Измеритель электрической проводимости немагнитных материалов Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения элекрической проводимости немагнитных материалов и изделий„

Цель изобретения - повьшение точности измерения о

На фиг. 1.представлена блок-схема измерителя электрической проводимое- ти; на фиг о 2 - блок-схема линеари- затора

Измеритель электрической проводимости содержит генератор 1 переменного тока, вихретоковый преобразова- тель 2, фазовые детекторы 3 и 4, ли- неаризатор 5, хц фровой индикатор 6 и регулируемьй фазовращатель 7. При этом первый вьрсод генератора 1 соединен с входом вихретокового преобра- зователя 2, выходы которого соединены с информадионными входами фазовьк детекторов 3 и 4, опорные входы которых соединены с выходом фазовраща- тепя 7, вход которого соединен с вто рым выходом генератора 1, выходы фазовых детекторов соединены с входами линеаризатора 5, которого соединен с входом индикатора 6.

Вихретоковый преобразователь со- держит входную обмотку.возбуждения и две выходные измерительные обмотки расположенные соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии друг относительно друга.

Измеритель работает следующим образом.,

Переменный ток от генератора 1 постзшает на вихретоковьш преобразо- -ватель 2, с выходов которого сигнал подается на первые входы фазовых детекторов 3 и 4, а на их вторые входы сигнал подается через регулируемьй фазовращатель 7 с выхода генератора С фазовых детекторов 3 и 4 сигналы подаются на входы линеаризатора 5, который воспроизводит сигнал, пропор цио Нальный квадрату разности тангенсов выходных сигналов фазовых детекторов. Величина полученного сигнала пропорциональна измеряемому значению электрической проводимости Полученный сигнал регистрируется цифровьп индикатором 6.

Линеаризатор содержит квадрато- ры 8-10, источник 11 опорного .напряжения, блоки 12-14 вычитания, блоки 15 и 16 деления, блоки 17 и 18 извлечения квадратного корня.

Вихретоковый смгнап является комплексной величиной, состоящей из активной и индуктивной составляющих вносимого полного напряжения трансформаторного преобразователя или вносимого полного сопротивления параметрического преобразователя соответственно. В результате графоаналитического анализа голографов вносимого напряжения для вихретокового преобразователя с одинаковыми радиусами мерительной и возбуждающей обмоток со структурой последних, близких к нитевидной, установлено, что

tg К /5(h + С),(1)

где tg о( - тангенс угла фазы вносимого йапряжения; /3 - обобщенньй параметр; К, С - постоянные; h - нормированньй зазор между измерительной обмоткой и поверхностью контролируемого изделия.

Указанное соотношение для tg of позволяет проводить измерение удельной электрической проводимости исходя из следующего.

Восио.г ьзуемся данным соотношением (1) для выходных напряжений двух измерительных обмоток преобразователя, расположенных соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии 4h друг от друга,

tg K/5(hj + С) ; (2) tgo KfiChj, +ЛЬ + С) , (3)

где tg(/, , tg тангенс угла фазы

вносимого напряжения соответственно для первой и второй измерительных обмоток преобразователя;

й п - нормированное расстояние между измерительными обмотками.

Вычитая (2) из (3) и учитывая.

что

f3 )Иo

(4)

D - диаметр обмоток преобразователя, М;

ш - круговая частота тока генератора, Мб - 12,56-10 г/м;

6 - электрическая проводимость изделия, см/м.

имеем

i K,(tg, - tg,)s

где Ki (K-4h,-n) ( f-o с- )

Функтдаональная зависимость (5) между тангенсами углов фаз вносимых напряжений измерительных обмоток преобразователя с электрической проводимостью контролируемого изделия не содержит абсолютной величины за10

соединен с входом индикатора, о т- личающийся тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него введен второй фазовый детектор, вихретоковый преобразователь содержит вторую выходную измерительную обмотку, которая расположена со- осно, параллельно и на фиксированном расстоянии от первой, при этом второй выход вихретового преобразователя соединен с информационным входом второго фазового детектора, опорный вход которого соединен с выходом фазовраФормула изобретения

зора между преобразователем и контро-15 щателя, выход второго фазового детек- лируемым изделием,тора -соединен с вторым входом линеаризатора, а линеаризатор содержит три квадратора, источник опорного напряжения, три блока вычитания, два делиИзмеритель электрической проводи- 20 теля, два блока извлечения квадрат- мости немагнитных материалов, содержащий генератор переменного тока, вихретоковый преобразователь, имеющий входную обмотку возбуждения и выходного корня, при этом входы первого и второго квадраторов являются входами линеаризатора, выходы квадраторов соединены с соответствующими входами

ную измерительную обмотку, первьм фа-25 первого и второго блоков вычитания.

зовый детектор, линеаризатор, цифровой индикатор и фазовращатель, причем, выход генератора переменного тока соединен с входной обмоткой возбуждения вихретокового преобразова- теля, выходная измерительная обмотка которого соединена с информационным входом первого фазового детектора, опорный вход которого через фазовращатель соединен с вторым выходом ге- нератора переменного тока, выход первого фазового детектора соединен с входом линеаризатора, выход которого

10

соединен с входом индикатора, о т- личающийся тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него введен второй фазовый детектор, вихретоковый преобразователь содержит вторую выходную измерительную обмотку, которая расположена со- осно, параллельно и на фиксированном расстоянии от первой, при этом второй выход вихретового преобразователя соединен с информационным входом второго фазового детектора, опорный вход которого соединен с выходом фазоврателя, два блока извлечения квадрат-

ного корня, при этом входы первого и второго квадраторов являются входами линеаризатора, выходы квадраторов соединены с соответствующими входами

вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения, выходы блоков вычитания соединены с входами делителей, вторые входы которых соединены с выходами квадраторов, выходы блоков деления соединены с входами блоков извлечения квадратного корня, выходы которых соединены с входами третьего блока вычитания, выход третьего блока вычитания соединен с входом третьего квадратора, выход которого является выходом линеаризатора «

Изобретение может быть использовано для измерения электрической проводимости немагнитных материалов и изделийо Измеритель электрической проводимости немагнитных материалов содержит генератор 1 переменного тока, вихретоковый преобразователь 2 с обмотками возбуждения и двумя измерительными, которые расположены соос- но, параллельно и на фиксированном расстоянии относительно друг друга, фазовые детекторы 3, 4, линеариза- тор 5, 1ЩФРОВОЙ индикатор 6, фазовращатель 7. ВихретоковьА сигнал является комплексной величиной, состоящей из активной и индуктивной составляющих вносимого полного напряжения трансформаторного преобразователя или вносимого полного сопротивления параметрического преобразователя соответственно В результате графоаналитического преобразования голографов вносимого напряжения дпя вих- ретокового преобразователя 2 с одинаковыми радиусами измерительной и возбуждающей обмоток со структурой последних, близкой к нитевидной, находят тангенс угла фазы вносимого напряжения, из которого- находят удельную электрическую проводимость. Математические выражения приведены в описании изобретения., Измеритель имеет высокую точность измерения, 2 ип. .§ 4iib 4 Ю СО 00