Вихретоковый толщиномер Советский патент 1989 года по МПК G01B7/06 

15

ные разделительиьп конде}1сатор 7 и варнкап 8, последовательно соединенные первый источник 9 опорного напржения, перпый компаратор 10, элек- тронный ключ 11 и интегратор 12, поключенный к точке соединения разделительного конденсатора 7 и парика- па 9, и последовательно гс вдиненные второй источник 13 опорного напря- жения, второй компаратор 14 и одно- вибратор 15 с дополнительным входом внешнего запуска, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, а вторые входы ком- параторов 10 и 14 подключены к выходу детектора 5

Вихретоковый толщиномер работает следующим образом.

Генератор 1, имеющий высокое выходное сопротивление, вырабатывает стабильное по частоте и амплитуде напряжение прямоугольной формы Это напряжение поступает на вихретоко- вый преобразователь 5. Преобразователь 3, емкость 4, емкость 7 и варикап 8 образуют колебательный контур . Для получения необходимой чувствительности резонансная частота/ контура выбирается несколько выше частоты первой гармоники генератора 1. При изменении расстояния преобразователя 3 от металлическо1 подложки изделия в зависимости от тол- щины непроводящего покрытия изменяется сопротивление колебательного контура пропорционально толщине покрытия. С изменением сопротивления контура происходит перераспределе- ние высокочастотного напряжения генератора 1 между его внутренним сопротивлением и сопротивлением контура. Таким образом, напряжение на контуре изменяется также пропорцио- нально толщине покрытия. Высокочастотное напряжение с контура подается на детектор 5. Выпрямление и усиление напряжения с выхода детектора 5 подается на блок 6 индикации, показания которого пропорциональны толщине покрытия. Из-за временной и температурной нестабильности параметров элементов колебательного контура возможна самопроизвольная расстройка контура, что вызывает уход шкалы блока 6, а следовательно, и уменьшение точности измерения Для поддержания заданной настройки

колебательного контура служит схема коррекции, которая состоит из парикапа 8, интегратора 12, компаратора 10, электронного ключа 11 одновибратора 15, компаратора 14, пусковой кнопки 16 и емкости 14, которая служит для развязки по сигналу управления варикапа 8 от индуктивности контура.

Схема коррекции работает следующим образом.

В процессе работы толпшномера перед очередным изменением индуктивности преобразователя 3 отводится от металлических предметов и нажимается кнопка 16. При нажатии кнопки 16 запускается одновибратор 15, который замыкает ключ 11, и входное напряжение компаратора 10 поступает на вход интегратора 12. При этом выходное напряжение интегратора 12 начинает изменяться со скоростью, пропорциональной величине выходного сигнала компаратора 10. Под действием напряжения и интегратора 12 емкость варикапа 8 изменяется таким образом, что напряжение на контуре стремится к величине первого опорного напряжения, а выходное напряжение компаратора 10 - к нулю. При нулевом выходном напряжении компаратора 10 интегратор 12 удерживает установленную величину управляющего напряжения на варикапе 8. По окончании импульса одновибратора 15 клю

11размыкается, вход интегратора 12 отклдачается от выхода компаратора 1 а выходное напряжение интегратора

12сохраняется неизменным до следующей коррекции.

Во время измерения толщины покрытия, когда выходное напряжение детектора 5 определяется расстоянием между преобразователем 3 и металли- ческой подложкой, случайное включение схемы коррекции может привести к неверному измерению Для запрета включения схемы коррекции во время измерения служат компаратор 14, который сравнивает выходное напряжение детектора 5 со вторым опорным напряжением. Уменьшение выходного М апряжения детектора 5 ниже заданного свидетельствует о приближении преобразователя. 3 к металлической поверхности, т,ео о проведении измерения. Выходной сигнал компаратора 14 в этом случае запрещает запуск

515ПА492

одновибратора 1 5 при нлжлтип кнопки 16. Для удобства работы кнопка 16 может располагаться в корпусе преобразователя 3 вместе.

с и

Форйула изобретения

Вихретоковый толщиномер покрытий, .. содержашмй вихретоковый преобразователь, генератор, подключенный к нему колебательный контур,в качестве индуктивности которого используется вихретоковый преобразователь, последовательно соединенные детектор, подключенный к колебательному контуру, и блок индикации, о тличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен подключенными нара.алел1.но копе- батольному контуру последояш (лт,но соединенными разделительной емкостью

и варикапом, последовательно соединенными первым источником опорного напряжения, первым компаратором, электронным ключом и интегратором, подключенным к точке соединения разделительного конденсатора и варикапа, и последовательно соединенными вторьм источником опорного напряжения, вторым компаратором и одно- вибратором с дополнительным входом

внешнего запуска, выход которого

подключен к управляющему входу электронного ключа, а вторые входы компараторов подключены к выходу детектора.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет использования схемы коррекции, исключающей временную и температурную нестабильность колебательного контура преобразователя. Схема коррекции содержит разделительную емкость и варикап, соединенные последовательно и подключенные параллельно емкости колебательного контура преобразователя, интегратор, электронный ключ, одновибратор, два компаратора и два источника опорного напряжения. Нажатием кнопки запуска запускается одновибратор, который замыкает электронный ключ, и входное напряжение первого компаратора поступает на вход интегратора, выходное напряжение которого начинает изменяться со скоростью, пропорциональной величине выходного сигнала этого компаратора. Под действием напряжения с интегратора емкость варикапа изменяется таким образом, что напряжение на контуре стремится к величине напряжения первого источника опорного напряжения, а выходное напряжение первого компаратора - к нулю. Для исключения случайного включения схемы коррекции во время измерения используется второй источник опорного напряжения и второй компаратор, которые запрещают в этом случае запуск одновибратора. 1 ил.