Устройство для измерения геометрических и электрофизических параметров неферромагнитных проводящих изделий Советский патент 1986 года по МПК G01R27/00 

тушки 2. Установив вихретоковый преобразователь. 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока ,микрометрического индикаторного блока 5. Измерительная катушка 4 перемещается вниз до тех пор, пока напряжения на выходах ам- йлитудных детекторов 9 и 10 не будут равны. Величина перемещения пропорциональна величине измеряемого

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано при контроле металлических изделий методом вихревых токов, например разбраковке материалов по маркам по величине удельного электрического сопротивления материалов, при измерении толщины материала в условиях непостоянства толщины диэлектрического покрытия.

Цель изобретения - повьш1ение точности измерений за счет замены блоков измерения параметров электрических механическим устрой- ством измерения перемещения измерительной катушки вихретокового преобразователя.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графкк функции преобразования устройства при измерении удельной электрической проводимости образца.

Устройство содержит накладной трансформаторный вихретоковый преобразователь 1 , включаю1ций в себя возбуждающую катушку 2, измерительные катушки 3 и 4, микрометрический индикаторный блок 5, генератор 6 синусоидального тока, усилители 7 и 8 переменного напряжения, амплитудные детекторы 9 и 10, блок 11 сравнения, индикатор 12 баланса выходных напряжений.

Измерительная катушка меньшего диаметра выполнена подвижной вдоль оси и соединена с подвижным штоком микрометрического индикаторного блока 5, корпус которого жестко связан с корпусом вихретокового преобразователя 1. В последнем расположены

параметра и отсчитывается от плос- костр, в которой уравнялись напряжения измерительных катушек 3 и 4 и с помощью усилителя 8 переменного тока перед измерениями. На чертеже: генератор 6 синусоидального тока, . усилитель 7 переменного тока, блок 11 сравнения, индикатор 12 баланса выходных напряжений. 2 ил.

возбуждающая катушка 2 и измерительная катушка 3 большего диаметра, которая через последовательно соединенные усилитель 7 и детектор 9

подключена к первому входу блока 11 сравнения, к второму входу которого через последовательно соединенные усилитель 8 и детектор 10 подключен выход измерительной катушки 4 меньшего диаметра, к выходу которого подключен индикатор 12.

Устройство работает следующим обрезом.

Перед измерениями путем нажатия

на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 измерительная катушка 4 устанавливается в одной плоскости с ОС-. тапьными катушками вихретокового

преобразователя Г. Изменяя усиление усилителя 8 переменного напряжения, подключенного к измерительной катушке 4, добиваются равенства напряжений, снимаемых с амплитудных детекторов

9 и 10. При этом на выходе индикатора 12 нулевое напряжение (стрелочный индикатор покажет ноль, а при использовании светового индикатора загорится соответствующего цвета лампочка). Устройство готово к работе.

При установке вихретокового преобразователя 1 на контролируемое изделие напряжение на измерительных катушках 3 и 4 изменяется на различные величины, причем относительные изменения напряжения на измери- тельной катушке 4 меньшего диаметра оказываются больше, чем на измерительной катушке 3 большего диаметра,

если катушки расположены в одной

плоскости, в свободном состоянии катушка 4 за счет действия пружины находится выше чем возбуждающая катушка 2. Поэтому, установив преобразователь 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 и тем самым перемещают вниз измерительную катушку 4 до тех пор, пока напряжение на выходах амплитуд- ных детекторов 9 и 10 не будут равны. Величина перемещения оказывается пропорциональной величине измеряемого параметра и отсчитывается от плоскости, в которой уравнивались напряжения измерительных катушек 3 и 4 с помощью усилителя 8 перед измерениями.

При измерении удельной электрической проводимости изделия зависи- мость между обобщенным параметром перемещения катушки М с/2Й где R - радиус возбуждающей катушки 2, С - величина перемещения измерительной катушки, и обобщенным пара- метром электрофизических параметров изделия psRvliJiUj,6 где «J круговая частота питающего тока, е

гА1Г-1О -И-, в - удельная электрическая проводимость изделия для вихре- токового преобразователя с параметрами Г, P,/R - 0,5 и t r,(,25, где г - р.адиус измерительной катушки 3 и г - радиус измерительной катушки 4, в диапазоне изменения обоб- щенного параметра зазора 0,1-0,5, где h - толщина диэлек- тричес кого покрытия изделия, имеет вид, показанный на фиг.2. Такой предварительно построенный при ка- либровке.устройства график может быть перенесен на шкалу микрометрического индикаторного блока 5. Тогда -величина измеряемого параметра может сразу сниматься со шкалы ин- дикаторного блока 5. (фиг.2). является частной реализацией функ- ции преобразования устройства для

указанных значений обобщенных параметров . Из-за близкого сходства годографов выходных напряжений вихре- токового преобразователя и толщины и уДельнАй электрической проводимости неферромагнитных проводящих изделий следует, что подобный график (фиг.2) может быть построен для функции преобразования устройства, используемого в качестве толщиномера. Наиболее точный график (фиг.2) получается в процессе калибровки на реальных изделиях.

Формула изобретения

Устройство для измерения геометрических и электрофизических параметров иеферромагнитных проводящих изделий, содержащее генератор синусоидального тока, подключенный -к возбуждающей, катушке.накладного трансформаторного вихретокового преобразователя, содержащего соосно и в одной плоскости расположенные возбуждающую катушку и две измерительные катушки разного диаметра, два усилителя переценного напряжения, подключенных к выходам измерительных катушек, два амплитудных детектора , подключенных соответственно к выходам усилителей переменного напряжения, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью поьыше- ния точности измерений, измерительные катушки вихретокового преобразователя расположены внутри возбуждающей катушки, причем измерительная катушка меньшего диаметра выполнена подвижной по своей оси и соединена с подвижным штоком микрометрического индикаторного блока, корпус которого жестко связан с возбуждающей катушкой и измерительной катушкой большеп го диаметра, а выходы амплитудных детекторов подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к входу индикатора.

Изобретение может быть использовано, например, при контроле ме-i ; таллических изделий методом вихревы. токов для определения марки по величине удельного электрического сопротивления материалов. Цель изоб ретения - повышение точности изме- рений. Измерительные катушки 3 и 4 расположен) внутри возбуждающей каСЛ 1C ьо О5 сд II