SU1696848A1 - Вихретоковое устройство дл измерени параметров изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  толщины диэлектрических покрытий на неферромагнитных провод щих издели х или рассто ни  до них и толщины электропровод щих неферромагнитных покрытий на-диэлектрическом основании. Цель - повышение точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  временной и температурной нестабильности элементов измерительной схемы на контролируемый параметр. Генератор 1 питает синусоидальным током вихретоко- вый преобразователь 2, выходное напр жение которого при помощи коммутатора 4 поступает на амплитудный детектор 7 поочередно с напр жением источника 3 опорного напр жени . Выходное напр жение источника 3 выбираетс  так, чтобы при отсутствии издели  оно равн лось напр жению на вихретоковом преобразователе, т.е. переменное напр жение на выходе детектора 7 равн лось нулю. При внесении издели  в поле преобразовател  напр жение на нем измен етс  и на выходе детектора 5 по вл етс  напр жение, частота которого определ етс  генератором 9 тактовых импульсов , усиливаетс  усилителем 6 низкой частоты, детектируетс  амплитудным детектором 5 и регистрируетс  индикатором 8. 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий на неферромагнитных проводящих изделиях или расстояния до них и толщины электропроводящих неферромагнитных покрытий на диэлектрическом основании.

Известно вихретоковое устройство для бесконтактного измерения параметров электропроводящих изделий, содержащее генератор высокой частоты, питающий токовую катушку накладного преобразователя, два компенсатора, подсоединенные к измерительной катушке преобразователя, два амплитудных детектора, каждый из которых подсоединен к одному из компенса^ь торов, индикатор, соединенные последовательно ключевой элемент и запоминающую схему, включенные между одним из детекторов и индикатором, источник, опорного напряжения и нуль-орган, входы которого подсоединены к другому из детекторов и источнику опорного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого элемента.

Одна’ко из-за неидентичности изменения характеристик детекторов при изменении температуры эго, устройство имеет низкую точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является электромагнитный толщиномер, содержащий генератор переменного тока, накладной вихретоковый преобразователь и последовательно соединенные детектор, Подключенный своим входом к катушке индуктивности преобразователя, и индикатор.

Недостатком данного устройства является снижение точности измерения вследствие изменений характеристик детектора при изменении температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем уменьшения влияния временной и температурной неста бильности элементов измерительной схемы на контролируемый параметр.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено источником опорного напряжения, коммутатором, сигнальные входы которого подключены к вихретоковому преобразователю и к источнику опорного напряжения, а выход - к амплитудному детектору, последовательно соединенными с выходом ампли тудного детектора усилителем низкой частоты и вторым амплитудным детектором, выход которого соединен с индикатором, и генератором тактовых импуль сов, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора.

На чертеже представлена структурная схема вихретокового устройства для измерения параметров изделий.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 и вихретоковый преобразователь 2, источник 3 опорного напряжения, коммутатор 4, сигнальные входы которого подключены к вихретоковому преобразователю и к источнику опорного напряжения, последовательно соединенные с выходом коммутатора, амплитудный детектор 5, усилитель 6 низкой частоты, второй амплитудный детектор 7, индикатор 8 и генератор 9 тактовых импульсов, bhxojtkotoрого подключен к управляющему входу коммутатора.

Коммутатор 4 обеспечивает поочередное подключение токовихревого преобразователя 2 и источника 3 опорного напряжения к амплитудному детектору 5, что позволяет ослабить влияние временной и температурной нестабильности детектора на измеряемый параметр, так как амплитуда переменного напряжения на выходе детектора 5 практически не зависит от температурных и временных изменений его характеристики. Усилитель 6 низкой частоты служит для усиления низкочастотного напряжения с выхода амплитудного детектора, что также уменьшает температурную и временную нестабильность схемы, поскольку позволяет ослабить влияние нестабильности характеристики второго амплитудного детектора на контролируемый параметр.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 питает высокочастотным синусоидальным током вихретоковый преобразователь 2, выходное напряжение которого при помощи коммутатора 4 поступает на детектор 5 поочередно с напряжением источника 3 опорного напряжения. Выходное напряжение источника опорного напряжения выбирается таким образом, чтобы при отсутствии контролируемого изделия оно равнялось напряжению на вихретоковом преобразователе, т.е. переменное напряжение на выходе детектора 5 равнялось нулю. При внесении контролируемого изделия в поле вихретокового преобразователя напряжение на нем изменяется и на выходе амплитудного детектора 5 появляется переменное напряжение, частота которого определяется генератором 9 тактовых импульсов. Переменное напряжение, имеющееся на выходе амплитудного детектора 5, усиливается усилителем 6 низкой частоты, детектируется вторым амплитудным детек1696848 тором 7 и регистрируется индикатором 8. Управление работой коммутатора 4 осуществляется генератором 9 тактовых импульсов.

Поскольку амплитуда переменного напряжения на выходе детектора 5 практически не зависит от нестабильности характеристики детектора 5, а влияние нестабильности характеристики детектора 7 значительно ослаблено из-за наличия усилителя низкой частоты, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения контролируемого параметра.

Дополнительно уменьшить влияние нестабильности характеристики детектора 5 на выходной сигнал можно, использовав в качестве источника опорного напряжения формирователь сигналов синусоидальной или прямоугольной формы, причем в случае использования формирователя сигналов прямоугольной формы для достижения нужного эффекта достаточно, чтобы отношение периода следования импульсов напряжения к их длительности примерно соответствовало такому же параметру изме рительного сигнала на выходе токовихревого преобразователя 2. При этом частота переменного напряжения синусоидальной формы или частота следования мпульсов прямоугольной формы могут значительно (более, чем на порядок) отличаться от частоты выходного напряжения генератора 1, что позволяет без особых усложнений схемы обеспечить стабильность амплитуды выходного сигнала формирователя.

Сравнительные испытания предлагаемого устройства и производились по следующей методике.

Устройства регулировали таким образом, чтобы обеспечивалась одинаковая чув ствительность их к контролируемому параметру. Измеряли временную нестабильность показаний индикаторов (Δ Ui предлагаемого устройства и Δ U2 ~ прототипа). Вычисляли отношение -д . В про цессе испытаний использовали токовихревой- преобразователь диаметром измерительной, катушки 10 мм, гене ратор синусоидального напряжения частотой 1 мГц. Временная нестабильность показаний предлагаемого устройства не менее чем в 5 раз меньше временной песта-’ к Δ Ц> _ бильности прототипа, т.е. -г- — > 5 .

Δϋι

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно повысить точность измерения контролируемого параметра за счет уменьшения влияния нестабильности элементов измерительной Ю схемы на контролируемый параметр.

Использование предложенного устройства в процессе изготовления цветных кинескопов для контроля расстояния маска экран, позволит снизить процент брака по 15 невыведению чистоты цвета. Только на одной поточной линии по производству цветных кинескопов при использовании установки, содержащей девять устройств контроля расстояния маска - экран, будет 20 достигнуто сокращение запуска кинескопов на 0,1 % за счет увеличения выхода годных, что в пересчете на одно устройство дает экономию в сумме 3000 руб. С учетом.капитальных затрат в сумме 2600 руб, и затраты 25 на обслуживание в сумме 310 руб. Годовой экономический эффект от использования одного устройства составит

Э_г = 3000 р - (3Юр + 0.15х2600р) = = 2300 р., где 0,15 - коэффициент, учитывающий срок службы нового устройства ( ~7 лет),

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Вихретоковое устройство для измере35 ния параметров изделий, содержащее генератор, соединенный с ним накладной' вихретоковый преобразователь и последовательно соединенные амплитудный детектор и индикатор, отличающееся тем, 40 что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено источником опорного напряжения и последовательно соединенными генератором тактовых импульсов, . коммутатором, вторым амплитудным детек45 тором.и усилителем низкой частоты, выход которого соединен с входом первого амплитудного детектора, а выходы’ накладного вихретокового преобразователя и источника опорного напряжения соединены соот50 ветственно с вторым и третьим входами коммутатора.