Способ имитации изменения параметров электропроводящей поверхности для испытания приборов с вихретоковыми преобразователями Советский патент 1990 года по МПК G01N27/90 G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может Г-ыть использовано для имитации изменения параметров электропроводящей поверхности, например перемещения для испытания приборов с вихретоковыми преобразователями.

Цель изобретения - расширение области применения за счет имитации различных параметров и возможности использования способа для приборов с парамет;1ическимр преобразователями и повышение точности имитации за счет устранения влияния внешних полей На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - структурная схема устройства имитации перемещения j на фиг.З - экспериментальные функциональные зависимости изменения частоты выходного сигнала вихретокового преобразователя с измерительной катушкой в колебательном контуре генератора (кривая I - при изменении зазора о между токопроводящей поверхностью и измерительной катушкой; кривая 2 - при изменении величины активного сопротивления в цепи имитационной катушки, выполненной

СП

СО

г сд

Однотипной с измерительной и расположенной соосно и неподвижно на фиксированном расстоянии); на фиг.4 - экспериментальная функциональная связь между величиной перемещения и величиной сопротивления в цепи имитационной катушки.

Устройство, реализующее способ имитации перемещения токопроводящей Поверхности для испытания прибора, содержит имитационную катушку 1, |зазмещенную в электромагнитном |сорпусе - экране 2 цилиндрической формы и замкнутую на функционально управляемое комплексное сопротивление, выполненное, например, в виде преобразователя 3 напряжения U в )величину сопротивления Z, который Подключен к формирователю 4 сигнала управления, например к генератору сигналов. Испытываемый прибор содер- Жит измерительный блок 5, вихрето- Ковый преобразователь 6, выполненный в виде измерительной катушки 7, вклю ченной в колебательный контур генератора 8.

Сущность способа заключается в следующем.

Явление взаимодействия измерительной катушки вихретокового преобразователя с токопроводящей поверхностью объекта аналогичны явлениям в индуктивно связанных контурах. При этом установка измерительной катушки вихретокового преобразователя над Перемещающейся токопроводящей поверхностью приводит к изменению ее электрических параметров за счет вносимых, а именно изменению ее активного и индуктивного сопротивления аналогично изменению величины вносимого сопротивления в первичной обмотке трансформатора при изменении на- грузки во вторичной обмотке.

1

Следовательно, представляется возможность токопроводящую поверхность заменить катушкой (обмоткой), индуктивно связанной с измерительной катушкой вихретокового преобразователя и рассматривать их взаимодействие на основе разработанной теории связанных контуров применительно к трансформаторам. В соответствии с этой теорией величина внесенного активног и реакт1- вного сопротивления измерительной катушки вихретокового преоб

разователя за счет имитационной ка- тушки 1 , замк гутой на сопротивление 2, может быть представлена в виде:

1 у со -К

(RO+RH) MWL;+X;)

w.M

в (к;+к;Гм ъ7г„)

(1)

5 0 5

Q

Q 5

5

0

LO UUQ коэффициент вэаигде М

моиндуктивности;

R| н активное и реактивное сопротивления нагрузки в цепи образцовой катушки; LU - индуктивность измерительной

катушки;

L - индуктивность образцовой катушки;k - коэффициент связи между

катушками.

Величина внесенного сопротивления имитационной катушкой 1 в измерительную катушку вихретокового преобразователя соответствующим образом зависит ОТ изменения величин R)( и X , составляющих нагрузки в цепи образцовой катуи1ки при постоянном коэффициенте связи k, т.е. при неизменном взаимном их положении.

Таким образом, расположение измерительной катушки вихретокового преобразователя на фиксированном расстоянии и неподвижно относительно имитационной катушки 1, замкнутой на сопротивление, позволяет имитировать перемещение токопроводящей поверхности путем изменения величины сопротивления, т.е. изменять величину вносимого электрического сопротивления в измерительной катушке аналогично воздействию токопроводящей по- верхности.

Изменением величины сопротивления в цеци образцовой катушки, замкнутой, например, только на активное сопротивление, допускающее изменение его величины по функциональному закону (гармоническому или иному), можно задавать (имитировать) перемещения объекта контроля для испытания приборов в диапазоне частот, зависящей только от возможностей функциональных преобразователей сопротивления в цепи образцовой катушки.

Способ имитации перемещения токопроводящей поверхности для испытания приборов осуществляют следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 6, содержащий измерительную катушку 7, включенную в колебательный контур генератора 8, устанавливают в корпусе 2 на фиксированном расстоянии. сР от имитационной катушки 1„ Затем, сохраняя взаимное положение катушек 1 и 7 неизменным, изменяют.величину сопротивления Z в цепи имитационной катушки 1, для чего на вход преобразователя 3с формирователя 4 подают управляющий сигнал, соответствующий характеру и величине имитируемого перемещения. Ввиду того, что при неизменном взаимном положении катуше 1 и 7.коэффициент взаимоиндукции М const, функциональное изменение сопротивления в цепи катушки 1 при помощи преобразователя 3 соответствует величине rt характеру изменения напряжения U на его входе, подаваемого с формирователя 4 функционального сигнала управления, например, по гармоническому или иному закону, будет изменяться величина вносимого сопротивления в измерительную катушку 7 вихретокового преобразователя 6 в полном соответствии с выражением (1), аналогично воздействию перемещающейся токопроводящей поверхности на измерительную катушку 7 о В результате выполнения данных операций в цепи катушки 1 имитируют перемещение токопроводящей поверхности относительно измерительной катушки 7 вихретокового преобразователя 6. Связь между величиной сопротивления и величиной перемещения

5

0

5

0

5

устанавливается по коэффициенту преобразования преобразователя 3 либо прямым или косвенным методом измерения сопротивления в цепи имитационной катушки 1.

Формула изобретения

Способ имитации изменения параметров электропроводящей поверхности дпя испытания приборов с вихретоко- выми преобразователями, заключающийся в том, что в .рабочей зоне вихретокового преобразователя размещают имитационную катушку, которую индуктивно связывают с измерительной катушкой преобразователя, и изменяют вносимое в вихретоковый преобразователь сопротивление, имитируя заданный параметр электропроводящей поверхности, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности имитации, имитационную катушку нагружают на комплексное сопротивление и размещают соосно с измерительной, экранируют обе катушки от внешнего пространства и сохраняют их взаимное положение неизменным, возбуждают в контуре с измерительной катушкой колебания электрического тока, а изменение вносимого в вихретоковый преобразователь сопротивления осуществляют путем фyнкциoнaльнo o изменения величины комплексного сопротивления в цепи имитационной катушки, по которой судят о величине имитируемого параметра.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам испытания приборов с вихретоковыми преобразователями. Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности имитации. Способ основан на целенаправленном функциональном изменении электрических параметров, вносимых в измерительную катушку вихретокового преобразователя путем расположения ее на фиксированном расстоянии относительно имитационной неподвижной катушки индуктивности, цепь которой замкнута на сопротивление нагрузки, функционально изменяемой сигналами от внешних источников, и тем самым, создающей эффект, аналогичный воздействию токопроводящей поверхности при ее перемещении относительно измерительной катушки вихретокового преобразователя. 4 ил.

3

x A

6(4 vj л r

2

. 2

.5