Преобразователь толщины в интервал времени Советский патент 1990 года по МПК G01B7/06 

фиг.1 1-

го

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано при измерении толщины материалов электромагнитными метода- ми и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1322080.

Цель изобретения - увеличение производительности контроля за счет упрощения процесса калибровки.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя толщины в интервал времени; на фиг. 2 - эпюры сигналов в контрольных точках.

Преобразователь содержит после- довательно соединенные источник 1 пилообразного тока и катушку 2 ин дуктивности, двухполюсный трехпози- ционный переключатель 3, индукционные преобразователи 4 и 5, выполнен- ные с отводами и индуктивно связанные с катушкой 2 индуктивности, и два переменных резистора 6 и 7, подключенные соответственно к выводам индукционных преобразователей 4 и 5.

Кроме того, устройство включает последовательно соединенные ключ 8, подключенный к подвижному контакту переменного резистора 7, блок 9 интегрирования, нуль-орган 10 и блок 11 управления, клемму 12, подключенную к второму входу блока 11 управления и предназначенную для подачи внешних синхроимпульсов, и накладные блоки 13 и 1 А.

В состав устройства также входят ключ 15, подключенный к входу блока 9 интегрирования, управляющий вхо ключа 15 объединен с входом источник 1 пилообразного тока и соединен с выходом блока 11 управления, и выходную клемму 16, объединенную с управляющим входом ключа 8 и подключенную к второму выходу блока 11 управления Двухполюсный трехпозиционный переключатель 3 образуют две подвижные клеммы 17 и 18, подключенные соответственно к катушке 2 индуктивности и входу ключа 15, и тесть неподвижных клемм 19 - 24.

Накладной блок 13 содержит обмотку 25 индукционного преобразователя, подключенную к клеммам 22 и 23 и подвижному контакту переменного резистора 6, и дополнительную обмот- ку 26, подключенную к клемме 20 и второму выходу источника 1 пилообразного тока, жестко коаксиально зак

репленную относительно обмотки 75 индукционного преобразователя.

Накладной бпок 1/4 содержит обмотку 27 источника поля, подключенную к второму выходу источника 1 пилообразного тока и объединенным клеммам 19 и 21, и дополнительную обмотку 28, закрепленную жестко коаксиально относительно обмотки 27 источника поля и подключенную к подвижному контакту переменного резистора 6 и клемме 24.

На фиг. 1 также обозначен объект 29 контроля.

Устройство работает следующим образом.

Накладные блоки 13 и 14 накладывают соосно на поверхности объекта 29 контроля. Пусть двухполюсный трехпозиционный переключатель 3 находится в первом (верхнем по фиг. } положении. Источник 1 пилообразного тока формирует в обмотке 27 источника поля пилообразный ток i(t) (фиг. 2). Синхронизация работы осуществляется импульсами, формируемыми блоком 1 1 управления, частота которых выбирается такой, чтобы времен5

0

5

0

5

ной интервал

соответствовал двум

условиям: величина to должна быть больше времени существования возмущенного поля вихревых токов в неферромагнитном объекте 29 контроля и кратна периоду питающей сети, что исключает влияние электропроводности на точность преобразования и обеспечивает высокую помехозащищенное ть.

В момент t0 начала обратного хода ток начинает спадать до нулевого значения, ключ 15 замыкается. Импульсное напряжение e;(t) отрицательной полярности интегрируется блоком 9 интегрирования на временном интервале т. г - t, , достигая стационарно о значения, В момент t.7 ключ 15 размыкается и одновременно вновь возникает пилообразный ток i(t). На временном интервале l t Ј0 блок 9 интегрирования отключается от источников сигналов и выполняет функцию аналоговой памяти устройства .

На -этом же интервале все ЭДС достигают своих стационарных значений, пропорциональных скорости нарастания тока i(t). В момент t3 замыкается ключ 8 и на вхоц бпок 9 интогрирования подается постоянная ЭДС nc(t} поло;- jn е i;i,not- ьопярн г ч и, вследствие ЧРГО ньошдное напряжение , ) линейно уменьшается. Ь момент tх , когда Чс г х;-, срабатывает нуль- орган 10, который воздейс вурт на блок 11 управления так, что ключ 8 размыкается и напряжение l s(t) остается равным нулю до начала следующего аналогичного цикла преобразования (момент ц). Интервал t д ; - t.-л, является выходной величиной преобразователя толщины в интервале времени. Так как в указанном пыле положении двухполюсного трех- позиционного переключателя 3 обмотка 27 выполняет функцию источника ноля, а обмотка 25 - индукционного преобразователя этого поля, то интервал времени есть функция измеряемой толщины Ту, а тто положение соответствует режиму преобразования толщины в интервал времени„

о втором положении двухполюсного трехпозиционного переключателя 3 (среднем по фиг, 1) ток i(t) протекает по дополнительной обмотке 26, выполняющей функцию источника поля, а ЭДС снимается с обмотки 25, которая, как и в предыдущем случае, выполняет функцию преобразователя этого поля. Так как коэффициент взаимоиндукции обмотками 25 и 26 есть величина неизменная, то рассматриваемая ЭДС имеет неизменные параметры,, Остальная часть схемы функционирует аналогично описанному0 При этом величина выходного временного интервала о, , г есть величина неизменная .

В третьем положении двухполюсного трехпозиционного переключателя 3 (нижнем по фиг, 1) -источником поля является обмотка 27, а индукционным преобразователем этого поля - дополнительная обмотка 28 „ При этом выходной интервал времени также является величиной постоянной,,

Коэффициенты взаимоиндукции между обмотками 25 и 26, а также между обмотками 27 и 28 выбирают разными и такими, чтобы один из них соответствовал значению Ј, , близкому началу диапазона преобразуемых толщин Т„ м,,н , а второй - концу этого диапазона Тх wocc . Таким образом, значения указанных коэффициентов взаимоиндукции являются теми образцо10

5

20

5

0

5

0

5

0

5

ш-:ми мерами, которые используются для выполнения операции калибровки„

Калибровка выполняется в следующей последовательности

Вначале двухпо гккнын трехпозици- онныл переключатель устанавливают во второе положение и получают соответствующее значение величины а . Затем его переключают в третье положение и аналогично получают второй отсчет. По значениям (номинальным), известным по результатам настройки при изготовлении преобразователя толщины в интервал времени, и полученным отсчетам судят о том, какие органы калибровки - подвижные контакты переменных резисторов 6 и 7 - и в какую сторону следует переместить. Затем во втором и третьем положениях двухполюсного трехпозиционного переключателя 3 проверяют отсчеты и при необходимоети вновь выполняют операции калибровки до совпадения получаемых и номинальных отсчетов. Далее переводят двухполюсный грехгюэиционный переключатель 3 в первое положение и используют его для преобразования толщины в интервал времени.

Формула изобретения

Преобразователь толщины в интервал времени по авт. св. № 1322080, отличают и и с я тем, что, с целью увеличения производительности, он снабжен двухполюсным трехпози- ционным переключателем, подвижные клеммы которого подключены соответственно к катушке индуктивности и входу второго ключа, и двумя дополнительными обмотками, жестко к-оаксиаль- но закрепленными относительно обмот ток соответственно индукционного преобразователя и источника поля, второй вывод обмотки источника поля подключен к объединенным первой и третьей клеммам двухполюсного трехпозиционного переключателя, второй вывод обмотки индукционного преобразователя подключен к четвертой и пятой клеммам двухполюсного трехпозиционного переключателя, первая дополнительная обмотка подключена к второй клемме двухполюсного трехпозиционного переключателя и второму выходу источника пилообразного тока, вторая дополнительная обмотка подключена к PIOCTOII клемме диухполюпю- то трехмочнционного переключателя

и П чшижмому юнтлкгу mopoj-o меро- мгиного резистора.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерении толщины материалов электромагнитными методами. Целью изобретения является увеличение производительности контроля за счет упрощения процесса калибровки. При контроле толщины накладные блоки 13 и 14 размещают по разные стороны контролируемого изделия. Используя различные комбинации включения обмоток 25-28 как в качестве источников поля, так и в качестве преобразователей, регистрируют соответствующие временные соотношения между временем намагничивания и размагничивания. Так как обмотки фиксированы относительно друг друга, полученные временные интервалы соответствуют вполне определенным толщинам. 2 ил.

Ш)

I

Usff)

т

37

То

tt

риг 2

Го

То

И

tz t3 txi tu