Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий Советский патент 1990 года по МПК G01B7/06 

сумматора 6. А также последовательно соединенные второй формирователь 14 синусоидального напряжения, умножитель 15 и индикатор 16 расстояния. Устройство содержит также второй антилогарифмический усилитель 17, включенный между выходом блока 5 вычитания и вторым входом умножителя 15, и блок 18 опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора 11, первого и второго блоков 5, 8.

Индуктивный преобразователь 1 выполнен в виде немагнитного вала 19, установлен ного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала катушки 20 индуктивности, закрепленного на валу охватывающего катушку 20 индуктивности магнитного экрана 21 со щелью 22 вдоль образующей вала и датчика 23 углового перемещения вала, к выходу которого подключены инвертор 10 и второй формирователь 14 синусоидального напряжения.

Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий работает следующим образом.

В период строительства между слоями дорожной одежды размещают линейные проводники 24.

В процессе измерения по линейному проводнику 24 пропускают переменный электрический ток, устройство устанавливают над линейным проводником в такое положение, при котором вектор магнитной индукции ортогонален плоскостям витков катушки 20 индуктивности индуктивного преобразователя 1, а магнитный экран 21 располагают таким образом, что его щель 22 ориентирована вдоль проводника 24. В таком положении значение ЭДС преобразователя 1 максимальна, а ее среднее значение

E-2f.k. .ц..ип.-05Шф1-А ° г« 2Т

(1)

Для линеаризации характеристики преобразователя напряжение И подается на логарифмический усилитель 4, с выхода которого напряжение поступает на вход блока 5 вычитания, на второй вход которого одновременно подается напряжение Uz-logK .A с блока 18 опорных напряжений, а с выхода блока 5 вычитания напряжение L/4 logK A-logU поступает на вход антилогарифмического усилителя 17 на выходе которого напряжение Ub antilog

KiA

(logKiA-logUi) Ц

го, которое пропорционально расстоянию Го от преобразователя 1 до линейного проводника 24, расположенного между слоями дорожной одежды. Толщина h слоя дорожной одежды определяется из соотношения /i rocosa-Но, где а - угол поворота преобразователя относительно вертикали; Но - расстояние оси поворота преобразователя до поверхности дороги.

Для преобразования угла а поворота преобразователя в электрический сигнал используют датчик 23 углового перемещения

вала, выполненный в виде резистивного преобразователя, включенного по схеме делителя напряжения, напряжение (Д которого (.) с его положительного контакта поступает на вход инвертора 10, на выходе которого имеется всегда отрицательное напряжение, равное модулю Ue- С выхода инвертора 10 оно поступает на вход сумматора 11, на второй вход которого поступает

положительное напряжение Ug-Ks-j- с бло&

ка 18 опорных напряжений. С выхода сумматора 11 напряжений поступает на формирователь 12 синусоидального напряжения на выходе которого формируется

сигнал

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения толщины слоев дорожных одежд. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет локализации зоны контроля - достигается за счет того, что индуктивный преобразователь выполнен в виде немагнитного вала, установленного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала катушки индуктивности и закрепленного на валу охватывающего катушку индуктивности магнитного экрана со щелью вдоль образующей вала, и датчика углового перемещения вала, а блок измерения выполнен в виде подключенных к катушке индуктивности последовательно соединенных дифференциального усилителя, линейного выпрямителя, логарифмического усилителя, блока вычитания, сумматора, антилогарифмического усилителя, второго блока вычитания и индикатора толщины, подключенных к выходу датчика угловых перемещений вала последовательно соединенных инвертора, второго сумматора, формирователя синусоидального напряжения и второго логарифмического усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, подключенных к датчику угловых перемещений вала последовательно соединенных второго формирователя синусоидального напряжения, умножителя, индикатора расстояния, а также второго антилогарифмического усилителя, включенного между выходом первого блока вычитания и вторым входом умножителя, и блока опорных напряжений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора, первого и второго блока вычитания. 3 ил.

гдеf - частота тока;

kfW- сумма площадей витков катушки индуктивности;

ц - относительная магнитная проницаемость материала измеряемого слоя; цо - магнитная постоянная; /о - амплитудное значение силы тока в

линейном проводнике; х ф - угловая характеристика направленности преобразователя, определяемая параметрами магнитного экрана;г0 - расстояние от преобразователя до

.линейного проводника. Сигнал преобразователя I усиливается Дифференциальным усилителем 2, выпрямляется линейным выпрямителем 3, на выходе которого имеется напряжение , где К - коэффициент усиления по напряжению усилителя 2.

()cos a

К

1 2

Напряжение (/ч преобразуется логарифмическим усилителем 13 в напряжение ((cos|a|), которое поступает на вход сумматора 6, на второй вход которого подается напряжение Ј/4 с блока 5 вычитания.

Выходное напряжение сумматора 6

f/i3 C/4+tfi2 /og J.cos|a|

Ц

поступает на вход антилогарифмического усилителя 7, выходное напряжение которого

Uu-antilog log( -i- cosa)r0cosa. подаетki

ся на вход блока 8 вычитания, на второй вход которого с блока 18 опорных напряжений поступает напряжение . Вы

ходное напряжение блока 8 вычитания f/ie- - Ј/н-Ј/i5-rocosa-Но поступает на индикатор 9 толщины.

Кроме измерения толщины слоев дорожных одежд устройство позволяет определить расстояние от преобразователя 1 до проекции точки на поверхности дороги, в которой измерена толщина слоя. Для этого выходное напряжение формирователя 14 синусоидального напряжения подается

Лз

на вход умножителя 15, на второй вход которого поступает напряжение . На выходе умножителя 15 напряжение U s rosina,, которое поступает на индикатор 16 расстояния.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины слоев многослойных изделий, содержащее индуктивный преобразователь и блок измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, индуктивный преобразователь выполнен в виде немагнитного вала, установленного с возможностью вращения, размещенной в пазах вала каUis Ho

тушки индуктивности, закрепленного на валу охватывающего катушку индуктивности магнитного экрана со щелью вдоль образующей вала, и датчика углового перемещения вала, а блок измерения выполнен в виде подключенных к катушке индуктивности последовательно соединенных дифференциального усилителя, линейного, выпрямителя, логарифмического усилителя, блока вычитания, сумматора, антилогарифмического усилителя, второго блока вычитания и индикатора толщины, подключенных к выходу датчика угловых перемещений вала, последовательно соединенных инвертора, второго сумматора, формирователя синусоидальнего напряжения и второго логарифмического усилителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, подключенных к датчику угловых перемещений вала последовательно соединенных второго формирователя синусоидального напряжения, умножителя и индикатора расстояния, а также второго антилогарифмического усилителя, включенного между выходом первого блока вычитания и вторым входом умножителя, и блока опорных напря5 жений, выходы которого соединены с вторыми входами второго сумматора, первого и второго блоков вычитания.

0

Фиг.1

ю со t--. ю

22

21

Фиг.З