SU983527A1 - Вихретоковое измерительное устройство - Google Patents
Вихретоковое измерительное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- SU983527A1 SU983527A1 SU813322218A SU3322218A SU983527A1 SU 983527 A1 SU983527 A1 SU 983527A1 SU 813322218 A SU813322218 A SU 813322218A SU 3322218 A SU3322218 A SU 3322218A SU 983527 A1 SU983527 A1 SU 983527A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- amplifier
- output
- unit
- eddy current
- processing unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
(54) ВИХРЕТОКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относитс к электрома нитной дефектоскопии, в частности, к вихретоковым устройствам дл нераз рушаюших измерений параметров электр провод щих труб и отверстий в электройровод щих издели х, например в металлизации печатных плат. Известно вихретоковое измеритель 1ое устройство, содержащее генератор вихретоковой преобразователь, блок /ангшоговой обработки сигналов и индикатор 11 j. Недостатком данного устройства вл етс низка точность из-за вли ни колебаний характеристик объекта контрол и внешних условий на показани устройства. Известно также вихретоковое измерительное устройство содержащее последовательно соединенные генератор , блок вихретокового преобразовател , блок обработки сигналов, цифровой контроллер и блок вывода информации , механизм перемещени блока вих|)етокового преобразовател , подключенный к цифровому контроллеру, а также блок тестов, входы которого подключены к генератору и цифровому контроллеру, а выход - к блоку вихретокового преобразовател L2J. Однако дл известного устройства характерна недостаточна точность измерений , котора ограничена погрешностью блока тестов и погрешност ми, вызванными изменением характеристик объекта контрол , например удельной электрической проводимостью, и параметров вихретокового преобразовател под вли нием внешних условий, например температуры. Цель изобретени - повышение точности вихретокового измерительного устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в вихретоковое измерительное устройство , содержащее генератор, последовательно включенные блок вихретокового преобразовател , блок обработки сигналов, цифровой контроллер и блок вывода информации, а также механизм перемещени , включенный между цифровым контроллером и блоком вихретокового преобразовател , введены блок формирователей и усилитель с автоматической регулировкой усилени , генератор выполнен в виде управл емого синтезатора частоты, при этом выход генератора соединен с входом блока формирователей, выход синусоидешьного напр жени которого
соединен с первым входом усилител , управл ющие выходы цифрового контроллера соединены с входами генератора, первый и второй импульсные выходы блока формирователей соединены с двум тактовыми входами блока обработки сигналов, а выход усилител соединен с входом возбуждени вихретокового преобразовател , выход обратной св зи которого соединен с вторым входом усилител .
Кроме того, блок обработки сигналов вихретокового измерительного устройства выполнен в виде последовательно соединенных управл емого фильтра, управл емого усилител , аналогового запоминающего блока и аналого-цирового преобразовател , при этом вход управл емого фильтра соединен с входом блока обработки сигналов, тактовые входы аналогового запоминающего блока соединены с тактовыми входами блока обработки сигналов, управл ющие входы управл емого фильтра, управл емого усилител , аналогового запоминающего блока и аналого-цифрового преобразовател соединены с управл ющими входами блока обработки сигналов, а выход аналого-цифрового преобразовател соединен с выходом блока обработки сигналов.
На фиг. 1 изображена структурна схема вихретокового измерительного устройства; на фиг. 2 - блок вихретокового преобразовател ; на фиг. 3 -.блок обработки сигналов.
Применение устройства наиболее эффективно дл неразрушающего контрол металлизации отверстий печатны плат, поэтому дл простоты и больше сности изложени , в дальнейшем оно описано на примере использовани его дл измерени толщины металлизации отверстий печатных плат.
Автоматизированное вихретоковое измерительное устройство (фиг. 1) содержит генератор 1, блок 2 формир вателей, вход которого соединен. с выходом генератора 1, усилитель 3 с .автоматической регулировкой усилени , первый вход которого подключен к выходу синусоидального напр ж ни блока 2 формирователей, блок 4 вихретокового преобразовател , вход возбуждени которого соединен с выходом усилител 3 с автоматической регулировкой усилени , выход обратной св зи подключен к второму входу блока усилител 3 с автоматической регулировкой усилени , блок 5 обработки сигналов, один вход которого соединен с выходом блока 4 вихретокового преобразовател , а два тактовых входа - с первым и вторым импульсными выходами блока 2 формирователей , цифровой контроллер б, выходы которого подключены к входам блока 7 вывода информации, управл ющим входом механизма 8 перемещений блока вихретокового преобразовател , управл ющим входом генератора 1 и
блока 5 обработки сигналов. Входы цифрового контроллера подключены к выходам блока 5 обработки сигналов и механизма 8.
Блок 4 вихретокового преобразовател (фиг. 2) содержит вихретоковый преобразователь 9, возбуждающа обмотка 10 которого соединена с выходом усилител 3 с автоматической регулировкой усилени , компенсирующий усилитель 11, первый вход которого подключен к измерительной обмотке 12 вихретокового преобразовател 9, а выход соединен с входом блока 5 обработки сигналов, трансформатор 13, первична обмотка 14 которого включена последовательно с возбуждающей обмоткой 10, а вторична обмотка 15 соединена с вторыми входами усилител 3 с автоматической регулировкой усилени и компенсирую щего усилител 11,
Блок 5 обработки, сигналов (фиг.З) содержит управл емый фильтр 16, один вход которого подключен к выходу
0 компенсирующего усилител 11, управл ющие входы соединены с выходами цифрового контроллера б, управл емый усилитель 17, вход которого подключен к выходу управл емого фильтра
с 16, а управл ющие входы соединеныс выходами цифрового контроллера 6, аналоговый запоминающий блок 18, вход которого подключен к выходу управл емого усилител 17, два тактовых входа соединены с первым и вторым
0 импульсными выходами блока 2 формирователей , а управл ющие входы подключены к выходам цифрового контроллера б, аналого-цифровой преобразователь 19, входы которого соединены с „ выходами аналогового запоминающего блока 18, управл ющие входы - с выходами цифрового контроллера 6, а выходы - с входами последнего.
Блок 2 формирователей выполнен
на основе псэследовательно включенных первого компаратора, интегратора и второго компаратора.
Управл емый фильтр 16 -и управл емый усилитель 17 выполнены на основе цифро-аналогового преобразовател и операционных усилителей с регулируемыми сопротивлени ми на полевых транзисторах в цеп х обратной св зи. Аналоговый запоминающий
0 блок 18 выполнен на базе схем выборки-хранени .
Блок 7 вывода информации выполнен в виде цифрового индикатора и, печатающего устройства, а механизм 8 пе5 ремёщений базе шаговых двигателей.;.
Устройство работает следующим образом .
В соответствии с заданной программой цифровой контроллер 6 выдает и принимает по своим выходам и входам соответственно, информацию в двоичных кодах.
Цикл измерени состоит из (п + 1 тактов. В п вспомогатель1.л.1Х тактах измер ютс известные толщины , .. . , Ти металлизации в отверсти х образцов, а в основном такте - толщина TO металлизации в отверстии печатной платы. Толщина образцов и диаметр, отверстий в них соответственно равны толщине и диаметру отверсти печатной платы.
- Каждый такт измерени начинаетс с выдачи цифровым контроллером б в генератор 1, выполненный в виде управл емого синтезатора частоты, когда частоты..
где. I удельна электрическа проводимость и магнитна проницаемость металлизации i-го отверсти ;
i 1 ,2 п + 1 .
Генератор 1 вырабатывает высокочастотные и стабильные колебани с частотой f. Они преобразуютс блоком 2 формирователей в два импульсных квадратурных напр жени и синусоидальное напр жение с частотой . Синусоидальный ток с выхода блока 2 формирователей усиливаетс усилителем 3 с автоматической регулировкой усилени , работсшэщим в режиме источНика тока, и. поступает в возбуждающую обмотку 10 вихретокового преобразовател 9 и первичную обмотку 14 трансформатора 13. Усилитель 3 с автоматической регулировкой усилени поддерживает посто нным напр жение и на вторичной обмотке 15, установившеес после включени устройства. Напр жение О холостого хода измерительной обмотки 12 вследствие этого также поддерживаетс посто нным.
Цифровой контроллер выдает в механизм 8 перемещений блока 4 вихре;токового преобразовател код координат 1-го отверсти . Последний устанавливает вихретоковый преобразователь 9 соосно с отверстием и вводит его в отверстие..
Вихревые токи, возбуждаемые в металлизации отверсти возбуждающей обмоткой 10, создают в измерительной обмотке 12 напр жение й(Т), завис щее от толщины металлизации i Напр жение ОСТд) u с измерительной обмотки 12 поступает на первый вход компенсирующего усилител 11, на второй вход которого подаетс напр жение О со вторичной обмотки
15. Компенсирующий.усилитель 11 усиливает напр жение О ( )+U - кб , где K«i- . Усиленное напр жение поступает в блок 5 обработк.и сигналов ..
Цифровой контроллер 6, когда 5 вихретоковый преобразователь 9 занимает рабочее положение в отверстии, выдачей кодов на соответствующие входы устанавливает полосу пропусканий управл емого фильтра 16, соответствующего частоте , и режим выборки аналогового запоминающего блока 18.
. Управл емый фильтр 16 выдел ет первую гармонику частоты сигнала, а управл емый усилитель 17 усиливает его с коэффициентом K-f. Аналоговый запоминающий блок 18 по спадам импульсов квадратурных напр жений с импульсных выходов блока 2 формирователей запоминает реальную и
0 мнимую составл ющие синусоидального сигнала и по команде цифрового контроллера 6 переходит в режим хранени . Аналого-цифровой преобразователь 19, управл емый цифровым контроллером б, преобразует R.- и в двоичные коды и выдает их в цифровой контроллер б. В первом такте измерени /Т naxjTi,0 (Tt);mcix} ОСГ)1 цифровой контроллер б, измен по
Q итерационному алгоритму код на входах управлени управл емого усилите- . л 17, устанавливает коэффициент /Усилени К, при котором напр жени бч л1 ® превышают предела изменени входного напр жени ангшого5 цифрового преобразовател 19. Коэффициент усилени Kjj не мен етс затем в течение всего цикла измерени . Этим обеспечиваетс масштабирование сигналов.
0
Результаты (п + 1) тактов измерени можно представить в виде
и-
v))-Cla.U)Ti «. -t-Qv, (i)T
-. )TM+. +
(1) %4Г-ОЛ-Ь) ... -av,(
где VV + Irrv;
(t) .aj t)ay,(t) - коэффиcQ циенты математической модели градуировочной характеристики устройства, включа вихретоковый преобразователь. Искомое значение толщины Тд металлизации в отверстии печатной платы определ етс из уравнени (2) при
55 подстановке в него значений коэффициентов ), a(t),...,a(t), полученных решением системы уравнений (1) Эти операции выполн ет цифровой контроллер 6.
60
Цикл измерени заканчиваетс вь1дачей кода Тд в блок 7 вывода инфор .мации, например на цифровой индикатор .
Аналогично можно измер ть удельную 65 электрическую проводимость металлизации в отверсти х печатных плат. Геометрические параметры отверстий образцов и печатных плат при этом должны быть соответственно идентичны , а удельные электрические проводимости , металлизации 7а.,..-Уп различны и , .,
Таким образом, зк:ачительно снижаетс пог;ре1дность, вызванна изменением параметров устройства под вли нием внешних условий,, так как в каждом цикле измерени продолжительностью менее 1 с искома величина определ етс с учетом текущих значений коэффициентов градуировочной характеристики .
Коррелированна составл юща погрешности измерени снижаетс поддержанием с помощью генератора 1 и усилител 3 с автоматической регулировкой усилени посто нства оптимального значени обобщенного параметра контрол и напр жени холостого хода вихретокового преобразовател 9, а также применением метода образцовых мер.
Некоррелированна составл юща погрешности измерени , св занна с воздействием случайных импульсных помех, снижаетс применением управл емого фильтра 16 с полосой пропускани , соответствующей сигналу, и аналогового запоминающего блока 18, осуществл ющего выборку за врем менее 10 с.
Точность измерений обеспечиваетс точностью- изготовлени образцов, превышакйдей точность блока тестов известного устройства. Образцы выполн ютс по прецизионной технологии, а изменение их параметров под вли нием внешнихоусловий, например темпе .ратуры, идентично изменению однородных параметров объекта контрол и не вли ет на погрешность измерений.
Испытани устройства показали, что точность измерени им толщины металлизации в отверсти х печатных плат в 2 раза выше, чем у известного устройства, при этом предлагаемое .вихретоковое измерительное устройство позвол ет осуществл ть контроль металлизации отверстий печатных плат в технологическом процессе их производства .
Claims (2)
1. Вихретоковое измерительное устройство , содержащее генератор, последовательно включенные блок вихретокового преобразовател , блок обработки сигналов, цифровой контролер и блок вывода информации, а также механизм перемещени , включенный между цифровым контроллером и блоком вихротокового преобразовател , отличающеес тем, что, с целью повышени точности, в него введены блок формирователей и усилитель с автоматической регулировкой усилени , генератор выполнен в виде управл емого синтезатора частоты, при этом выход генератора соединен с входом блока формирователей, выход синусоидального напр жени которого соединен с первым.входом усилител , управл ющие выходы цифрового контроллера соединены с входами генератора, первый и второй, импульсные выходы блока
0 формирователей соединены с двум тактовыми входами блока обработки сигналов , а выход усилител соединен с входом возбуждени блока вихретокового преобразовател , выход обратной
5 св зи которого соединен с вторым входом усилител .
2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что блок обработки сигналов выполнен в виде последовательно соединенных управл е- мого фильтра, управл емого усилител , аналогового запоминающего блока и аналого-цифрового преобразовател ,
5 при этом вход управл емого фильтра соединен с входом блока обработки сигналов, тактовые входы аналогового запоминающего блока соединены с тактовыми входами блока обработки
Q сигналов, управл ющие входы управл емого фильтра, управл емого усилител , аналогового запоминающего блока и аналого-цифрового преобразовател соединены с управл ющими входами блока обработки сигналов, а выход
аналого-цифрового преобразовател соединен с выходом блока обработки
чгналов..
Источники информации, 50 прин тые во внимание при экспертизе
1. Приборы дл неразрушающего контрол материалоЁ и изделий. Справочник под ред. В.В. Клюева. М., Машиностроение, 1977, т. 2. с. 326. 55 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2954205/25-28, кл.. G 01 N 27/90, 27.01.81
IF
-N
К/
S
Фиг. 5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813322218A SU983527A1 (ru) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | Вихретоковое измерительное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813322218A SU983527A1 (ru) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | Вихретоковое измерительное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU983527A1 true SU983527A1 (ru) | 1982-12-23 |
Family
ID=20970887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813322218A SU983527A1 (ru) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | Вихретоковое измерительное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU983527A1 (ru) |
-
1981
- 1981-07-20 SU SU813322218A patent/SU983527A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100523832C (zh) | 用于在电子能仪表中相位补偿的方法和仪器 | |
EP0733201B1 (en) | System for measuring properties of materials | |
US3358225A (en) | Lift-off compensation for eddy current testers | |
EP0871851A1 (en) | Temperature transmitter with on-line calibration using johnson noise | |
US2824283A (en) | Corrosion meter | |
CN108007334A (zh) | 一种电阻应变测量仪的阶跃响应特性测量方法及装置 | |
Deutz et al. | Automatic mutual inductance bridge for accurate ac susceptibility measurements from 1.2 to 300 K | |
Christian | Accurate high direct current measurements for industry | |
SU983527A1 (ru) | Вихретоковое измерительное устройство | |
RU2390789C1 (ru) | Устройство для измерения характеристик магнитомягких материалов | |
US2240955A (en) | High frequency wattmeter | |
CN111505543B (zh) | 一种基于循环神经网络对动态磁滞进行补偿的方法及系统 | |
WO1985004005A1 (en) | Measurement using electrical transducers | |
CN219738060U (zh) | 一种uA级别高精度恒流源系统 | |
Vasic et al. | Electromagnetic gauge of tube inner radius compensated for material properties and coil radial offset | |
JP3474914B2 (ja) | 自動平衡装置 | |
RU2036481C1 (ru) | Устройство для градуировки щитовых электромагнитных измерительных приборов | |
RU2010257C1 (ru) | Способ поверки магнитоизмерительных приборов | |
SU1174763A1 (ru) | Устройство дл градуировки электромагнитных расходомеров | |
SU399790A1 (ru) | Способ снятия зависимости сопротивления | |
Jarvis | A coupled-microphone simulator for verifying apparatus used for the reciprocity calibration of microphones | |
SU993153A1 (ru) | Устройство дл измерени удельного сопротивлени немагнитных материалов | |
SU1670535A2 (ru) | Способ измерени в зкости | |
RU7219U1 (ru) | Установка для моделирования обтекания тела средой | |
SU1093962A1 (ru) | Способ поверки вихретоковых толщиномеров |