Электромагнитный толщиномер Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо измерять толщины различного рода диэлектрических покрытий, нанесенных на электропроводящие изделия и материалы.

Цель изобретения - повьшение точности измерений и упрощение конструк ции толщиномера за счет исключения нелинейности выходной зависимости толщиномера.

На чертеже представлена блок-схема электромагнитного толщиномера.

Электромагнитный толщиномер содержит последовательно соединенные генератор 1, электромагнитный преобразователь 2, блок 3 обработки сигналов, компаратор 4, блок 5 измерения и индикации, последовательно соеди- ненные амплитудный детектор 6, вход которого подключен к выходу генератора 1, ключ 7, первую дифференцирующую цепочку 8 и сумматор 9,выход которого подключен к второму входу компаратора 4, а также вторую дифференцирующую цепочку 10, вход которо подключен к выходу ключа 7, а выход к второму входу сумматора 9 и синхрнизатор 11, выход которого подключе к второму входу ключа 7.

Электромагнитный толщиномер работает следу ющим образом.

Генератор 1 запитьшает синусоидальным током злектромагнитньй преобразователь .2. Сигнал с измерительной обмотки преобразователя, появляющийся при поднесении его рабочего торца к контролируемому объекту, поступает в блок 3 обработки сигналов. С выхода последнего продетектированный сигнал в виде постоянного напряжения подводится к входу компаратора 4. Синхронизатор 11 вырабатывает управ- ллющий импульс, который открывает ключ 7, в результате чего постоянное напряжение, поступающее с выхода амплитудного детектора 6, пропорциональное амплитуде тока генератора 1, nocTjmaeT на входы дифференхщрующих цепочек 8 и 10, т.е. на входах последних появляется скачок напряжения. В свою очередь на выходах обеих цепочек образуются падакнцие экспоненциальные импульсы. В сумматоре 9 происходит сложение напряжений этих импульсов. В результате на выходе сумматера 9 получается импульс U меняющийся по закону

О , )

и ;

.1

ft л.

,из(1)

А(г -cle (t.0) , где значение коэффициента о .ггежит в пределах 2,4-2,7; значение d- в пределах 3-3,2; Д- амплитуда импулса, которая равна напряжению сигнала при измеряемой толщине покрытияЬ 0

Коэффициент (X при втором члене появляется из-за ;того, что коэффициент передачи сумматора 9 по второму входу отличается в а раз по отношению к коэффициенту Передачи по первому входу. По аналогичному закону зависи сигнал, снимаемьй с блока 3, от измеряемого зазора

. . и :: А (е -«-ае

-о1(ЬЬ„., (2)

где В 1/D; D- диаметр катушки ЭМП. Параметры 0 и равны указанным вьщ1е значениям.

Импульс Up подводится к входу ком- паратора 4, на другой его вход подается продетектированное напряжение сигнала U, . На выходе компаратора в

момент i О начинается прямоугольньй импульс. Начиная с t- О в течение некоторого времени напряжение импульса Uj превышает уровень сигнала U, . Напряжение U, , уменьшаясь во времени, сравнивается с уровнем сигнала в некоторый момент t. В этот момент имеет место равенство

Uc((tJ

(3)

и так как в соответствии с (1) и (2) функциональная зависимость U от hj, такая же как и зависимость U от t , то имеет место строгая пропорциональность длительности выходного импульса компаратора и толщины покрытия

t.K-h

о - HiM.(4)

где К - коэффициент пропорциональ- .

Таким образом, на выхоДе компаратора появляется прямоугольный импульс, длительность которого с высокой точностью пропорциональна измеряемой величине Ь,„ . Этот импульс далее в измерительно-индикаторном блоке 5 заполняется, например,счетными импульсами, которые счит.ают- ся и индицируются в виде окончательных показаний толщиномера. Возможны иные способы превращения t в показания прибора (например, по среднему значению последовательности импульсов) . Повьшение точности измерения, являющееся целью изобретения, осно- вьшается на точном совпадении функциональных зависимостей Un(h)j и U(,(b ). Использование в качестве ка опорного напряжения амплитудного детектора с входом, подключенным к выходу генератора 1, позволяет исключить приборную аддитивную погрешность измерений, обуславливаемую различного рода нестабильностями пи- т акицего тока генератора и коэффициента передачи блока 3 обработки сигналов. Это дополнительно повьшает точность измерений толщиномера.

Формула изобретения

1. Электромагнитный толщиномер, содержащий последовательно соединенные генератор, электроматнитный преобразователь, блок обработки сиг260.23 нала

, компаратор, блок измерения и индикации, последовательно соединенные синхронизатор, ключ и дифференцирующую цепочку, а также источник 5 опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений и упрощения конструкции, он снаб10 жен второй дифференцирующей цепочкой, , подключенной своим входом к выходу ключа, и сумматором, первьй и второй входы которого соединены с выходами дифференцирующих цепочек, а выход

15 подключен к второму входу компаратора.

2. Толщиномер поп.1, отличающийся тем, что, с целью 0 повышения точности измерений, источник опорного напряжения вьшолнен в виде амплитудного детектора, вход которого подключен к выходу генератора.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где необходимо измерять толщины различного рода диэлектрических покрытий, нанесенных на электропроводящие изделия и материалы. Целью изобретения является .повышение точности измерений и упрощение конструкции. Электромагнитный толщиномер содержит последовательно соединенные генератор, электромагнитный преобразователь, блок обработки сигналов, компаратор и блок измерения и индикации, последовательно соединенные амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу генератора, ключ, первую дифференцирующую цепочку и сумматор, выход которого подключён к второму входу компаратора, а также вторую дифференцирующую цепочку, вход которой подключен к выходу ключа, а выход - к второму ВХОДУ сумматора и синхронизатор, выход которого подключен к второму входу ключа. 1 з.п. ф-лы. б 1 ил.

Редактор Н. Тупица

Составитель И. Кесоян

Техред В.Кадар . Корректор С. Шекмар

Заказ 2109/27Тираж 670 . Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4