Устройство для разбраковки сердечников по импульсной магнитной проницаемости Советский патент 1986 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для производственного контроля ферритовых изделий по величине импульсной магнитной проницаемости. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет более точного определения зоны допуска и отслеживания изменения параметров калибровочных импульсов, На фиг. 1 изображена структурная схема устройства разбраковки сердечников по импульсной магнитной проницаемости; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства в режимах задания границ и контроля сердеч ников; на фиг. 4 и 5 - алгоритмы работы микропроцессорного блока управления в режимах задания границ контроля и при контроле сердечников. Устройство содержит генератор 1 импульсов тока, обмотку 2 возбуждеНЕ1Я, измерительную обмотку 3, токозадагощий резистор 4, сумматор 5, интегратор, состоящий из импульсного усилителя 6 и собственно интегратора 7, первый аналого-цифровой преобразователь 8, второй аналого-цифровой преобразователь. 9, включающий в себя амплитудный компаратор 10 и цифроаналоговый преобразователь 11 микропроцессорный блок 12 управления генератор 13 тактовых импульсов, элемент И 14, элемент ИЛИ 15, формирователь 16 коротких импульсов, аналоговый ключ 17, цифроаналоговый пре образователь 18, фильтр 19 нижних частот и цифровой вольтметр 20 постоянного тока. Устройство для разбраковки сердеч НИКОВ по импульсной магнитной проницаемости содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов тока и обмотку 2 возбуждения, вывод которой подключен ко входу первого аналого-цифрового преобразователя 8, и через токозадающий резистор 4 к общей шине. Выход первого аналогоцифрового преобразователя 8 соединен с первым входом блока 12 управления. Первый вывод измерительной обмотки 3 соединен с общей шиной. Последовательно соединенные интегратор, состоящий из усилителя 6 и собственно интегратора.7, и второй аналого-цифровой преобразователь 9, выход которого соединен со вторым входом блока 12 управления, последовательно соединенные и ифроаналоговый преобразователь 18, аналоговый ключ 17, фильтр 19 нижних частот и цифровой вольтметр 20 постоянного тока, причем первый выход и третий вход блока 12 управления соединены соответственно со входом цифроаналогового преобразователя 11 и выходом цифрового вольтметра 20. Выход аналогового ключа 17 соединен со входом интегратора 7 через сумматор 5, второй вход которого соединен со вторым выводом измерительной обмотки 3. Выход генератора 13 тактовьгх импульсов через элемент И 14, элемент ИЛИ 15 и формирователь 16 коротких импульсов соединен со входом управления аналогового ключа 17. .Второй, третий, четвертый и пятый выходы блока 12 управления соединены соответственно со входами управления второго аналого-цифрового преобразователя 9, входом запуска генератора 1 импульсов тока, вторыми входами элементов И 14 и ИПИ 15. Вход фильтра 19 нижних частот соединен с выходом аналогового ключа 17. Второй аналого-цифровой преобразователь 9 содержит цифроаналоговый преобразователь 11, выход которого соединен с первым входом компаратора 10, второй вход и вькод которого соединены соответственно со входом и выходом аналого-цифрового преобразователя 9, вход управления которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя 11. Устройство работает следующим образом. При включении питания микропроцессорньй блок 12 управления устанавливает на своем четвертом выходе потенциал высокого уровня, который разрешают прохождение через элемент И 14 и fflyльcoв генератора 13. Импульсы частотой следования не менее, чем 20 кГц, проходят с выхода последнего через элемент ИЛИ 15 и поступают на вход формирователя 16 коротких импульсов, вырабатывающего импульсы длительностью 1 мкс (равные длительности фронта импульсов намагничивающего тока) при той же частоте следования . Сформированные короткие импульсы отлсрывают аналоговый ключ 17, на выходе кот.орого вьщеляются импульсы напряжения, длительность и частота следования которых определена длительностью и частотой импульсов на вьжоде формирователя 16 коротких импульсов, а амплитуда - уровнем напряжения на выходе дафроаналоговог преобразователя 18 (фиг. 2а), приложенном к первому входу аналогового ключа 17. Фильтр 19 выделяет постоян ную составляющую импульсов, а дифровий вольтмер 20 постоянного тока ее фиксирует. Поскольку вольт-секундная площадь импульсов на выходе аналогового ключа 17 и напряжение на выходе фильтра 19 связаны соотношением v-t &где V-t - вольт-секундная площадь импульсов; - напряжение на выходе фильтра; f - частота следования импульсов,то микропродессорньй блок 12 управления последовательно обеспечивает ввод результата замера (фиг. 2б), сравнение измеренного значения с заданным (соответствующим граниде конт роля и находящимся в постоянном запоминающем устройстве блока 12 управления) и соответствующую коррекпуна цифрового кода (фиг. 2в) на входе цифроаналогового преобразователя 18, в результате которой уровень Сиг налов на выходе аналогового ключа 17 меняется (фиг. 2а). При повторении вышеописанных операций К раз, где К количество разрядов цифроаналогового преобразователя 1В, измеренное напря жение на выходе фильтра 19 оказывается равным заданному, а вольт секундная площадь импульса напряжения на выходе аналогового ключа 17вольт-секундной площади импульса, считанного с сердечника, имеющего величину импульсной магнитной проницаемости, совпадающую с границей группы. Микропроцессорный блок 12 управления изменяет уровень напряжения на входе элемента И 14 на низкий запрещая работу последнего, и формирует управляющий сигнал низкого уров ня на вход элемента ИЛИ 15, обеспечивая работу аналогового ключа 17 в режиме однократного запуска (фиг.2а) Сформированный импульс напряжения через сумматор 5 и импульсньй усилитель 6 поступает на интегратор 7. Амплитуда сигнала па выходе последнего пропорциональна вольт-секуцтной площади импульсного сигнала на выходе аналогового ключа 17. Амплитудный компаратор 10 преобразователя 9 обеспечивает сравнение этого и тульса с уровнем напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 11 (фиг. 2г). Результат сравнения воспринимается микропроцессорным блоком 12 управления (фиг. 2д), который выполняет коррекцию цифрового кода на входе цифроаналогового преобразователя 11 (фиг. 2е), и следовательно, напряжения на втором входе Амплитудного компаратора 10. Вышеописанньй процесс однократного формирования калибровочного импульса, его сравнения и коррекции кода (фиг. 2е) повторяется п раз, где п количество разрядов цифроаналогового преобразователя 11, после чего код на входе последнего является по существу измеренным значением калибровочного сигнала - цифровым эквивалентом границы контроля. Последний заносится (фиг. 2ж) в оперативное запоминающее устройство микропроцессорного блока 12 управления, который (в случае контроля на нескольких границах) повторяет вышеописанные действия уже для другого значения вольт-секундной площади калибровочного сигнала, например для верхней границы контроля (фиг. 2). .В результате выполнения блоком 12 алгоритма задания границ контроля (фиг. 4) обеспечивается формирование калибровочного сигнала, погрешность задания которого практически определяется погрешностью примененного „„вольтметра 10 постоянного тока и (при использовании для этого вольтметра типа Ф216 1/1) не превышает 0,3%. Микропроцессорный блок 12 управления сигналом на третьем выходе инициирует генератор 1 импульсов тока, который вырабатывает намагничивающий импульс. Преобразователь 8 фиксирует цифровой код, пропорциональный падению напряжения на токозадающем резисторе 4. Этот код в первонаальньй момент после включения питания является цифровым кодом параметра Р . и фиксируется оперативным запоминающим устройством микропроцессорного блока 12 управления,. При перемагиичнваини контролируемого сердечника 21 (фиг. За) микропроцессорный блок 12 упрап.иения обес печивает запуск генератора 1 импульсов тока, ввод измеренного значения напрялсеиности HaMarF n4HBamrnero поля (цифрового кода с выхода преобразова теля 8) и расчет коэффициента поправ ки (фиг. 36 и в). Если изменение величины намагничивающего поля превы тает допустимое (как правило,2%), то дальнейшая работа устройства бло,кируется до вмешательства оператора, который устанавливает номинальное значение амплитуды импульсов тока. Если изменепйе величины намагничиваю щего поля пе превышает допустимое:, то микропроцессорный блок 12 управле ния п соответствгп-т с плторитмом (ф1П. 5) контроля извлекает из onep;i тивгюго запомппакпдего устройства циф ровой эквивалент котроля (фиг. Зг) , выпол гяег ето коррекцию и откорректированное значение переда ет па вход цпфроапалбгового преобразователя 11, на выходе которого устанавливается ypoBeuTi постоянного иапряжеппгг, соответствующий rjiaHUMHO му значению (фит. Зд) . Считанный с выходной обмоткп 3 сердечника импуль напряжения через элемсмп НИН 15 и иь пульсный усихпггель 6 поступает на интегратор 7, который выделяет сигнал, пропорциональный пло цад;1 счиган ного импульса. Аналогично вьинеописан иому компаратор 10 сравнивает его амплитуду с постоянным напряжением на выходе цифроаналогового преобразовате,пя 11, а микропроцессорный блок 12 управления воспринимает результат сравнения (фиг, Зз) ификсирует его. С целью достижегн-гя необходимой точности контроля выигеописан процесс контроля па Koin peTHofi 1ранице повторяется несколько раз, пгапример 25 раз. После этого ie iяются цифровые эквшзалепты на входе цифроаналогового преобразователя 1 1 (фиг. Зд) и повторяется процед ра контроля сердечника уже на другой 1ранице. При .контроле сердечников маркн ИОО HMI1 указанные операции повторяются (фиг. 3) п при перемагничивакии сердечника импульсами тока, а.плитуда которьгл уме.ныпается вдвое (напряженность naMarnnnnBamujiero поля 80 А/м п Н с о or в е тс т в е Н Н о I 40 А/м). По оконча1п-1и программы перемагничивапия контролируемого сердечника микропроцессорньй блок 12 управления сопоставляет результаты контроля считанных сигналов на границах и формирует (фиг. Зи) результат контроля, направляя сердечник в соответствуюl iй накопительный бункер. В соответствии с принятым алгоритмом работы устройства (фиг. 5) микропропессорный блок 12 управления повторяет задание границ контроля (например, вначале через 5 ь-гинут, далее через 10 мин, 15 мин, а затем через каждые 30 мин работы устройства) . Поэтому погреплюсть задания цифровых экгипэалентов границ контроля опреД(Ы1яется лишь разрешающей способностью амплитудного компаратора 10 и колич ством разрядов дифроаналогового преобразователя 11, Продолжительность задания г-раниц при частоте геп.фатора 13 высокой частоты, равной 20 кГц, и цифровом вольтметре Ф 216 1/1 не превышает 20 с, что не снижает реальной производительности контроля, В предлагаеь ом устройстве микропроцессорный блок управления может быть выполнен по известной структурной схеме, 1 Технико-экономический эффект предлагаемого устройства (по сравнепию с прототипом) заключается в повы ше)п-л1 точности контроля за счет более точного отслеживания величины изменения напряженности намагн21чивающего поля (пет погрешности из-за нелпмейпости его измерителя) и за счет отслеживания изменений параметров ка,:П1бровоч1 ых импульсов, а также в увеличении производительности контроля за счет повышения коэффициента готовности аппаратуры и сокращения продолжительности цикла контроля. о р м у л а и 3 о б р е т е Н и я 1. Устройство для разбраковки сердечников по импульсной магнитной проТ1ицаемости, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов тока п об мотку возб ткдения, второй выход которой подключен к входу первого аналого-цифрового преобразователя и через токозадающий резистор

71

к общей шине, выход первого аналогоцифрового преобразователя соединен с первым входом блока управления, измерительную обмотку, первый вывод которой соединен с общей шиной, последовательно соединенные интегратор и второй аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с вторым входом блока управления, а также генератор тактовых импульсов отличающееся тем, что, с цепью повышения точности разбраковки, в него введены элемент И, элемент ИЛИ, формирователь коротких импульсов, сумматор, а также последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, аналоговый ключ, фильтр нижних частот и цифровой вольтметр постоянного тока, причем первый выход и третий вход блока управления соединены соответственно с входом цифроаналогового преобразователя и выходом цифрового вольтметра постоянного тока, выход аналогового ключа через сумматор, второй вход которого подключен к второму выводу измери J&HepafT7efpHirtiJ /7g vu//w

1188

тельной обмотки, соединен с входом интегратора, выход генератора тактовых импульсов через последовательно соединенные элемент И, элемент ИЛИ и формирователь коротких импульсов соединен с входом управления аналогового ключа, а второй, третий, четвертьй и пятый выходы блока управления соединены соответственно с входами управления второго аналого-цифрового преобразователя, входом запуска генератора импульсов тока, вторыми входами элементов И,.и ИЛИ, причем вход фильтра нижних частот соединен с -ВЫХОДОМ аналогового ключа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй аналого-цифровой преобразователь содержит цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом и выходом аналогоцифрового преобразователя, вход управления которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя.

ffdHOffparrtf ir/u

Изобретение относится к области магнитных измерений. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит генератор 1 импульсов тока, обмотку 2 возбуждения, токозадающий резистор 4, преобразователь 8 напряжение-код, микропроцессорный блок 12 управления,,измерительную обмотку 3, фильтр 19 нижних частот и цифровой вольтметр 20 постоянного тока. Введение элемента И 14, второго элемента ИЛИ 15, формирователя 16 коротких импульсов и выполнение второго преобразователя 9 напряжение-код в виде последовательно соединенных цифроаналогового преобразователя, 11 и амплитудного компаратора 10 позволяют более точно отс S слеживать величины изменения напря(Л женности намагничивающего поля и изменения параметров калибровочных импульсов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. ф 00

5

cpus.Z

Пале

П

Л

./ ffffj :j Seg ) fp-y.

СПг- П .:И, f

L.U JJULl..LLLILJ JJ. ,LLU. /

.-:-.„Jn t

фсе. 3

..

r 3f/tOvsH /e ntJ T aMt/f

AS /cv.,s(a

.VCyTi/ifF.:r/f(7VAtV,Jf Ci,c fiy/7/ SI

.-„mi.

ff . ffCJ/ftJ Tf errj cfI

f irpf:Srft{i.ra лааа илП 1

X V jIlfLf .

W,ff7,,nf7 f,ff/2{f, f7pHr.-u y:v.-Tc//i

ТИЗЕ

LriJi f ЦАП f fecf5p{y3y ff/rrf-/7.y,f,b-/7/.:. -

-ZZTZrHI iZZIIIIZIIZ

.iZ7f/ty/ 4 f/f} Г4-й 47/7

Г ff/ J e3y/7 -- c/7ra .

yf /JCfftfuS /rcr(cf 7f dpG30Sairfe/r.9.//iy/.

Лоле /v «(%

-.«

f/unvHfiit eo-i/a ffpaxH,

ттл

t

rfffCe L-S i{i/ yy/7i fr Cf /f i/ff 77. ,/ /Г(7Л.

f o/: pfy/-fT(/fffff3e 3y/7fff-fi/f cff ufee с/77/ Ос/7

Фс/г. /,t

i

c/T ffHofffa cepSetJHUrto AWV/T W

(:

cvefn4t//f грониц

L.

CpopiiitJpaOcff/ue uMfty/rirccf //- B0(

3Z

To/ - fioff ffSoff и 3cffro fi/ a t/e fffe effHOffa

J

I Pcfcfe/rr /t na/rpcf /fe

l/ffffl/ffOl(ttff

ei/c/7flcfSffffCffra. GjraffupffBtef усгтгрсгйстВа

f/a/rf//rH/vecffe f /fiyy e/fe(iW ДЗ /уду/эту д/ /у{

f(4:3 i/TTcfu pcfl t/lfir//fff /rr y jf a fJ/rtf/Tfi/i / c 3a /fo/iffra/ycrfrfofrcf

poffHUpffScffft/e cfMnt/flbCcf fno/fo //-8fff//-4iff) /M I Waoff и 3cf/rpMc/v0M/e езу/гьтота cfjcf&//e//i/f

/7 /7 3aff.

f7 n3aff.

CMCf/a 143 гранту

I Огтре еление spt/frrriff eafffffcnrtj

y/rf crff e/ft/e co/}/rtt/pyfoc u f /tfOfcf/ us fo f