SU983527A1 - Вихретоковое измерительное устройство - Google Patents

Вихретоковое измерительное устройство Download PDF

Info

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
Application number
SU813322218A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Антонович Родин
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
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 Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority to SU813322218A priority Critical patent/SU983527A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU983527A1 publication Critical patent/SU983527A1/ru

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
SU813322218A 1981-07-20 1981-07-20 Вихретоковое измерительное устройство SU983527A1 (ru)

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)

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