Способ поверки вихретоковых толщиномеров Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к методам измерительной техники и может быть использовано при проведении метрологических испытаний вихретоковых приборов неразрушающего контроля. Известен способ калибровки вихретокового толщиномера, заключающийся в том, что в области чувствительности преобразователя создают магнитное поле, сходное по структуре с полем, создаваемым образцом, регистрируют гармонические составляющие сигнала и сравнивают их значение с эталонным 1 . Недостатком данного способа является отсутствие контроля пригодноети первичного Г7)еобразователя. Наиболее близким к изобретению является способ поверки вихретоковых толщиномеров, заключающийся в том, что на преобразователь толщиномера воздействуют переменным магнитным полем оёмотки имитации нормированного сигнала, регистрируют показания поверяемого толщиномера, сравнивают их с заданным значением толщины и по результатам сравнения определяют погрешность поверяемого толщиномера 2. Недостатком известного способа является малая точность контроля из-за того, что поверке не подвергается преобразователь прибора отдельно от самого прибора. Целью изобрет ения является повы гаение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поверки вихретоковых толщиномеров, заключающемуся в том, что на преобразователь толщиномера взаимодействуют переменным маг нитным полем обмотки имитации нормированного сигнала, регистрируют показания поверяемого толщиномера, сравнивают их с заданным значением тблщины и по результатам сравнения определяют погрешность поверяемого -толщиномера, предварительно преобразователь поверяемого толщиномера устанавливают коаксиально с обмоткой имитации нормированного сигнала на фиксированном осевом расстоянии от нее, измеряют взаимные индуктивности измерительной обмотки преобразова теля и обмотки имитации нормированно го сигнала, измерительной и возбужда ющей обмоток преобразователя, а такж обмотки имитации нормированного сигнала и возбуждающей обр. преобразователя, сравнивают полученные значения со значениями взаимных индуктивностей, измеренных аналогично для преобразователя образцового толщиномера, и учитывают результат срав нения при определении погрешности толщиномера. На чертеже представлена блок-схема реализации способа с использованием поверяемого вихретокового тол-. щиномера и устройства для поверки. Вихретоковый толщиномер содержит генератор 1 тока, преобразователь, включающий возбуждающую 2 и измерительную 3 обмотки, блок 4 обработки и индикации сигн.ала. Устройство для п.оверки содержит обмотку 5 имитации нормированного сигнала, переключатель 6, усилитель 7 с регулируемым комплексным коэффициентом усиления, имеющий сигнальный 8 и управляющий 9 входы, микроконтроллер 10 и цифро1аналоговый преобразователь 11. Обмотка 5 имитации нормированного сигнала подключена к выходу усилителя 7 через переключатель 6. Сигнальный вход усилителя 7 подключен к генератору 1 тока поверямого толщиномера. Управляющий вход 9 усилителя 7 через цифроаналоговый преобразователь 11 подключен к выходу микроконтроллера 10. Измерительная обмотка 3 преобразователя соединена с входом блока 4 обработки и индикации. Вход микроконтроллера 10 соединен с выходом блока 4 обработки и индикации поверяемого прибора. В случае аналогового прибора между блоком 4 и микроконтроллером 10 включен аналого-цифровой преобразователь . Усилитель 7 с управляемым комплексным коэффициентом усиления представляет собой стандартный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и фазорегулятор. В качестве микроконтроллера 10 используется микро-ЭВМ, например Электроника С5-12. Блок 4 обработки и индикации представляет собой стандартный блок, входящий в состав поверяемого прибора. Обмотка 5 имитации сигнала выполнена из материала с высоким удельным сопротивлением, например из манганина, с числом витков, равным номинальному числу витков возбуждакяцей обмотки преобразователя. При поверке вихретоковых толщиномеров с проходным преобразователем обмот- ку имитации сигнала выполняют с диаметром, меньше диаметра преобразователя прибора в случае наружного преобразователя прибора, и больше диаметра преобразователя прибора в случае внутреннего преобразователя. Для обеспечения максимального взаимодействия между обмоткой имитации сигнала и обмоток преобразователя поверяемого прибора зазор выбирается минимальным, но достаточным для свободного перемещения обмотки имитации сигнала и преобразователя прибора . Поверку вихретоковых толщиномеров производят следунлдим образом.

Преобразователь поверяемого прибора и обмотку 5 имитации сигнала размещают коаксиально на фиксированном расстоянии, причем в случае, если преобразователь накладного типа, преобразователь помещают на обмотку 5, если преобразователь внутреннего проходного типа вставляют .преобразователь внутрь обмотни 5, а если преобразователь наружного-проходного типа, обмотку 5 вставляют в преобразователь. Посредством переключателя 6 обмотку 5 имитации сигнала соединяют с выходом

усилителя 7. Возбуждающую обмотку 2 преобразователя поверяемого толщиномера замыкают накоротко, изменением коэффициента усиления усилителя 7 устанавливают фиксированное значение-тока Ij в обмотке 5 имитации нормированного сигнала, измеряют действующее значение напряжения Од измерительной обмотки 3 преобразовйтеля поверяемого прибора и определяют взаимную индуктивность Mji, измерительной обмотки 3 преобразователя и обмотки 5 имитации сигнала по формуле

м -У1 li

где f - частота тока возбуждения.

Затем возбуждающую обмотку 2 преобразователя подключают к генератору 1 поверяемого толщиномера, а обмотку 5 имитации сигнала отключают от усилителя 7. Измеряют действующие значения тока возбуждения 1 и начального напряжения U измерительной обмотки 3 преобразователя поверяемого толщиномера при отсутствии воздействия на преобразователь внешних переменных магнитных полей или электропроводящих объектов и находят взаимную индуктивность измерительной 3 и возбуждаю-.

щей 2 обмоток преобразователя по

формуле

,- Uu

а 25 f li.Затем измеряют действующее значение напряжения U между выводами обмотки 5 имитации сигнала и определяют взаимную индуктивность Maf обмотки 5 и возбуждающей обмотки 2 преобразователя поверяемого толщино мера по формуле

23FfV

Если в результате сравнения значений измеренных взаимных индуктивное тей Млт. , fi и Мз) со значениями взаимных индуктивностей, измеренных аналогичным путем для образцового толщиномера, преобразователь прибора признается прошедшим первый этап поверки, прибор калибруют, устанавливают рабочий режим, азатем с помощью программы микроконтроллера 10 через цифроаналоговый преобразователь 11 последовательно устанавливают значения комплексного коэффициента усиления усилителя 7 такими, чтобы напряжение, вносимое в измерительную обмотку 3 преобразователя было равно напряжению, вносимому объектом контроля заданной толщины, сравнивают показания поверяемого прибора с заданным значением толщины и по результатам сравнния определяют погрешность поверяемго толщиномера.

Использование изобретения дает возможность проводить поверку приборов без образцовых мер, позволяет ускорить процедуру поверки, а в случае использования микроконтроллера значительно уменьшает погрешность иза неопытности оператора. Кроме того, изобретение обеспечивает проверку взаимозаменяемости преобразователей.

СПОСОБ ПОВЕРКИ ВИХРЕТОКОВЫХ ТОЛ1Ф1ЯОМЁРОВ, заключающийся в том, что на преобразователь толщиномера воздействуют переменным магнитным полем обмотки имитадии нормированного сигнала, регистрируют показания поверяемого толщинок(ера, сравнивают их с заданным значением толщины и по результатам сравнения определяют погрешность пове)яемого толщиномера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверки, предварительно преобразователь поверяемого толщиномера устанавливают коаксиально с обмоткой имитации нормированного сигнала на фиксированном осевом расстоянии от нее, измеряют взаимные индуктивности измерительной обмотки преобразователя и обмотки имитации нормированного сигнала, измерительной и возбуждакяцей обмоток преобразователя, а также обмотки имитации нормированного сигнала и возбуждающей обмотки преобразователя, сравнивают полученные значения с значениями вз имншг индуктивноетей, из(Л С меренных аналогично для преобразоватеяя образцового толщиномера, и учитагвают результат сравнения при оценке погретдности толщиномера.