Электроакустический твердомер Советский патент 1986 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и может быть использойано для исследования и контроля физико-химических свойств Материалов путем вдавливания в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянней нагрузкой.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет стабилизации амплитуды колебаний,

На чертеже показана схема электроакустического твердомера.

Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор 1 из магнитострикционного материала с индентором 2 на конце, укрепленные на стержне инерционную массу 3 и пьезопреобразователь 4, охватывающую стержень катушку 5, подключенный к ней выходом усилител 6 и регистрирзпощий прибор 7.

Электроакустический твердомер снабжен вторым усилителем 8, вход которого соединен с пьезопреобразо- вателем 4, блоком 9 сравнения, пер- йый вход которого соединен с выходом второго усилителя 8, задатчиком 10 амплитуды колебаний, подключенным к второму входу блока 9 сравнения, и последовательно соединенным с ним регулятором-формирователем 11 и управляемым аттенюатором 12, второй вход которого соединен с вторым усилителем 8, а выход - с первым усилителем 6. При испытаниях индентор 2 вдавливается в образец 13 испытуемого материала с постоянной нагрузкой.

Электроакустический твердомер работает с ледующим образом.

Напряжение с пьезопреобразовате- ля 4 усиливается вторым усилителем 8, ослабляется аттенюатором 12, усиливается усилителем 6 и поступает ча катушку 5. Переменное магнитное поле, создаваемое катушкой 5, возбуждает в резонаторе 1 акустические колебания, вызьшающие появление переменного напряжения на обкладках пьезопреобразователя 4. При выполнении условий баланса амплитуд и фаз в описанном контуре возникают гармонические незатухающие автоколе- бани частоте акустического резонанса стержня, определяемой глубиной внедрения индентора 2 в мате- . риал образца 13 и свойствами последнего.

244559 . 2

Выходное напряжение второго уси- . лйтеля 8 поступает на первый вход блока 9 сравнения, на второй вход . которого поступает напряжение с выхо- , да задатчика 10 амплитуды колебаний. Сигнал разбаланса с выхода блока 9 сравнения поступает йа вход регулятора-формирователя 11, который формирует .на выходе управля.ющее воз- )0 действие в соответствии с выбранным законом регулирования (пропорциональным, интегральным, дифференциальным). Поступая на вход управляемого аттенюатора 12, управляющее воздействие 15 изменяет его коэффициент ослабления таким образом, чтобы сигнал разбаланса на выходе блока 9 сравнения стал рйвен нулю. При этом амплитуда электрических колебаний на выходе 20 усилителя 8, пропорциональная амплитуде акустических колебаний стержня 1, равна заданной задатчиком 10 постоянной величине. Таким образом обеспечивается постоянство амшгату- 25 ды акустических колебаний индентора 2 независимо от свойств контролируемого материала. Напряжение с выхода усилителя 6 поступает на регистрирующий прибор 7. 3Q Повышение точности .контроля достигается за счет обеспечения постоянной амплитуды колебаний, исключающей уменьшение чувствительности при контроле мягких материалов или отскок индентора от поверхности изделия при контроле твердых мате

риалов. .

Формула изобретения

Электроакустический твердомер, содержащий Акустический стержневой резонатор из магнитострикционного материала с индентором на конце, ук- решгенные на стержне инерционную массу и пьезопреобразователь, ох- ватывакнцую стержень катушку, подключенный к ней выходом первый усилитель и регистрирующий прибор, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности контроля за счет стабилизации амплитуды колебаний, твердомер снабжен вторым усилителем, вход которого соединен с пьезопреобразователем, блоком сравнения, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя, задатчиком амплитуды колебаний, подключенным к второму входу блока

31244559 . 4

сравнения, и последовательно соеди- второй вход которого соединен с, ненными с ним регулятором-фррмирова- вторым усилителем, а выход г- с пер- телем и управляемым аттенюатором, вым усилителем.

//А

V//

13

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и позволяет с высокой точностью контро- . лировать свойства материалов путем вдавливания в испь1туемый материал индентора, укрепленного на конце акустического стержня-резонатора. Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор из магнитострикцнонного материала с индентором на конце. На стержне укреплены инерционная масса и пьезо- преобразователь, подключенный к входу второго усипителя, выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора, сигнал с которого подается на первый усилитель, к выходу которого подключена возбуждающая катушка, охватывающая стержень. Стержень-резонатор, .пьеаопреобразователь, второй усилитель, управляемый ат-- тенюатор, первьй усилитель и воз- бужданицая катушка образуют автоколе- бате льньй контур. Для поддержания постоянства амплитуды колебаний стержня-резонатора напряжение с второго усилителя подается на первый вход блока сравнения, на второй вход которосо подается напряжение с за- датчика амплитуды колебаний. Сигнал разбаланса с выхода блока сравнения поступает через регулятор-формирователь на управляеьый аттенюатор, изменяя его коэффициент ослабления так, чтобы амплитуда колебаний стержня оставалась постоянней. 1.ил. § W ю 4 4; СП СП со