Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий Советский патент 1986 года по МПК G01B7/06 

f

Изобретение относится к нератруша ющему контролю качества нтделий методом пихревых токов, может быть испол зовано для измерения толщины диэлектрических покрытий, нанесенных на электропроподящие немагнитные основания, и является усовершенствованием извест ного вихретокового толщиномера по авт. сн. № I153233.

Цель I зобретения - повышение точности измерений за счет снижения приборной погрешности.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор I гармонического тока, накладной вихретоковый преобразователь 2 (ВТП), основной канал, состоящий из последовательно соединенных усилителя 3 и амплитудного детектора 4, логарифмический усилитель 5, перемножитель 6 и индикатор 7, дополнительный канал, идентичный по параметрам основному и состоящий из последовательно соединенных усилителя 8 и амплитудного детектора 9, включающий между отволом от части витков полезадающей катушки ВТП и входом управляемого источника 10 опоного тока логарифмического усилителя последовательно соединенные источник 10 опорного напряжения и сумматор И второй вход которого подключен к выходу логарифмического усилителя 5, а выход соединен с вторым входом перемножителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 питает синусоида.пьным током фиксированной амплитуды и частоты ВТП. В результате электромагнитного взаимодействия ВТП с объектом контроля на выходе измерительной катушки преобразователя вырабатывается сигнал и, который равен

U,Igf(n), (I) где IB ток возбуждения ВТП;

f(п) - известная функция измеряемой толщинъ: h диэлектрического слоя.

Сигнал Uj, пройдя через основной канал с результирующим коэффициентом передачи К , поступает на первый вхо логарифмического усилителя 5. Он выполнен по термокомпенсированной схеме с управляемым HtTO4HHKOM опорного тока, который определяет величину разностного тока согласованной по параметрам пары транзисторов, фориирую526572

щнх логарифмическую пкредаточную функцию усилителя 5. Вход управляемого источника опорного тока, т.е. втор(тй вход логарифмического усилите- 5 ля, лодключс) к выходу дополнительного канала толщиномера. Входное напряжение дополнительного канала снимается с отвода от части витков полезадающей катушки ВТП 2. Возможно выполне- 0 ние этого отвода, например, с резистора, включенного в цепь токовой обмотки. Оно пропорционально величине тока возбуждения рабочей частоте преобразователя, поэтому на второй вход 15 логарифмического усилителя воздействует опорное напряжение , где К - коэффициент передачи дополнительного канала, равный К.

Согласно равенству (1) функция преобразования входного сигнала логарифмического усилителя имеет вид

(-U) (2)

on

где К - коэффициент передачи логарифмического усилителя, К - коэффициент, определяемый параметрами схемы логарифмирования .

Принимая во внимание, что V ь

20

25

30

5

40

45

50

55

K,UC,

с учетом раиз равенства (2) венства () получают

и5 КзК„1п 1ЧЬ) ,

т.е. выходное напряжение логарифмического усилителя не зависит от величины тока возбуждения, а также от температурных и временных флуктуации коэффициентов основного и дополнительного каналов.

Дальнейшая обработка измеряемого сигнала происходит в соответствии с функцией преобразования, имеющей вид

,U,(), (3), где С и C,j - постоянные коэффициенты.

Формула изобретения

Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий по авт. св. № 1153233, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительным каналом, идентичным по параметрам основному и включающим последовательно соединенные усилитель и амплитудный детектор, вихретоковый преобразователь выполнен с отводом от части витков полезадающей катушки, к которому подключен вход дополнительного канала, а логарифмический усилитель выполнен по

ляемым источником опорного тока, вход

Редактор М. Бланар

Составитель В. Кузнецов

Техред М.Ходанич Корректор Л; Пилипенко

А615/43

Тираж 670Подписное

ВНИИПИ 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

тельного канала.

Изобретение позволяет уменьшить погрешность измерений толщины из-за влияния внешних дестабилизирующих факторов. С этой целью в измерительный тракт толщиномера, содержащий последо.- вательно соединенные генератор гармонических колебаний, вихретоковый преобразователь (ВТП), усилитель, амплитудный детектор, логарифмический усилитель, введены усилитель и амплитудный детектор, полностью идентичные основным. На вход усилителя с отвода от части витков полезадающей катушки ВТП поступает напряжеште,пропорциональное величине возбуждающего тока ВТП. Это напряжение после усиления и детектирования воздействует на вход управляемого источника опорного тока логарифмического усилителя. Изменение коэффициента передачи последнего противоположно изменению возбуждающего тока и уменьшает мультипликативную погрешность измерений, связанную с его флук- туациями. Благодаря идентичности параметров усилителей и амплитудных детекторов уменьшена погрешность измерений из-за временного и температурного дрейфа коэффициентов передачи этих блоков. 1 ил. (Л СП to Од сл