Бесконтактный профилометр Советский патент 1990 года по МПК G01B7/12 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения температурной стабильности профйло- метра.

На фиг.1 представлена функциональная схема профилометра; на фиг.2 - зависимости характеристик блоков профилометра.

Профилометр содержит генератор 1 высокой частоты, выход которого сое- динен с входами рабочего 2 и компенсационного 3 вихретоковых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответственно первого 4 и второго 5 детекторов, выходы которых соединены с входами сумматора 6, схему 7 температурной коррекции, включа-- ющую последовательно соединенные блок 8 формирования управляющего сигнала, вход которого подключен к выходу второго детектора 5, и усилитель 9 с управляемым коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу сумматора 6, а выход.- к входу индикатора 10.

Рабочий преобразователь 2 установлен над контролируемой поверхностью коллектора (не показан), компенсационный преобразователь 3 - в одном кор пусе с ним, но не взаимодействует с поверхностью коллектора, а имеет фик- сированньй зазор с закрепленной медной пластинкой (не показана), равный среднему рабочему зазору преобразователя 2.

:л

:о :л

N5 N0

Профилометр работает следующим обазом.

Напряжение высокой частоты посту- пает с выхода генератора 1 на рабочий 2 и компенсационный 3 вихретоковые преобразователи. На выходе рабхзчего преобразователя 2 появляется при вращении коллектора амплитудно-модули- рованный сигнал, огибающая которого Q соответствует профилю коллектора. Амплитуда сигнала на выходе преобразователя 3 остается постоянной и зависит только от внешней температуры. В детекторах и 5 выделяются 15 огибающие соответствующих сигналов. Сумматор 6 вычитает из сигнала с выхода детектора 4, соответствующего профилю поверхности, сигнал с выхода детектора 5, компенсируя постоям- 20 ную составляющую температурной по - грешности.

Коррекция коэффициента передачи измерительного тракта при изменении температуры осуществляется схе- 25 мой 7.Увеличение температуры приводит к изменению (например, умень- щению) напряжения Uj (фиг.2, кривая а) на выходе детектора 5 и изменению (снижению) коэй)фициента передачи Kj JQ (фиг.2 кривая б). Для полной компенсации этой переменной температурной погрешности необходимо, чтобы зависимость коэффициента усилителя 9. от температуры имела вид кривой в (фиг. 2) позволяющей ликвидировать изменение чувствительности рабочего канала от температуры. Это происходит, когда блок 8 формирования управляющего сигнала имеет передаточную характеристи- 40 ку и 5 , соответствующую кривой 2, (фиг.2) при линейной зависимости коэффициента усиления усилителя 9 от напряжения на входе.

Таким образом, увеличение темпера- 45 туры вызывает изменение чувствительности рабочего канала и согласно харктеристикам а,б,в (фиг.2) приводит к увеличению коэффициента усиления усилителя 9. Следовательно, коэффициент передачи схемы 7 остается прежним и на индикатор Ю с вы- ..хода усилителя 9 поступает сигнал, соответствующий действительному профилю коллектора.

50

5

0

Медная пластинка, размещаемая под компенсационным преобразователем на , фиксированном расстоянии, применяется в качестве эталонного образца для фиксации изменения только составляющей погрешности преобразователя, связанной с температурой.

Для определения передаточной функции блока 8 формирования управляющего сигнала необходимо экспериментально получить зависимость напряжения на компенсационном преобразователе 3 (кривая а, фиг.2) и коэффициента передачи измерительного канала без включения.схемы 7 (кривая б, фиг.2) от температуры. Затем строится кривая зависимости коэффициента усиления усилителя 9 от температуры (кривая в, фиг.2). позволяющая ликвидировать изменение чувствительности рабочего канала от температуры. Затем, задавая зависимость коэффициента усиления усилителя от входного напряжения, строят требуемую (кривая 2, фиг.2) характеристику блока 8, задаваясь рядом значений температур.

Таким образом, за счет повышения температурной стабильности профило- метра на его выходе (индикаторе) формируется сигнал с исключенной температурной погрешностью. Формула изобретения

Бесконтактный профилометр, содержащий генератор частоты, рабочий и компенсационный вихретоковые преобразователи перемещений, соединенные с генератором, два детектора, входы которых соответственно подключе- ны к выходам рабочего и компенсационного преобразователей, сумматор, входы которого соединены соответственно с вькодами детекторов, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьш ения точности измерений, он снабжен схемой температурной коррекции, состояшей из последовательно соединенных блока формирования управляющего сигнала, вход которого подключен к выходу второго детектора, и усилителя с управляемым коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входом индикатора.

1

п

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля микрогеометрии коллекторов электрических машин. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет повышения температурной стабильности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено схемой температурной погрешности, состоящей из последовательно соединенных блока формирования управляющего сигнала и усилителя с управляемым коэффициентом усиления. При этом характеристика усиления определяется по экспериментально снимаемым зависимостям компенсационного преобразователя и коэффициента передачи измерительного канала от температуры. 2 ил.

Редактор О.Юрковецкая

Фш/

Составитель К.Молчанов

Техред Л.Опийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 3039

Тираж 504

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С(СР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг. 1

авф

Подписное