yohm I / i J o L

a, inn 2t rma, inn 2t rm

u, En ttu En tt

Lnи 1 лаLn and 1 la

Таким образом, коэффициент передачи S масштабного преобразовател  29 зависит от величины коэффициента k. В дальнейшем величину S не измен ют.Thus, the transmission coefficient S of the scale converter 29 depends on the value of the coefficient k. Further, the value of S is not changed.

В процессе этапа измерени  вихретоко- вый преобразователь 6 устанавливают на контролируемое изделие, В общем случае величина мешающего параметра Н изменитс  на величину Л Hz A Hi , а величины ai и ао соответственно на Ла-i иЛа0 при этом в блоках 12-14 пам ти будут соответственно хранитьс  величины U, Ua и During the measurement step, the eddy converter 6 is mounted on the product under test. In general, the value of the interfering parameter H will change to the value L Hz A Hi, and the values ai and ao, respectively, on La-i and Lao0 will be in blocks 12–14 respectively, the values U, Ua and

U а0 + ai In Л Ue ао + a In (flu Vn) +a1 In ( ) jU а0 + ai In Л Ue ao + a In (flu Vn) + a1 In () j

где ai , ао величины коэффициентов ai и ао при Н Д hb ,where ai, ао values of the coefficients ai and ao at Н Д hb,

ai+Aai a i-fCiAH2.(14)  ai + aai a i-fCiAH2. (14)

a o э0 + Аа0 а 0 + Aai -К.(15)a o e0 + Aa0 a 0 + Aai -K. (15)

R tft(i) (/и .  R tft (i) (/ and.

где Оц- удельна  электрическа  проводимость материала контролируемого издели . В процессе измерени  на первый вход блока 15 вычитани  поступает сигнал , а на его второй вход - сигнал Ue-Ug. С выхода блока 15 вычитани  сигнал L(UrU))(Lt24J3)-ai nn-ailnn- Aa i In n (16) поступает на вход масштабного преобразовател  29 с коэффициентом преобразовани  S. С выхода масштабногоwhere Ots is the specific electrical conductivity of the material of the monitored product. In the process of measurement, the signal enters the first input of the subtraction unit 15, and the signal Ue-Ug arrives at its second input. From the output of block 15, the signal L (UrU)) (Lt24J3) -ai nn-ailnn- Aa i In n (16) is fed to the input of a scale converter 29 with a conversion factor S. From the scale output

преобразовател  29 сигнал Aai (К ) поступает через коммутатор 30 на первый вход блока 31 сложени , на второй вход которого поступает сигналthe converter 29, the signal Aai (K) is fed through the switch 30 to the first input of the addition unit 31, to the second input of which a signal arrives

..,. (U2 - U3).. (U2 - U3)

Don i ао - М 2ТгГп Don i ao - M 2TgGp

При этом на выходе блока 31 сложени  будет сформирован сигнал, равныйIn this case, the output of the addition unit 31 will generate a signal equal to

U Aa (К-т) + ,гУз).U Aa (Kt) +, gS).

С учетом (14), (15) и равенства 1)2 n имеемTaking into account (14), (15) and equality 1) 2 n, we have

1 30 -у (Aai +ai)ao - a (17)1 30-y (Aai + ai) ao - a (17)

Сигнал поступает на первый вход блока 20 делени , на второй вход которого поступает сигнал Us In n. Выходной сигнал бпока 20 делени  через второй масштабный преобразователь 21 поступаетThe signal is fed to the first input of the dividing unit 20, the second input of which receives the signal Us In n. The output signal bypass 20 division through the second large-scale Converter 21 is supplied

на вход экспоненциального функционального преобразовател  22, с выхода которого на индикатор 23 поступает сигналto the input of the exponential functional converter 22, from the output of which a signal is sent to the indicator 23

.2lnn .2lnn

2(У7 - U )2 (Y7 - U)

3 13 1

С учетом перпого уравнени  системы (13) и выражени  (17) сигнал Уинд будет равен . ч ,Taking into account the first equation of system (13) and expression (17), the Wind signal will be equal. h,

10ten

30thirty

3535

4040

4545

1515

Таким образом, индикатор 23 будет показывать искомую величину удельной эдек- трической проводимости материала контролируемого издели Thus, the indicator 23 will show the desired value of the specific electrical conductivity of the material of the controlled product.

Дл  определени  величины зазора Н используетс  сигнал L с выхода блока 15 вычитани , который пропорционален изменению величины коэффициента 20 ai-Aai (см.выражение (16)). Возможность определени  величины Н (гг) по изменению величины at (ai - наклон пр молинейных участков зависимости фиг. 2- U -- f (In/) иллюстрирует график на фиг. 3, построенный по тем же данным, что и график на фмг. 2.To determine the size of the gap H, the signal L is used from the output of subtraction unit 15, which is proportional to the change in the value of the coefficient 20 ai-Aai (see Expression (16)). The possibility of determining the value of H (yy) from the change in the value of at (ai is the slope of the rectilinear sections of the dependence of Fig. 2- U - f (In /)) illustrates the graph in Fig. 3, constructed from the same data as the graph on fmg. 2

Сигнал L поступает на вход аппроксима- тора 32, который учитывает незначительную нелинейность зависимости Аэт р (а)(см.фиг.3). Третий индикатор 33, на нход которого поступает сигнал с выхода аппроксиматора 32,будет показывать величину Н.The signal L is fed to the input of the approximator 32, which takes into account the slight non-linearity of the dependence Aet p (a) (see Fig. 3). The third indicator 33, at the start of which the signal from the output of the approximator 32 arrives, will show the value N.

Аппроксиматор 32 можно настроить, использу  известные зависимости дл  ВТП, или же путем практической калибровки, дл  чего после установки величин U0n i, Don 2 и S между ВТП 6 и изделием создают зазоры различной величины (например, подкладыва  под ВТП 6 образцовые диэлектрические пластинки), при этом аппрокси- матор 32 настраивают таким образом, чтобы индикатор 33 показывал нужное значение зазора Н.The approximator 32 can be adjusted using known dependencies for ECP or by practical calibration, for which, after setting the values of U0n i, Don 2 and S between GTP 6 and the product, gaps of various sizes are created (for example, laying 6 ETP 6 dielectric plates under ETP) at the same time, the approximator 32 is adjusted so that the indicator 33 indicates the desired value of the gap N.

00

5five

Линейна  аппроксимаци  реальной зависимости между изменени ми величин ао и ai при изменении Н (см. выражение (12) верна при небольших изменени х Н. С помощью зависимостей (2) и фиг. 3 построена и на фиг. 4 изображена зависимость ао - р (ai) .котора  показывает изменение величины ао при изменении Н, выраженное через изменение величины ai Из-за нелинейности реальной зависимости Да0 (Aai) выражение (12) будет справедливо в небольшом диапазоне изменени  Н, поэтому в данном устройстве при увеличении Н (а 1,0) по витс  значительна Linear approximation of the real relationship between changes in the values of ao and ai when H is changed (see expression (12) is true for small changes in H. With the help of dependencies (2) and Fig. 3, the dependence ao - p ( ai) of the kotor shows the change in the value of ao with a change in H, expressed through a change in the value of ai. Because of the non-linearity of the real relationship Yes0 (Aai), expression (12) will be valid in a small range of change in H, therefore in this device with increasing H (a 1 0) Vits is significant

погрешность измерени  au несмотр  на имеющуюс  корректировку результата измерени  п.the measurement error au despite the correction of the measurement result that is available.

Дл  того, чтобы исключить измерение величины 7и при больших зазорах, не обеспечивающих нужную точность измерени  a устройство снабжено источником 34 опорного напр жени , компаратором 35 и реле 36, контакты которого используютс  дл  подачи питающего напр жени  на экспоненциальный функциональный преобразо- вател 22. При увеличении Н будет увеличиватьс  сигнал с выхода аппроксимации 32 и, если величина этого сигнала превысить величину сигнала источника 34 опорного напр жени  - иоп.з, то сработает компаратор 35, который запитает обмотку реле 36 током, при этом преобразователь 22 будет обесточен и индикатор 23 будет показывать О.In order to exclude the measurement of magnitude 7 and at large gaps that do not provide the required measurement accuracy, the device is equipped with a source 34 of the reference voltage, a comparator 35 and a relay 36, the contacts of which are used to supply the supply voltage to the exponential functional converter 22. With increasing H will increase the signal from the output of approximation 32 and, if the magnitude of this signal exceeds the magnitude of the signal of the source 34 of the reference voltage - iop.z, then the comparator 35 will work, which will power the relay winding 36 t com, the transducer 22 is de-energized and the LED 23 will show O.

Нужное значение величины Uon.3 можно получить следующим . образом..После установки величин Uon.1, Uon.2, S и настройки аппроксиматора 32 между ВТП 6 и эталонным изделием увеличивают зазор, при этом по витс  погрешность измерени  а(будут измен тьс  показани  индикатора 23). Зазор увеличивают до тех пор, пока не получат максимально допустимую погрешность измерени  о. Величину Uon.3 устанавливают такой, чтобы при полученном зазоре (допустимой погрешности измерени  о) сработал компаратор 35, Величину п рекомендуетс  выбирать равной п 1,3-1,5. В качестве аппроксиматора 32 можно использовать блоки, реализующие кусочно- линейную аппроксимацию.The desired value of Uon.3 can be obtained as follows. thus .. After setting the values of Uon.1, Uon.2, S and the settings of the approximator 32 between the VTP 6 and the reference product, the gap increases, while the measurement error a appears (the indicator 23 will change). The gap is increased until the maximum permissible measurement error is obtained. The value of Uon.3 is set so that when the gap obtained (permissible measurement error o) triggers comparator 35, the value of n is recommended to be chosen equal to n 1.3-1.5. As an approximator 32, blocks that implement piecewise linear approximation can be used.

В качестве индикаторов 23 и 33 можно использовать или стрелочные индикаторы (гальванометры), или цифровые вольтметры .As indicators 23 and 33, you can use either dial gauges (galvanometers) or digital voltmeters.

Если в качестве индикатора 23 используетс  электронный цифровой вольтметр, то контакты реле 36 могут быть использованыIf an electronic digital voltmeter is used as the indicator 23, then the contacts of the relay 36 can be used

иand

0,8 0,50.8 0.5

МM

0.5 1,0 1,5 2,0 2,5 1дР фиг20.5 1.0 1.5 2.0 2.5 1dR FIG. 2

дл  подачи питающего напр жени  не на преобразователь 22, а на индикатор 23, при этом экран индикатора (цифры) при больших зазорах просто не будет гореть. Кромеto supply the supply voltage not to the converter 22, but to the indicator 23, while the indicator screen (numbers) with large gaps simply will not light up. Besides

коррекции результатов измерени  Ои при изменении Н в устройстве предусмотрено измерение дополнительного параметра - величины зазора Н. В данном устройстве увеличена достоверность измерени  величины атак как в случае возникновени  не допустимо большого зазора (например, из- за неплотного прижима ВТП 6 или из-за попадани  в зону контрол  между ВТП 6 и изделием механических частиц - пыли,Correction of Oi measurement results when H is changed in the device provides for the measurement of an additional parameter —G gap size. control zone between the VTP 6 and the product of mechanical particles - dust,

стружки и т.д.) неправильные показани  ве.- личины а не вывод тс  на индикатор 23.chips, etc.) incorrect readings of the value and not displayed on indicator 23.

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  величины удельной электрической проводимости1. Device for measuring the value of specific electrical conductivity электропровод щих изделий по авт.св. № 1583628, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  измеренийelectrically conductive products according to auth. No. 1583628, characterized in that, in order to extend the functionality by providing measurements величины зазора между вихретоковым преобразователем и электропровод щим изделием , в него введены последовательно соединенные аппроксиматор и третий индикатор; причем вход аппроксиматора соединен с выходом четвертого блока вычитани .the size of the gap between the eddy current transducer and the electrically conductive product, a serializer and a third indicator are connected in series into it; moreover, the input of the approximator is connected to the output of the fourth subtraction unit. 2.Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что дл  обеспечени  индикации допустимой величины электропроводимости электропровод щего издели  введен2. Pop-1 device, characterized in that in order to provide an indication of the permissible value of electrical conductivity of an electrically conductive product, третий источник опорного напр жени , выход которого последовательно соединен с первым входом компаратора и реле, экспоненциальный функциональный преобразователь выполнен управл емым, причемthe third reference voltage source, the output of which is connected in series with the first input of the comparator and the relay, is an exponential functional converter that is controlled; второй вход компаратора соединен с выходом аппроксиматора. а выход реле соединен с управл емым входом экспоненциального функционального преобразовател .the second input of the comparator is connected to the output of the approximator. and the relay output is connected to a controllable input of an exponential function converter. &Yu Oi -0,2Oi -0.2 -q-q 0,1 Q4 0,60.1 Q4 0.6 фиг.зfig.z do 1,2do 1,2 1.11.1 -0,5-0.5 о,бabout d-0,5d-0,5 ,0, 0 -0,25-0.25 Фиг. 4FIG. four
SU894725686A 1989-07-31 1989-07-31 Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens SU1666972A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894725686A SU1666972A2 (en) 1989-07-31 1989-07-31 Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894725686A SU1666972A2 (en) 1989-07-31 1989-07-31 Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1583828 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1666972A2 true SU1666972A2 (en) 1991-07-30

Family

ID=21464188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894725686A SU1666972A2 (en) 1989-07-31 1989-07-31 Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1666972A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1583828. кл. G 01 N 27/90,1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3875501A (en) Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus
Pogliano Precision measurement of AC voltage below 20 Hz at IEN
SE7903678L (en) DEVICE FOR MAGNETIC OR MAGNETIC INDUCTIVE MATERIAL TESTING
ES8606645A1 (en) Method and system for non-destructive eddy current testing using a frequency sweep.
SU1666972A2 (en) Device for measuring specific conductance of current-conducting specimens
Bierzychudek et al. Application of robust control to a cryogenic current comparator
JPS5763461A (en) Device for testing watermeter
So et al. A new current-comparator-based high-voltage low-power-factor wattmeter
Field A fast response low-frequency voltmeter
SU828062A1 (en) Method and device for electromagnetic checking
SU1583828A1 (en) Apparatus for measuring value of specific electric conductivity of electroconducting articles
CN109856929B (en) Signal processing device and processing method, alignment system and alignment method and photoetching machine
RU10264U1 (en) STAND FOR ELECTRIC ENERGY CONTROL
SU920505A1 (en) Eddy current measuring device
SU472298A1 (en) Automatic compensator
SU1652896A1 (en) Eddy current meter
SU1193570A1 (en) Electromagnetic measuring device
SU918865A1 (en) Method of measuring large currents
SU1109655A1 (en) Method of determination of three-phase network electric power quality parameters
SU834586A1 (en) Device for measuring ac voltage waveform coefficient
SU150552A1 (en) Method of measuring the slope of the conversion of electronic tubes
SU586562A1 (en) Device for measuring time interval duration in electron-beam oscillographs
SU641353A1 (en) Pulse amplitude measuring arrangement
SU1067425A1 (en) Eddy-current meter of non-magnetic material electric conductivity
SU953470A1 (en) Device for measuring temperature