Преобразователь толщины неэлектропроводящего покрытия в постоянное напряжение Советский патент 1989 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к впхрето- ковой толщинометрии и может быть использовано при контроле толщины не- электропроводяишх покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях.

Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет повышения уровня информативной составляющей сигнала и исключение неинформативной составляющей.

На чертеже представл на структурная схема преобразователя толщины неэлектропроводящего покрытия в постоянное напряжение.

Преобразователь толщины неэлектропроводящего покрытия в постоянное напряжение содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного напряжения, ключ 2, вихретоковый преобразователь 3, состоящий из возбуждающей 4 и измерительной 5 обмоток.

31499

пиковый детектор 6 и сумматор 7, второй вход которого подключен к выходу источника 1 постоянного напряжения, и генератор 8 тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу ключа 2. Выход сумматора 7 является выходом преобразователя толщины неэлектропроводящего т покрытия в постоянное напряжезше.

Преобразователь работает следующим образом.

Трансформаторный нихретоковый преобразователь 3 устанавливают на поверхность неэлектропроводящего по к- рытия. В результате периодической коммутации ключом 2 под воздействием генератора 8 коротких тактовых импульсов по возбуждающей обмотке 4 про текает импульсный ток. Длительность Г,, периода следования коротких тактовых импульсов выбирают большей длительности процессов затухания воз - буждающего и возбужденного- электромагнитных полей после размыкания ключа 2.

Длительность коротких тактовых лмпульсов выбирают из условия

1(1...2).

(1) 30

где и

постоянная времени цепи возбуждающего тока, протекающего по обмотке 3 при . замкнутом ключе 2. Таким образом, fn и ЭДС измерительной обмотки 5 e(t) ec(t) +.e(t), где ) и e(t) - неинформативная составляющая, вызываемая индуктивной связью меяоду обмот ками 4 и 5, и информативная составляющая, вызываемая индуктивной связью между контуром вихревых токов в электропроводящем основании и обмоткой 5.

На выходе пикового детектора 6 возникает постоянное напряжение, прямо пропорциональное амплитуде e(t)j,,j. е(0), которое подается на первый вход сумматора 7, на втором входе которого действует напряжение и источника 1 постоянного напряжения. Путем соответствующего выбора начала и конца обмоток 4 и 5 и выводов источника 1 при их подключении в схему обеспечивают выполнение двух условий: во-первых, детектироваться должен импульс е(0), соответствующий моменту заюткания ключа 2 (но не его

выключению), и во-вторых, полярности гплстоянных напряжений на входах сумматора 7 должны быть обратными.

Для исключения влияния электропроводности и ТОЛ1ЧИНЫ основания и Т f на временном интервале С воз- буждаю1ций ток i(t) должен нарастать линейно,

В момент замыкания ключа ток i(t) возрастает экспоненциально от нулевого значения

i

i(t) 4- (1-е Ч ,

(2)

5

0

5

д

5

г де R - эквивалентное активное сопротивление токовой цепи.

Однако, учитывая (1), видно, что погрешность от нелинейности процесса нарастания тока i(t) на временном интервале, соответствующем замкнутому состоянию ключа 2, весьма мала (0,5...)-10-(О,05...0,1)%, что соответствует практически линейному закону нарастания этого тока. При необходимости нелинейность может быть уменычена путем уменыиения величины t). Так как импульс e(t), соответствующий моменту размыкания -. ключа 2, не детектируется, то величина выходного постоянного напряжения предлагаемого преобразователя не зависит от закона спада тока i(t) до стационарного нулевого значения.

Благодаря соединению выхода источника 1 постоянного напряжения с вторым входом сумматора 7 обеспечивается компенсация составляющей eg(t)(.Ha выходе устройства. Степень компенсации может регулироваться путем изменения величины резистора в цепи второго входа суммирующего усилителя.

Так как величина е (0) однозначно зависит от толщины неэлектропроводящего покрытия, то обеспечивается преобразование толщины непроводящего покрытия в постоянное напряжение.

Формула изобретения

Преобразователь толпшны неэлектропроводящего покрытия в постоянное напряжение, содержащий последовательно соединенные источник линейно изме-; няющегося тока, трансформаторный вих- ретоковый преобразователь н пиковый детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

514991056

преобразования, он снабжен суммато- ных источника постоянного тока, вь,- ром, вход которого подключен к выходу пикового детектора, а источник линейно изменяющегося тока выполнен в виде последовательно соединенход которого соединен с вторым входом сумматора, и ключа и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа

ных источника постоянного тока, вь,-

ход которого соединен с вторым входом сумматора, и ключа и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа.

Изобретение относится к вихретоковой толщинометрии неэлектропроводящих покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Возбуждающая обмотка трансформаторного вихретокового преобразователя запитывается линейновозрастающим импульсом тока, который формируется путем подключения источника постоянного напряжения через ключ к обмотке возбуждения. Управление работой ключа осуществляется генератором коротких тактовых импульсов, выход которого подключается к управляющему входу ключа. Линейное изменение тока возбуждения обусловливает зависимость амплитуды выходного сигнала преобразователя только от толщины неэлектропроводящего покрытия. Напряжение, пропорциональное величине амплитуды с пикового детектора, подается на вход сумматора, на второй вход которого поступает напряжение противоположной полярности с выхода источника постоянного напряжения, что обеспечивает компенсацию неинформативной составляющей сигнала. 1 ил.