Преобразователь толщины в интервал времени Советский патент 1985 года по МПК G01B7/06 

// Afff

Фиг.1 Изобретение относится к изме шгельной технике и может быть использовано для он ределетшя толщины неферромагнитных материалов и изделий электромагнитным мст6/юм Известен ггреобразователь толщины в инте вал времени, содержащий соединенные после вательно индукционный преобразователь, клю блок интегрирования, гупь-орган и схема уп равления и индикатор fl). Недостатком данного устройства является низкая точность контроля из-за нестабильнос ти источника поля. Наиболее близким к изобретению является преобразователь толщины в интервал времен содержащий источник магнитного поля, соеди ненные последовательно первый индуюшонны преобразователь, первый ключ, блок интегрир вания, нуль-орган и схема управления и сое ненные последовательно второй индукционный преобразователь и второй ключ, подключенны к входу блока интегрирования, входы управ ления первого и второго ключей подключены к двум соответствующим выходам схемы уп равления, а третий выход схемы управления предназначен для подключения к индикатоРУ 2. Недостатками известного преобразователя являются пониженная точность преобразования и обратная зависимость между преобразуемой толщиной и выходным интервалом времени (убыва 01дая градуировочная характеристика) . Цель изобретения - повышение точности преобразования. 11оставле П)ая цель достигается тем, что преобразователь толщины в интервал времени, содержащий источник магнитного поля, соединенные последовательно первый индукционный преобразователь, первый ключ, блок интегрирования, нуль-орган и схема управления и соединенные последовательно второй индукционный преобразователь и второй ключ, подключенный к входу блока ин тегрирования, входы управления первого и второго ключа подключены к двум соответствующим выходам схемы управления, а третий выход схемы управления предназначен для подключения к индикатору, снабжен источником Tpeyi-ольного тока, вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу схемы управления, а выход к источнику магнитного поля. На фиг. I представлена блок-схема преобразователя толщины 3 интервал времени; на фиг. 2 временные Диаграммы и табли ца состояния ключей, где заштрихованные временные интсрваль соответствуют замкнутому, нeзaштpиxojвaнныe разомкнутому состоянию соответствующего ключа. 12 Н)еоГ)р;г.он;гг1;ль содержит источник I треу1Ч)льног() пжа i(t). нагрузкой которого является источник . магнитного (го.пя. индукционный Г1реоГ))аз.1вагель 3. обмотка которого намотана iionofix обмотки источника 2 магнитногг) поля, т.е. жестко ук})еплена относительно источника 2 магнитного поля. В поле действия источника 2 магнитного поля установлен им.цукционный преобразователь 4. Преобразователь тo.пциFlы в интервал времени содержит также два ключа 5 и 6, к входам которых подключены индукционные преобразователи 4 и 3 соответственно и соединенные последовательно блок 7 инте1рирования, нуль-орган 8 и схема 9 управления. Выходы ключей 5 и 6 подключены к входу блока 7 интегрирования, первый выход схемы 9 управления подключен к входу .управления ключа 5, второй выход - к входу управления ключа 6. третий выход - к входу синхронизации источника 1 треугольного тока, четвертый выход - к выходной клемме 0, предназначенной для подключения к индикатору (на фиг. 1 не показан). На фиг. 1 показан также вход 11 синхронизации схемы 9 управления. Выходы схемы 9 управления обозначены (о ,b,&,d), а ее входы: соединенный с выходом нульоргана 8 е , соединенный с входрм 11 синхронизации -f . На фиг. 2 изображены: i(t) - треугольный ток источника 2 магнитного поля; eo(tl и fxlt ЭДС преобразователей 3 и 4 ( соответственно; vU. ) напряжение на выходе блока 7 интегрирования; J напряжение выходного импульса Г, длительность которого пропорциональна преобразуемой толщине Т, и - напряжение прямоугольных импульсов, частота которых равна частоте питающей сети (50 Гц). Временные сротнои(ения при работе функциональных узлов преобразователя выбираются исходя из максимальной электропроводности г и размеров злектропроводяших включений в неферромагнитных изделиях, толщина которых подлежит преобразованию. При этом определяющими параметрами являются: t mfj--- длительность переходного процесса установления стационарного значения ЭДС е X (,t 1 индукционного преобразователя, где TC - период питающей сети (20 т ); nfj.- длительность переходного процесса установления стационарного значения ЭДС е ,.,(;) второго индукционного преобразователя. Величина t , а следовательно, и величина m тем больше, чем больше значение и размеры электропроводящих включений. Устройство работает следующим образом. 3 Источник 2 магинтноп) лопя помещают на одну ич поверхностей контролируемого объекта (на фиг. 1 не показано). На противоположную поверхность соосно с источником 2 магнитного поля 1юмеи(ают индукционный нреобразователь 4. Источник 1 треугольного тока nt) с помощью источника 2 магнитного поля создает в окружающем пространстве изменяющееся магнитное поле. Синхронизация работы-источника 1 треугольного тока осуществляется импульсами, формируемыми на выходе С схемы 9 управления, длительность которых f;/2 и равная ей длительность пауз L / 2 между ним выбирается из двух условий: во-первых, вели чина ITj / 2 должна быть больше величины 1: что исключает влияние на точность пре образования толщины в интервал времени; во-вторых, величина / 2 должна быть кратна периоду питающей сети. , что обеспечивает высокую помехозащищенность процесса преобразования, т.е,.(т+1)ос. В момент t (фиг. 2) ток (i начинает линейно возрастать от нулевого значения и ЭДС е (t| и РО U1 на концах обмоток индукционных преобразователей 4 и 3 начина ют изменяться от предществующих стационарных значений +6x11+6 к последующим стационарным значениям -е и - е . При этом длительности переходных процессов соответственно равны х момент , когда. ЭДС ЕХ(,) достигла неизменного во времени, стационарного значения - е до момента времени замыкается 2 Ч-Г, (т+1К, Г./2 ключ 5 и постоянная ЭДС - е х Интегри-. руется блоком 7 интегрирования, при этом его выходное напряжение UgC-t) увеличивается линейно во времени до момента ij. Таким образом, интегрирование ЭДС - Сх 324 осуществляется :)з время, равное периоду питающей сети Tf . В момент t; начинается линейный спад тока ( и ЭДС R U е., Cf) вновь начинают изменяться от стационарных значений е, и - е,, к стационарным значениям BX и е, соответстве1шо. На временном интервале 1 j - -t блок 7 интегрирования отключен от источников сигналов (ибо ключи 5 и 6 разомкнуты) и вьпголняют роль памяти. На этом же интервале ЭДС e(t) достигает стационарного значения е. В момент i 3 замыкается ключ 6, и на вход блока 7 интегрирования подается постоянная ЭДС е (, , при этом напряжение линейно уменьщается до момента t у , когда U5(ix)0, что вызывает срабатывание нуль-органа 8, который воздействует на схему 9 управления, в результате чего ключ 6 размыкается и выходное напряжение блока 7 интегрирования остается равным нулю до начала следующего такта интегрирования ЭДС -е .Временной интервал Ux-i.-tK , где , , л/ /I л J. является (. ходной информационной величиной, зависящей от толщины контролируемого изделия. . Таким образом применение предлагаемого преобразователя позволяет увеличить точность измерения толщины в 3-4 раза. Это приводить к значительному экономическому эффек ту за счет снижения разброса результатов измерения толщины и уменьшения коэффициента неисправимого брака, выявленного на узлах после установки неправильно принятых деталей. В зависимости от значений допуска на тол щину, стоимости контролируемых изделий и масштабов производства. экономический эффект может составить 50-100 тыс. руб. на один преобразователь.

п

.S.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий источник магнитного поля, соединенные последовательно первый индукционный преобразователь, первый ключ, блок интегрирования, нульорган и схема управления и соедине1шые последовательно второй индукционный преобразователь и второй ключ, подключенный к входу блока интегрирования, входы управления первого и второго ключей подключены к двум соответствующим выходам схемы управления, а третий выход схемы управления предназначен для подключения к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен источником треугольного тока, вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу схемы управления, а вь1ход - к источнику магнитного поля.