SU375468A1

SU375468A1 - DEVICE FOR THE CONTROL OF THE THICKNESS OF METAL PRODUCTS

Info

Publication number: SU375468A1
Application number: SU1699490A
Authority: SU
Inventors: Г. Н. Макаров Э. И. Павлюк Ю. М. Шумков Б. И. Блажкевич
Original assignee: Физико механический институт Украинской ССР
Priority date: 1971-09-14
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1973-03-23

Description

1one

Изобретение относитс к области контрольно-измерительной техники и может найти широкое применение при контроле металлических изделий токовихревым методом.The invention relates to the field of instrumentation technology and may find wide application in the control of metal products by the eddy current method.

Известные устройства дл контрол толщины металлических изделий содержат двухчастотный дифференциально-трансформаторный датчик, высокочастотный и низкочастотный генераторы, высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, схемы сравнени , избирательного усилител , фазовращател и фазочувствительного детектора, индикатор, включенный на выходе низкочастотного измерительного канала, и цепь регулировани низкочастотного канала сигналом высокочастотного канала, выполненную в виде фильтра и компенсатора. Недостатком известных устройств вл етс невысока точность измерени , обусловленна различием характеристик измерительных каналов и их нестабильностью .The known devices for controlling the thickness of metal products contain a dual-frequency differential transformer sensor, a high-frequency and low-frequency generators, high-frequency and low-frequency measuring channels, each of which consists of a series-connected band-pass filter, a comparison circuit, a selective amplifier, a phase shifter and a phase-sensitive detector, an indicator connected to the output of the low-frequency measuring channel, and the control circuit of the low-frequency channel by high-frequency signal -frequency channel formed in the form of a filter and compensator. A disadvantage of the known devices is the low measurement accuracy due to the difference in the characteristics of the measuring channels and their instability.

Цель изобретени - повыщение точности измерени . Дл этого в предлагаемом устройстве цепь регулировани выполнена в виде широкополосного усилител с регулируемым коэффициентом усилени , соединенного с датчиком , двухчастотного регулируемого фазовращател , вход которого соединен с выходомThe purpose of the invention is to increase the measurement accuracy. To do this, in the proposed device, the control circuit is made in the form of a wideband amplifier with adjustable gain, connected to the sensor, of a two-frequency adjustable phase shifter, the input of which is connected to the output

широкополосного усилител , а выходы с полосовыми фильтрами, дополнительных фазовращател и фазочувствительного детектора, регулирующий вход широкополосного усилител соединен с выходом фазочувствительного детектора высокочастотного канала, а выход избирательного усилител высокочастотного канала через дополнительные фазовращатель и фазочувствительный детектор соединен с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращател .a broadband amplifier and the outputs from the bandpass filters, additional phase shifters and the phase-sensitive detector, which regulates the input broadband amplifier connected to the output of high-frequency phase-sensitive detector channel, and the output of the amplifier high frequency selective channel via additional phase shifter and a phase sensitive detector connected with the control input of the dual-frequency adjustable phase shifter.

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого устройства. Двухчастотный дифференциально-трансформаторный датчик 1, располагаемый над контролируемой деталью 2, соединен с низкочастотным 3 и высокочастотным 4 генераторами и с входом широкополосного усилител The drawing shows a functional diagram of the device. Dual-frequency differential transformer sensor 1, located above the controlled part 2, is connected to low-frequency 3 and high-frequency 4 generators and to the input of a broadband amplifier

5с регулируемым коэффициентом усилени . Выход широкополосного усилител через5 with adjustable gain. Broadband amplifier output through

Двухчастотный регулируемый фазовращательDual frequency adjustable phase shifter

6соединен с входами низкочастотного и высокочастотного каналов. Каждый из каналов состоит из последовательно соединенных полосовых фильтров 7 и 5 низкой и высокой частоты , схем 9 сравнени и 10, избирательных усилителей // и 12, фазовращателей 13 и 14, фазочувствительных детекторов 15 и 16. Индикатор 17 включен на выходе фазочувствительного детектора низкочастотного измерительного канала. Схемы сравнени соединены с низкочастотными и высокочастотными генераторами через фазовращатели 18 л 19 и регул торы 20 и 21 амплитуды. Выход фазовращател 14 через дополнительные фазовращатель 22 и фазочувствительный детектор 23 соединены с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращател .6 is connected to the inputs of the low-frequency and high-frequency channels. Each of the channels consists of low and high frequency band-connected filters 7 and 5, comparison circuits 9 and 10, selective amplifiers // and 12, phase shifters 13 and 14, phase-sensitive detectors 15 and 16. The indicator 17 is turned on at the output of the phase-sensitive low-frequency measuring detector. channel. Comparison circuits are connected to low-frequency and high-frequency generators through 18 L 19 phase shifters and amplitude adjusters 20 and 21. The output of the phase shifter 14 through the additional phase shifter 22 and the phase-sensitive detector 23 is connected to the regulating input of the dual-frequency adjustable phase shifter.

Фазочувствительные детекторы 16 и 23 соединены с высокочастотным генератором, детектор 15 с низкочастотным генератором, а выход детектора 16 с регулирующим входом щирокополосного усилител .Phase-sensitive detectors 16 and 23 are connected to a high-frequency generator, the detector 15 with a low-frequency generator, and the output of the detector 16 with a regulating input of a broadband amplifier.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Первичные обмотки двухчастотного дифференциально-трансформаторного датчика питаютс суммарным напр жением, вырабатываемым низкочастотным и высокочастотный генераторами. Выходное вносимое напр жение датчика подаетс на щирокополосный усилитель с регулируемым коэффициентом усилени . В зависимости от величины управл ющего напр жени , обусловленного изменением амплитуды высокочастотной компоненты , коэффициент усилени щирокополосного усилител измен етс как дл высокочастотной , так и дл низкочастотной компонент входного сигнала. С выхода щирокополосного усилител напр жение поступает на двухчастотный регулируемый фазовращатель, который измен ет начальную фазу обеих компонент входного сигнала в зависимости от напр жени управлени , обусловленного изменением высокочастотной компоненты. Низкочастотна компонента содерй ;ит информацию как о толщине и электропроводности контролируемого издели , так и о зазоре между датчиком и изделием. Высокочастотна компонента содержит информацию только о зазоре и электропроводности, что достигаетс соответствующим выбором частоты высокочастотного генератора.The primary windings of a dual-frequency differential transformer sensor are powered by the total voltage generated by low-frequency and high-frequency generators. The input voltage applied by the sensor is supplied to a wideband amplifier with adjustable gain. Depending on the magnitude of the control voltage due to the change in amplitude of the high frequency component, the gain of the wideband amplifier varies for both the high frequency and low frequency components of the input signal. From the output of the broadband amplifier, the voltage is supplied to a dual-frequency adjustable phase shifter, which changes the initial phase of both components of the input signal depending on the control voltage caused by the change in the high-frequency component. The low-frequency component contains information about the thickness and electrical conductivity of the product being monitored, as well as the gap between the sensor and the product. The high frequency component contains information only about the gap and electrical conductivity, which is achieved by an appropriate choice of the frequency of the high frequency generator.

При увеличении зазора уменьщаетс амплитуда и измен етс начальна фаза как высокочастотной, так и низкочастотной компонент выходного вносимого напр жени датчика .As the gap increases, the amplitude decreases and the initial phase of both the high-frequency and low-frequency components of the input applied voltage of the sensor changes.

Низкочастотна часть схемы вл етс измерительной частью и ее индикатор отградуированным в единицах толщины. Высокочастотна часть схемы служит дл того, чтобы исключить вли ние изменений зазора на показани измерительного прибора.The low frequency part of the circuit is the measuring part and its indicator is graduated in units of thickness. The high-frequency part of the circuit serves to eliminate the influence of gap changes on the readings of the measuring instrument.

Фазочувствительпые детекторы низкочастотного и высокочастотного измерительных каналов настроены так, что изменени электропроводности контролируемого издели не измен ют их выходных сигналов. (The phase-sensitive detectors of the low-frequency and high-frequency measuring channels are tuned so that changes in the electrical conductivity of the monitored product do not change their output signals. (

Выходное напр жение двухчастотного регулируемого фазовращател последовательпо поступает на фильтр высокой частоты и схему сравнени . На другой вход схемы сравнени поступает напр жение посто нной амплитуды , совпадающее по фазе с напр жением на первом входе схемы сравнени . УсиленныйThe output voltage of the dual-frequency controlled phase shifter is fed to the high-pass filter and the comparison circuit. A constant amplitude voltage is applied to the other input of the comparison circuit, which coincides in phase with the voltage at the first input of the comparison circuit. Reinforced

и соответствующим образом сфазированный разностный сигнал поступает на фазочувствительный детектор и через дев ностоградусный фазовращатель на дополнительный фазочувствительный детектор. Оба фазочувствительных детектора управл ютс напр жением генератора высокой частоты. Выходное напр жение фазочувствительного детектора регулирует коэффициент усилени щирокополосногоand an appropriately phased difference signal is fed to a phase-sensitive detector and through an N-degree phase shifter to an additional phase-sensitive detector. Both phase-sensitive detectors are controlled by the high-frequency generator voltage. The output voltage of the phase-sensitive detector adjusts the broadband gain.

усилител , а выходное напр жение дополнительного фазочувствительного детектора регулирует фазу двухчастотпого регулируемого фазовращател . При увеличении (уменьщении) зазора между датчиком и контролируемым изделием уменьщаютс (увеличиваютс ) амнлитуды и увеличиваютс (уменьщаютс ) фазы вносимых низкочастотной и высокочастотной компонент сигнала датчика, увеличиваетс the amplifier, and the output voltage of the additional phase-sensitive detector regulates the phase of the two-frequency adjustable phase shifter. Increasing (decreasing) the gap between the sensor and the monitored product decreases (increases) the amplitudes and increases (decreases) the phases of the low-frequency and high-frequency components of the sensor signal, increases

(уменьщаетс ) амплитуда и умепьщаетс (увеличиваетс ) фаза напр жени на выходе схемы сравнени , увеличиваетс (уменьщаетс ) выходное напр жение фазочувствительного детектора 16, что приводит к увеличению(decreases) the amplitude and decreases (increases) the voltage phase at the output of the comparison circuit, the output voltage of the phase-sensitive detector 16 increases (decreases), which leads to an increase in

(уменьщению) коэффициента усилени щирокополоспого усилител и к уменьщению (увеличению ) первоначальных значений фазы обоих компонент в двухчастотном регулируемом фазовращателе. Таким образом, амплитуда и фаза как высокочастотпой, так и низкочастотной компонент вносимого напр жени датчика после прохождени через щирокополосный усилитель и двухчастотный регулируемый фазовращатель остаютс практически посто нными при изменени х зазора. Этим достигаетс независимость показаний инд|(1катора устройства от изменений зазора между датчиком и контролируемым изделием.(decrease) the gain of the broadband amplifier and to a decrease (increase) in the initial values of the phase of both components in a two-frequency adjustable phase shifter. Thus, the amplitude and phase of both the high frequency and low frequency components of the applied voltage of the sensor after passing through the broadband amplifier and the dual frequency adjustable phase shifter remain almost constant with changes in the gap. This is achieved by the independence of the indications ind | (1 the device of the device from changes in the gap between the sensor and the monitored product.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл контрол толщины металлических изделий, содержащее двухчастотныйA device for controlling the thickness of metal products containing two-frequency

дифференциально-трансформаторный датчик, высокочастотный и низкочастотный генераторы , высокочастотный и низкочастотный измерительные каналы, каждый из которых состоит из носледовательно соединенных полосового фильтра, схемы сравнени , избирательного усилител , фазовращател и фазочувствительного детектора, индикатор, включенный на выходе низкочастотного измерительного канала, и- цепь регулировани низкочастотного канала сигналом высокочастотного канала, отличающеес тем, что, с целью повыщени точности измерени , цепь регулировани выполнена в виде щирокополосного усилител с регулируемым коэффициентомdifferential transformer sensor, high-frequency and low-frequency generators, high-frequency and low-frequency measuring channels, each of which consists of successively connected band-pass filter, comparison circuit, selective amplifier, phase shifter and phase-sensitive detector, an indicator connected to the output of the low-frequency measuring channel, and an adjustment circuit a low frequency channel with a high frequency channel signal, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, ation schirokopolosnogo designed as a variable gain amplifier

усилени , соединенного с датчиком, двухчастотного регулируемого фазовращател , вход которого соединен с выходом щирокополосного усилител , а выходы - с полосовыми фильтрами, дополнительных фазовращател иamplification connected to the sensor, dual-frequency adjustable phase shifter, the input of which is connected to the output of the broadband amplifier, and the outputs with bandpass filters, additional phase shifter and

фазочувствительного детектора, регулирующий вход широкополосного усилител соединен с выходом фазочувствительного детектора высокочастотного канала, а выход избирательного усилител высокочастотного каналаphase-sensitive detector, regulating the input of a broadband amplifier is connected to the output of the phase-sensitive detector of the high-frequency channel, and the output of the selective amplifier of the high-frequency channel

через дополнительные фазовращатель и фазочувствительный детектор соединен с регулирующим входом двухчастотного регулируемого фазовращател .through an additional phase shifter and a phase-sensitive detector is connected to the regulating input of a two-frequency adjustable phase shifter.