Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий Советский патент 1987 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для измерения толщины диэлектрических покрытий на неферромагнитной электропроводяо ей основе.

Цель изобретения - повьшение точности измерений за счет исключения температурного дрейфа и погрешности, связанной с нестабильностью работы автогенератора,

На чертеже представлена блок-схем толщиномера.

Ви сретоковый толщиномер содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразовател (ВТП) 2, усилитель 3, амплитудный детектор 4, логарифмический усилител 5 и индикатор 6, выполненный в виде аналого-цифрового преобразователя, последовательно соединенные трансформатор 7, вход которого подключен к выходу автогенератора 1, второй усилитель 8, второй амплитудный детектор 9, выход которого подключен к опорному входу логарифмического усилителя 5, а также второй логарифмический усилитель 10, объединенные опорный и сигнальный входы которого соединены с источником опорного напряжения, и сумматор 11, входы которого подключены к выходам логарифмических усилителей 5 и 10, а выход - к опорному входу индикатора 6.

Вихретоковый толщиномер работает следующим образом.

Автогенератор 1 питает синусоидальным током ВТП 2, сигнал с измерительной обмотки которого, появляющийся при взаимодействии преобразовател с объектом, усиливается усилителем 3 детектируется амплитудным детектором 4 и логарифмируется лдгарифмическим усилителем 5. Выходной сигнал логарифмического усилителя 5 пропорцио

нален величине 1пА, где А - амплитуда вносимого в ВТП 2 напряжения. Опорное напряжение логарифмического усилителя 5 формируется последовательной цепочкой, содержащей трансформатор 7, усилитель 8 и амплитудный детектор 9, выходной сигнал которого прямопропор- ционален выходному напряжению автогенератора 1 и его рабочей частоте. Выходной сигнал логарифмического усилителя 5 одновременно поступает как на сигнальный вход индикатора 6, так и на один из входов сумматора 11. При этом выходной сигнал последнего.

подаваемый иа опорный индикатора 6, пропорционален величине V - InA + С, где С - величина прямо пропорциональная выходному (опорному) сигналу логарифмического усилите-. ля 10.

Показания индикатора 6 прямо пропорциональны входному сигналу, т.е. величине 1пА, и обратно пропорциональны сигналу, подаваемому на опорный вход индикатора 6.

Таким образом, показания индикатора 6 прямо пропорциональны величине

М К

КДпА

1

+ Kj1пА

(1)

и К, постоянные.

где 14,

Выходные сигналы логарифмических усилителей 5 и 10 ввиду идентичности схем прямо пропорциональны величине Ч - температурному потенциалу, что является существенным недостатком таких схем логарифмирования сигналов, несмотря на их простоту, но так как дифференциальные транзисторные пары логари(|мических усилителей 5 и 10 находятся в одинаковых температурных условиях, то, как следует из (1), показания индикатора 6 не зависят от температурного дрейфа коэффициента передачи логарифмического усилителя 5. При этом опорное напряжение (и ), подаваемое на объединенные опорный и сигнальный входы логарифмического усилителя 10, может обладать любым типом нестабильности, в частности быть температурно-неста- бильным.

Исключить ошибку нуля, возникающую из-за нестабильности тока возбуждения ВТП 2, рабочей частоты и коэффициента передачи усилительно- детекторного тракта, можно, подав на опорный вход логарифмического усилителя 5 напряжение, прямо пропорциональное таким параметрам. Получить информацию о таких параметрах можно, вводя, например, в основной ВТП 2 так называемый тестовый преобразователь, выходной сигнал которого прямо пропорционален указанным параметрам. Однако такой прием значительно усложняет конструкцию ВТП 2 и создает ряд неудобств для пользователя. Исключить такие недостатки можно введением в толщиномер трансформатора 7, располагаемого в корпусе прибора и подключенного к выходу автогенератора 1. При этом выходные сигналы амп312

литудных детекторов Д и 9 прямо пропорциональны параметрам, нестабильность которых создает ошибку нуля, Учитывая особенности схемы логарифмирования, можно сделать вывод о том чтсг перечисленные факторы не влияют на показания индикатора 6.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокой точностью изкерений за счет значительно повы- шейной температурной стабильности (последняя определяется только стабильностью пассивных элементов, входящих в блоки и узлы толщиномера), что позволяет отнести такие приборы к группе так называемых квазибезэта- лонных толщиномеров, т.е. приборов, которые не будут требовать калибровки в процессе работы с ними.

Ввиду полной независимости показаНИИ такого толщиномера от изменений температуры окружающей среды он может быть использован в самых различных температурных условиях. Формула изобретения

Вихретоковый толщиномер диэлектрических покрытий, содержащий последоРедактор С.Патрушева Заказ 875/40

Составитель И.Рекунова

Техред М.Ходанич Корректор И. Эрдейи

Тираж 678 Подписное 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

174

вательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, усилитель, амЬлитудньш детектор, логарифмический усилитель и сумматор, источник опорного напряжения и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений, он снабжен последовательно соединен/|ными трансформатором, вход кот ррого подключен к выходу автогенератора, вторым усилителем и вторым амплитудным детектором, и вторым логари |я и- ческим усилителем, логарифмические усилители выполнены регулируемыми, второй вход первого логарифмического усилителя соединен с выходом второго амплитудного детектора, первый и второй входы второго логарифмического усилителя соединены с источником опорного напряжения, а выход - с вторым входом сумматора, индикатор выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя к опорному входу которого подключен выход суммматора а к сигиальному входу - выход

первого логарифмического усилителя.