Преобразователь "расстояние - интервал времени" интегрирующего электромагнитного толщиномера Советский патент 1983 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к методам толтциноматрии электромагнитными толmHHONfepaMH и может быть использовано для толщшгомвтрии крупногабаритных неферромагнитный изделий. Известен преобразователь расстояние интервал времени электромагзштных толщиномеров, содержащий источник синусо вдального магнитного поля, преобразователь, фазовращатель, нуль-орган, совпадения и систему механических контактов Cl J . Недостатками преобразователя являют ся невозможность точного измерения TOJ щины при наличии электропроводности объекта контроля и недостаточное быстро действие. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь расстояние - интервал времени интегрирующего электромагнитного толщиномера, содержащий соединенные последовательно источник постоянного нап ряжения, первый ключ, обмотку источника намагничивающего поля и резистор, соединенные последовательно индукционный преобразователь, второй ключ, блок интегрирования, нульг-орган и схему атравления, и третий ключ, подключенный к обшей точке обмотки источника намагничивающего поля, управляющие входы всех ключей подключены к схеме управления, а выход третьего ключа подключен к блоку интегрирования f2} . Недостатками известного преобразователя являются низкая помехоустойчивость, малая производительность контроля и узкая область применения. Цель изобретения - повышение производительности измерения. Поставленная 1Гель достигается тем, что преобразователь расстояние - интервал времени интегрирующего электромагнитного толщинсж гера, содержащий соединенные последов ательно источник пооТ05шного напряжения, первый ключ, обмотку источника намагничивающего поля и резистор, соединенные последовательно индукционный преобразователь, второй ключ, блок И1ггегриррвания, нуль-орган и схему управления, и третий ключ, подключенный к общей точке обмотки источника намагничивающего поля, управляющ входы всех ключей подключены к схеме управления, а вход третьего ключа подключен к блоку интегрирования, снабжен соадиненньхми последовательно вторьш нуль-органом и четвартым ключом, 1 522 включенными между индукционным преобразователем и схемой управления. На фиг, 1 показана блок-схема преобразователя расстояние - интервал времени; на фиг. 2 - структура схемы управления; На фиг, 3 - эпюры напряжений в контрольных точках толщиномера. Преобразователь содержит соединенные последовательно источник 1 постоя ного напряжения, первый ключ 2, обмотку 3 источника намагничивающего поля и резистор 4, Преобразователь содержит также соединенные последовательно индукционный преобразователь 5, второй ключ 6, блок 7 интегрирования, нуль-орган 8 и схему 9 управления. Между обшей точкой обмотки 3 источника намагничивающего поля и резистором 4 включен третий ключ 1О, а мен ду индукционным преобразователем 5 и схемой 9 управления включены соединенные последовательно второй нуль-орган 11 и четвертый ключ 12. Управляющие входы ключей 2, Ю и 6 подключены к схеме 9 управления, выход схемы 9 управления подключен к клемме 13, явЛяюшийся выходом лр&образователя. Клемма 14 подключена к входу ключа 12 для подачи синхро импульсов. Схема 9 управления состоит из счетчика 15 (фиг,2), триггера 16, подключенного к выходу счетчика 15 и трехвходовой схемы И 17, входы которой подключены к выходам счетчика 15 и триггера 16. Преобразователь работает следующим образом. Обмотка 3 {Щеточника намагничивающего поля и индукционный преобразователь 5 накладывают соосно на разные поверхности изделия (не показано) в контролируемой зоне. Пусть при t tg , где t п - момент прихода на вход ключа 12 тактового импульса U, протекает стационарный ток i(t) 1д -const (Ку- эквивалетное активное сопроя-ивление цепи тока), ключи 2 и 12 замкнуты, ключи 6 и Ю разомтьнуты, счетчик 15 находится в состоянии Ol, а триггер 16 - в состоянии 0%U{t) 0,е(Х- О, В момент Q под воздействием тактового импульса и, который поступает на вход С схемы 9 управления через замкну 1ЫЙ ключ 12, счетчик 15 устанавливается в состояние 1О, что вызывает установку триггера 16 в состояние , размыкание ключа 2 и замыканне ключа 6. При этом ток источника 1 начинает изменяться - спадать, что вызывает возникновение орицательногч) импуль са e(-fc) (4«г,3), который интегрируется блоком 7 интегрирования и его выходное напряженней (t) возрастает от нулевого значения. Одно еменно появление импулБса e(t) вызывает срабатььвание нульг-органа 11 и его выхюдной сигнал размыкает ключ 12. Если в момент t , где Т - период следования импульсов и, равный питающей сети (Т , где -f, при mrrajHHH от промьииленяой сети равно 5О Гц), прихода очередного тактового импульса, импульс еще не спадает до нулевого уровня, то кгаоч 12 остается разомкнутым и в схеме в этот момент никаких изменений не происходит. Длительность импульса e(t) тем больше, чем больше величины электропроводящее го включения в зоне контроля.

Временная диаграмма (фиг.З) соо ветствует длительности (Т) импульса ЭДСв (t), . В момеет когда fe(tV равно нулю, срабатывает нуль-орган И, что вызьтает замыкания ключа 12 и в момент i прихода до очередного тактового импульса U. происходит установка счетчика 15 в cocTOiiние ОО, что вызьюает включение клаоча 2 и выключение ключа 6 и процесс интегрирования импульса е (€} завершается. Так как время интегрировани равно 2Т, т.е. кратно периоду сети, то обеспечивается высокая помехозащище. ность преобразования.

В момент 2 вновь возникает ток t () и соответственно положительны импульс ЭДС e{t), что вызывает срабатывание нуль -органа 11 и ключ 12 размыкается. Это состояние схемы сохраняется до момента tj, соответствующего е( tj) О, т.е. окончанию импульса ЭДС 6ft). Нуль-орган 11 срабатывает и ключ 12 замыкается. Очередной тактовый импульс t устанавливает счетчик 15 в состояние Ol. На всех входах схеИ 17 возникают ре етиающие; импульсы логических еди11ии, что вызывает ее срабатывание и включение ключа 10 и

на вход блока 7 интегрирования поступает положительное nocTOsaraoe опорное на1фяжение U., где ссятротивление резистора 4. Выходное напряжение U(-t) линейно падает и в момент i, ког даи{) О, срабатывает-нуль-орган 8, триггер 14 перебрасывается в состо ifflg О, что через схему И 17 вызывает размыкание ключа 10. Вход бло ка 7 .интегрирования отключен от иоточникое сигналов и поэтому его выходное напряжение с момента t остается равным нулю. Так как ключ 12 продолжает оставаться включенньп следующий тактовый импушэС U в момент Т

поступает на вход счетчика 15 йГ пер&- I водит ео в состояние 10. Далее процессы в схеме повторяются.

Длительность импульса й на клемме 13 является выходной велич ной устройства. Она однозначно зависит от значения измеряемой толщины и не зависит от d и Т электропроводящего включения в зоне контроля, ибо временныедлительности отрицательного и положительного импульсов ЭДС 6 (i.).

Если при переходе ч новую зону кон-г-. роля возрастает d и 1, то длительности импульсов ЭДС е (i) возрастают, тогда ; в устройстве благодаря наличшо нуль-орга

на 11, ключа 12 и соответствующих связей автоматически увёлич1Ш&ется время преобразования (фиг.З).

Т

Фиг. г

ПРБОБРАЭОВАТЕЛЬ РАССТОЯНИЕ - ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ ИНТЕГРИ- , рующЕго элЕктромАгнитнсях)ТОЛЩИНОМЕРА, содержащий соединенные последовательно источник постоянного напряжения, первый ключ, 5Х 6мотку № . точнкка намагничивающего поля и резпотор, соединенные последовательно нндукоиощшй прео аэователь, вторбй ключ, блок интегрирования, нуль сфгав и схему управления, и третий ключ, ш дключеш1Ый к обшей точке обмотки источника намагничив июшего поля, управляющие входы всех подключены к схеме управления, а выход третьего ключа подключен к блоку интегр(фования, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью 1Юш 1шеШ1Я производительности измерения, он сяаб. xteH соединеш1ыми последсжателыю tfto{МММ нуль-сфганом и четвзЕ тым юточом, включенными между индукционным 1ф0 образователем и схемой управления. ff

,«. I