Вихретоковое измерительное устройство Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

о ю

00

XI со ю

го

Изобретение относится к контролю параметров электропроводящих изделий в системах автоматического управления, например для контроля удельной электрической проводимости материалов или перемещений изделий.

Цель изобретения -- повышение точности за счет исключения влияния мешающих факторов.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Вихретоковое измерительное устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 прямоугольных импульсов, формирователь 2 импульсов, усилитель 3 мощности, вихретоковый преобразователь 4, состоящий из измерительной катушки 5 индуктивности, компенсационной катушки 6 индуктивности и вспомогательной катушки 7 индуктивности, второй усилитель 8, первый синхронный детектор 9, фильтр 10 нижних частот, коммутатор 11 и индикатор 12, последовательно соединенные делитель 13 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 1 прямоугольных импульсов, второй синхронный детектор 14, второй вход которого подключен к выходу первого синхронного детектора 9 и пороговый элемент 15, выход которого подключен к второму входу коммутатора 11, фазовращатель 1 б, включенный между выходом формирователя 2 импульсов и вторым входом первого синхронного детектора 9, компенсатор 17, включенный между выходом формирователя 2 импульсов и входом усили геля 8, и блок 18 тестирования, состоящий из соединенных в замкнутую цепь вспомогательной катушки 7 индуктивности, резистора 19 и электронного ключа 20, управляющий вход которого соединен с выходом делителя 13 частоты, последовательно соединенный блок 21 вычитания, один вход которого-подключен к выходу второго синхронного делителя 14, а второй - к выходу источника 22 опорного напряжения, и электромеханический функциональный преобразователь 23, выход которого соединен с входом регулировки частоты генератора 1 прямоугольных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует прямоугольные импульсы высокой частоты, которые поступают на формирователь 2 импульсов. На выходе последнего формируются последовательности симметричных прямоугольных импульсов заданной частоты, поступающие одновременно на усилитель 3 мощности, компенсатор 17 и фазовращатель 16. Последовательность импульсов с усилителя 3

мощности поступает на вихретоковый преобразователь 4, установленный над контро- лируемым изделием (не показано). Одновременно последовательность импульсов из компенсатора 17, работающего в прямоугольной системе координат, поступает на вход усилителя 8, где осуществляется компенсация напряжения, вызванного неидентичностью катушек 5 и 6 индуктивно0 сти вихретокового преобразователя 4, а также начального вносимого напряжения, возникающего на выходе вихретокового преобразователя 4, при установке его над эталонным изделием в крайней точке диапз5 зона изменения измеряемого параметра, добиваясь отстройки от мешающего фактора. Фазовращатель 16 формирует необходимый сдвиг опорного напряжения, поступающего на второй вход первого син0 хрониого детектора 9. С вихретокового преобразователя 4 на усилитель 8 поступает модулированный сигнал, возникающий за счет периодического (с частотой, определяемой делителем 13, которая, как правило, в

5 два раза меньше частоты генератора 1) замыкания через резистор 19 и электронный- ключ 20 выводов вспомогательной катушки 7 блока 18 тестирования. С выхода усилителя 8 модулированный сигнал поступает на

0 первый синхронный детектор 9, на выходе которого появляется постоянная составляющая, модулированная по амплитуде прямоугольным напряжением с частотой тестирования. Второй синхронный детектор

5 14 выпрямляет сигнал, поступающий на не- ю с первого синхронного детектора 9. Выходной сигнал второго синхронного детектора 14, пропорциональный глубине модуляции, одновременно поступает на по-.

0 роговый элемент 15 и вход блока 21 вычитания, на другой вход которого поступает сигнал с источника 22 опорного напряжения. Пороговый элемент 15 настроен на максимально допустимые изменения глубины t

5 модуляции сигнала, которые возникают при отклонении параметров функции преобразования устройства от номинальных, вызывающих погрешность контроля больше допустимой величины.

0 В этом случае сигнал с порогового элемента 15 поступает на коммутатор 11 и отключает индикатор 12. В случае, если выходной сигнал детектора 14 меньше значения, заданного пороговым элементом 15,

5 с коммутатора 11 (на индикатор 12 и различные внешние устройства (не показаны) поступает сигнал, определяемый величиной измеряемого параметра контролируемого изделия и величинами допустимых отклонений от нормальных(принятых при калибровке устройства) мешающих (неизмеряемых) параметров контролируемого изделия и внешней среды. В случае отклонения выходного сигнала детектора 14 от значения, принятого при калибровке устройства, которое установлено в качестве выходного сигнала источника 22 опорного напряжения, на выходе блока 21 вычитания (дифференциального усилителя) возникает сигнал, пропорциональный погрешности контроля. Этот сигнал воздействует на электромеханический функциональный преобразователь 23, в качестве которого может быть использован, например, микродвигатель с редуктором и соединительной муфтой. Микродвигатель через редуктор связан муфтой с осями частотозадающих резисторов генератора 1 прямоугольного напряжения-и обеспечивает изменение частоты генератора 1 до тех пор, пока входной сигнал преобразователя 23 не станет равен нулю или пока частота генератора 1 не достигнет одного из пределов своего регулирования. В последнем случае муфта электромеханического преобразователя 23 исключит поломку соединенных элементов. Изменение

частоты генератора 1 прямоугольного напряжения уменьшает погрешности, возникшие от влияния мешающих параметров, независимо от их природы.-Это обеспечивает высокую заданную точность и достоверность результатов.

Формула изобретения Вихретоковое измерительное устройство поаот.св. № 1422127..отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно

снабжено последовательно соединенными источником опорного напряжения, блоком вычитания и электромеханическим функциональным преобразователем, выход которого соединен с управляющим входом

генератора прямоугольных импульсов, а второй вход блока вычитания соединен с выходом второго синхронного детектора.

Изобретение относится к контролю параметров электропроводящих изделий. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет исключения влияния мешающих факторов. Для этого введена цепь автокоррекции погрешности контроля, состоящая из блока 21 вычитания, подключенного к выходу второго синхронного детектора 14, источника 22 опорного напряжения, соединенного с вторым входом блока 21 вычитания и электромеханического функционального преобразователя 23, входом соединенного с выходом блока 21 вычитания, а выходом - с входом регулировки частоты генератора 1 прямоугольных импульсов. .Электромеханический функциональный преобразователь 23 вращает резисторы частотозадающих цепей генератора 1 прямоугольных импульсов до тех пор, пока сигнал на выходе блока 21 вычитания не будет равен нулю. При этом глубина модуляции выходного сигнала вихретокового преобразователя 4 устанавливается равной номинальному значению. 1 ил. сл с