Устройство для измерения удельной электрической проводимости Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что первый функциональный преобразователь состоит из последовательно средине.нных первого усилителя постоянного тока, первого перемножителя с объединенными входами первого сумматора и первого блока деления, подключенного вторым входом к выходу первого усилителя постоянного тока, последовательно соединенных второго усилителя постоянного тока, третьего усилителям Постоянного тока, второго перемножителя, подключенного вто(рым входом к выходу второго усилителя постоянного тока, второго сумматора, соединенного вторым входом с выходом первого перемножителя, и второго блока деления, подключенного вторым входом к выходу . первого сумматора, а также третьего перемножителя с объединенньми входами, включенного между выходом третьего усилителя постоянного тока и вторым входом первого сумматора, входы первого и второго усилителей постоянного тока являются входами первого функционального преобразователя.-, а выходы блоков деления - его выходами.

.«.. .Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исполь зовано для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости Известно устройство для измерения удельной электрической проводимости содержащее последовательно ооединенные автогенератор с включённым в его параллельный колебательный контур электромагнитным преобразователем, компенсатор, амплитудный детектор и регистратор 1 ;.. Недостаток устройства срстоит в низкой точности измерения, что, с одной стороны, связано с низкой температурной стабильностью пре-т образователя параметрического типа а с другой - с погрешностью из-за смещения центров окружностей, аппрок симирующих рабочий участок годографа сигнала электромагнитного преобразов теля,, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для Измерения удельной электрической проводимости, содержащее последовательно соединенные автогенератор, электромагнитный преобразователь, фазочувствительный детектор, вычислительный блок, соединенный вторым входом через второй фазочувствительный детектор, настроенный в квадратуре к первому выходу электромагнитного преобразователя, вычислит ельный блок и блок индикации С2 . Однако это устройство также не обеспечивает необходимой точности измерения, что связано с погрешность измерений из-за смещения центров окружностей, аппроксимирующих рабочий участок годографов сигнала электрсялагнитного преобразователя. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения удельной электрической проводимости,содержащем последовательно соединенные автогенератор и электромагнитный преобразователь,подключенный выходом к входам двух фазочувствительных . детекторов,настроенный в квадратуре друг к другу, и вычислительный блок последовательно соединенный с блоком индикации, оно снабжено тремя функциональными преобразователями и двумя сумматорами, первый функциональный преобразователь соединен первым и вторым входами с соответствуклдими выходами фазочувствительных детекторов, а первым и вторым выходами - через соответствующий сумматор с пёрвьи и вторым входом вычислительного блока соответственно, а второй и третий функциональные преобразователи идентичные друг другу и включены между выходом вычислительного блока и вторым входом соответствукяцего сумматора. Кроме того, первый функциональный преобразователь состоит из последовательно соединенных первого усилителя постоянного тока, первого перемножителя с объединенными входами,первого сумматора и первого блока деления, подключенного вторым входом к выходу первого усилителя постоянного Toka, последовательно соединенных второго усилителя постоянного тока, третьего усилителя постоянного тока, второго перемножителя, подключейного втоЕшм входом к выходу второго усилителя постоянного тока, второго сумматора, соединенного вторлм входом с выходом первого перемножителя, и второго блока деления, прдключенйого вторым входом к выходу первого сумматора, а также третьего перемножителя с объединенными входё1ми, включенного между выходоп третьего усилителя постоянного тока и вторалм входом первого сумматора, входы первого и второго усилителей постоянного тока являются входами первого функционального преобразователя, а выхо.ды блоков деления - его выходами. 5

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 блок-схема функционального преобразователя.

Устройство для измерения удельной 10 электрической проводимости состоит из последователвно соединенных автогенератора 1, электромагнитного пре. образователя 2, фазочувствительного детектора 3 и нервогсз функционально- 5 го преобразователя 4, соединенного BTOpbtM входом через фазочувствительный детектор 5 с выходом электромагнитного преобразователя 2,вычислительного блока б, сумматоров 7 2П и 8,,включенных между соответствующими выходами первого функционального преобразователя 4 и вычислительным блоком б, второго и третьего . функциональных преобразователей 9 25 и 10, включенных между выходом вычислительного блока б .и вторым входом соответствующего сумматора 7, и 8, и блока 11 индикации, подключен- . ногок выходу вычислительного блока 6. 30

Первый функциональный преобразователь 4 состоит из последБвательно соединенных первого усилителя 12 постоянного тока, первого перемножителя 13 с объединенными входами, 35 первого сумматора и первого блока

15деления, подключенного вторым входом квыходу первого усилителя 12 постоянного тока,последовательно соедщненных второго усилителя 16 постоян- 40 ного тока, третьего усилителя 17 постоянного тока, второго, перемножителя 18,подключенного вторым входом к выходу второго усилителя 16 постоянного то-ка,второго сумматора 19 ,подключенно- 5

го. вторым входом к выходу перемножите- ля 18,и второго блока 20 деления,соединенного, вторым входом с выходом сукматора 14, а также третьего перемножителя 21 с объединенными входами,сп включенного между выходом усилителя 17 постоянного тока и вторым входом сумматора 14, входы усилителей 12 и

16постоянного тока являются входами первого функционального преобразо ц вателя, а выходы блоков 15 и 20 деления - его выходами.

Устройство работает слЭдунмцим образсм.

Автогенератор 1 питает синусоидальным током электромагнитный пре- 60 образователь 2, с выхода которого напряжение одновременно поступает на входы обоих фазочувствительных детекторов 3 и 5, настроенных в квадратуре друг к другу. Выходные 65

напряжения фазочувствительных детекторов 3 и 5, пропорциональные активной и реактивной составляющим вносимого напряжения U,электромагнитного преобразователя 2, через первый функциональный преобразователь 4 сигналов и сумматоры 7 и 8 поступают на входы вычислительного блока б,где над ними производятся операции. Функциональный преобраз.ователь 4 позволяет привести выходные напряжения фазочувствительных. детекторов 3 и 5 к виду, пригодному для обработки в вычислительном блоке 6, откуда сигнал, пропорциональный удельной электропроводимости, подается одновременно в блоки индикации и на входы обоих функциональных преобразователей 9 и 10, которые вы. рабатывают напряжения, .соответствующие тому, насколько надо изменить координаты центра окружности, аппроксимирующей рабочий участок годографа Ugj, ,чтобы попасть в точку, соответствующую измеренному значению удельной электропроводимости. Эти напряжения подаются на входные сумматоры 7 и 8. После значение удельной электропроводности уточняется в вычислительном блоке б. В качестве функциональных преобразователей 9 и 10 могут использоваться, напри- )«iep усилители постоянного тока с нелинейной передаточной характеристикой.

Входные напряжения первого функционального преобразователя 4, поступаницие с фазочувствительных детекторов 3 и 5,проходят через усилители 12 и 16 постоянного тока, причем передаточная характеристика усилителя 12 .реализует выражение.1) I 40,5 U а для усилителя 16 Ugyj 1-0,5 U. Выходное напряжение усилителя 16 постоянного тока преобразуется еще усилителем 17 постоянного тока, для которого Um, 1,1 Выходное напряжение усилителей 12 и 17 поступает на объединенные входы перемножителей 21 и 13 так, что уже их выходные напряжения, поступающие на входы сумматора 14, пропорциональны квадратам выходных напряжений усилителей 12 и 17. Выходные напряжения усилителей 16 и 17 перемножаются переМножителями 18, сигнал с выхода которого поступает на сумматор 19. На другой вход сумматора 19 подается выходное напряжение перемножителя 13. Выходное напряжение cyivwaTopa 19 передается на входделимого блка 20 деления. Одновременно с этим на вход делимого «торого блока 15 деления поступает выходное напряжение усилителя 12 постоянного тока. На входы делителя обоих блоков 15 и 20 деления подается выходноё напряжение сумматора 14. ВыходrioSHaifряжение преобразователя сигналов снимается с выходов блоков 15 и 20 деления. Если при этом коэффициент передачи перемножителя 13 около 0,0025, а коэффициент пере- 5 дачи блока 15 деления около 20, то первый функциональный преобразователь 4 преобразует выходные напряжения фазочувствительных детекторов так, что они полностью соответству- 10

L

Фиг. 2

ют годографам, аппроксимируемым окружностям.

Предлагаемое устройство позволяет на одной рабочей частоте измерять удельную электропроводимость металлов при ее изменении в 100 раз. При этом изменения зазора между электромагнитным преобразователем и изделием на 50% от радиуса преобразователя вносят в измерения погрешность не более 0,5%.

.J