SU896378A1

SU896378A1 - Способ измерени линейных и угловых перемещений плоских электропровод щих объектов

Info

Publication number: SU896378A1
Application number: SU802906940A
Authority: SU
Inventors: Юрий Семенович Быховский; Илья Юрьевич Быховский
Original assignee: Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева
Priority date: 1980-04-08
Filing date: 1980-04-08
Publication date: 1982-01-07

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния до плоского проводящего объекта, угла наклона этого объекта относительно датчика, толщины диэлектрического покрытия и т.п.

Известны способы бесконтактного измерения линейных и угловых перемещений, основанные на возбуждении в контролируемом объекте вихревых токов и измерении вносимых объектов индуктивного или активного сопротивления, а также модуля и фазы вносимого напряжения f 1 ].

Однако эти способы измерения имеют относительно низкую точность из-за влияния различных мешающих факторов окружающей среды, главным образом, внешних магнитных полей на величину измеряемых вносимых параметров .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сио соб измерения линейных и угловых перемещений плоских электропроводящих объектов, заключающийся в том, что у поверхности объекта размещают параллельно ей возбудитель вих5 ревых токов, в качестве которого используют линейный проводник, и определяют направление вектора магнитной составляющей поля в двух точках пространства над поверхностью объекта ί²]·

Однако данный способ измерения обладает высокой чувствительностью не только к контролируемым параметрам (линейным и угловым перемещениям объекта), но и ко многим другим параметрам объекта и окружающей среды, которые могут изменяться в процессе измерений, что снижает точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности.

Для достижения данной цели выбирают эти точки расположенными в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, определяют координаты этих точек и по известным координатам и направлениям векторов магнитной составляющей поля в них определяют линейные и угловые перемещения объекта.

На чертеже показана схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим · образом.

Возбудитель I вихревых токов размещают над контролируемой плоской проводящей поверхностью 2. В качестве возбудителя 1 используют плоскую прямоугольную катушку, нижнюю сторону которой, представляющую собой линейный проводник, располагают параллельно контролируемой поверхности 2. Проекция этого проводника в плоскости чертежа обозначена точкой. А. Вихревые токи возбуждаются в контролируемой поверхности, главным образом, этим проводником, а влиянием трех других сторон (линейных проводников) катушки возбудителя 1 на поле вихревых токов в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику (нижней стороне катушки возбудителя 1), можно пренебречь. Картина магнитного поля линейного проводника с током в плоскости, перпендикулярной проводнику, представляет собой концентрические окружности с центром в точке пересечения плоскости с проводником. Поскольку поле вихревых токов в точках В и С направлено перпендикулярно линиям, соединяющим эти точки с точкой D зеркального изображения возбуждающего проводника, а амплитуды обратно пропорциональны расстояниям BD и CD, то, определив положение точки D зеркального изображения линейного возбудителя, можно определить положение контролируемой поверхности относительно возбудителя, т.е. линейные и угловые перемещения объекта. Для этого с помощью известных средств определяют направление поля вихревых токов в двух точках, лежащих в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, например в точках Ви С, координаты которых известны. Зная координаты точек В и С и определив направления векторов Н g^H Н с магнитной составляющей поля вихре вых токов в этих точках, определяют полярные координаты (радиус AD и угол Ψ) точки зеркального изображения возбудителя вихревых токов. Расстояние Z до проводящей поверхности 2 равно -4- AD, а уголψнаклона этой поверхности равен углу Ψ, т.е. углу между осью возбудителя и направлением на его зеркальное изображение (точку D).

I ~

В данном алучае неконтролируемые параметры объекта и окружающей среды влияют на амплитуду и фазу (во времени) магнитной составляющей поля вихревых токов, но не влияют на местоположение зеркального изображения возбудителя вихревых токов, а следовательно, и на направления в пространстве составляющих магнитного поля вихревых токов в выбранных точках. Благодаря этому точность данного способа измерения перемещений объектов повышается. Данный способ позволяет не только исключить влияние мешающих, меняющихся во время измерения факторов, но и управлятг чувствительностью и функцией преобразования измерительной аппаратуры путем выбора месторасположения в пространстве контролируемых точек В и С.

Claims

ПЛОСКОСТИ, перпендикул рной линейному проводнику и проход щей через его центр симметрии, определ ют координаты этих точек и по известным координатам и направлени м векторов магнитной составл кндей пол в них определ ют линейные и угловые перемещени объекта. На чертеже показана схема реализации способа. Способ осуществл етс следующим образом. Возбудитель 1 вихревых токов раз мещают над контролируемой плоской провод щей поверхностью 2. В качестае возбудител 1 используют плоскую пр моугольную катушку, нижнюю сторону которой, представл ющую собой линейньй проводник, располагают параллельно контролируемой поверхности 2, Проекци этого проводника Б плоскости чертежа обозначена точкой . А. Вихревые токи возбуждаютс в контролируемой поверхности, главным образом, этим проводником, а вл нием трех других сторон (линейных проводников) катушки возбудител 1 на поле вихревых токов в плоскост перпендикул рной линейному проводнику (нижней стороне катушки возбудител О, можно пренебречь. Картин магнитного пол линейного проводника с током в плоскости, перпендикул рной проводнику, представл ет собой концентрические окружности с центром а точке пересечени плоскости с проводником. Поскольку поле вихревых токов в точках В и С напра лено перпендикул рно лини м, соедин ющим эти точки с точкой D зеркального изображени возбуждающего проводника, а амплитуды обратно про порциональны рассто ни м BD и CD, то, определив положение точки D зер кального изображени линейного возбудител , можно определить положение контролируемой поверхности относительно возбудител , т.е. линейные и угловые перемещени объекта. Дл этого с помощью известных средс определ ют направление пол вихревых токов в двух точках, лежащих в плоскости, перпендикул рной линейно му проводнику и проход щей через ег центр симметрии, например в точках Ни С, координаты которых известны. Зна координаты точек В и С и определив направлени векторов Но и Нл магнитной составл ющей пол вихревых токов в этих точках, определ ют пол рные координаты (радиус AD и угол ) точки зеркального изображени возбудител вихревых токов. Рассто ние Z до провод щей поверхности 2 равно - AD, а у гол наклона этой поверхности равен углу Ч , т.е. углу между осью возбудител и направлением на его зеркальное изображение (точку D). 1 В данном сшучае неконтролируемые параметры объекта и окружающей среды вли ют на амплитуду и фазу (во времени) магнитной составл ющей пол вихревых токов, но не вли ют на местоположение зеркального изображени возбудител вихревых токов, а следовательно, и на направлени в пространстве составл ющих магнитного пол вихревых токов в выбранных точках.-Благодар этому точность данного способа измерени перемещений объектов повышаетс . Данный способ позвол ет не только исключить вли ние мешающих, мен ющихс во врем измерени факторов, но и управл тг чувствительностью и функцией преобразовани измерительной аппаратуры путем выбора месторасположени в пространстве контролируемых точек В и С. Формула изобретени Способ измерени линейных и угловых перемещений плоских электропровод щих объектов, заключающийс в том, что у поверхности объекта размещают параллельно ей возбудитель вихревых токов, в качестве которого исполь.зуют линейный проводник , и определ ют направление вектора магнитной составл ющей пол вихревых токов в двух точках пространства над поверхностью объекта, отличаю щийс тем, что, с целью повьпаени точности, выбирают эти точки расположенными в плоскости , перпендикул рной линейному проводнику и проход щей через его центр симметрии, определ ют координаты этих точек и по известным координатам и направлени м векторов магнитной составл к дей пол вихревых токов Б них определ ют линейные и угловые перемещени объекта .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Справочник Приборы дл неразрушаклдего контрол материалов и изделий . Под ред. В.В.Клюева, т. 2,

8963784

М., Машиностроение, 1976, с. 143-149.
2. Авторское свидетельство № 578609, кл. G 01 Н 27/86, J G 01 В 7/06, 1972 (прототип).