Вихретоковое устройство Советский патент 1993 года по МПК G01N27/90 

Фи3.1

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления и контроля параметров неферромагнитных изделий и их перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерения и чувствительности к контролируемым параметрам.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - эквивалентная схема вихретокового преобразователя.

Вихретоковое измерительное устройство (фиг.1) содержит последовательно соединенные генератор 1, формирователь 2, усилитель 3 мощности, вихретоковый преобразователь 4, состоящий из возбуждающей катушки 5 индуктивности, измерительной катушки 6 индуктивности и тестовой катушки 7 индуктивности, второй усилитель 8, синхронный детектор 9, анало- го-цифровой преобразователь 10, цифровой контролер 11 (в качестве которого можно использовать универсальный контролер Электроника МС 2702), соединенные последовательно первый регистр 12, цифроа- налоговый преобразователь 13, фазовращатель 14, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя 2 импульсов, а выход с вторым входом синхронного детектора 9, второй регистр 15, вход которого подключен к цифровому контролеру 11, а выход к входу управления второго усилителя 8, блок 16 тестирования, состоящий из тестовой катушки 7 индуктивности, первого 17, второго 18 и третьего 19 электронных ключей и первой 20, второй 21, и третьей 22 нагрузок, имеющих комплексное сопротивление, причем первые выводы каждой из нагрузок 20, 21, 22 соединены вместе и подключены к первому выводу тестовой катушки 7, а вторые выводы нагрузок 20,21,22 соединены с выходами первого 17, второго 18 и третьего 19 электронных ключей соответственно. Входы электронных ключей 17, 18, 19, соединены вместе и подключены к цифровому контроллеру 11 и к второму выводу тестовой катушки 7 индуктивности. Блок 23 вывода информации подключен к цифровому контроллеру 11.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует синусоидальный сигнал постоянной частоты, код которой определяется цифровым контроллером 11. С выхода генератора 1 сигнал поступает на формирователь 2 и через усилитель мощности 3 на возбуждающую катушку 5 вихретокового преобразователя 4, С второго выхода формирователя 2 сигнал поступает

на фазовращатель 14, управляемый цифровым контроллером с помощью включенных последовательно первого регистра 12 и цифрраналогового преобразователя 13. С

фазовращателя 14 сигнал поступает на второй вход детектора 9. На первый вход синхронного детектора поступает усиленный сигнал с измерительной катушки 6. Второй усилитель 8 управляется цифровым контроллером через второй регистр 15. С выхода синхронного детектора 9 через аналого- цифровой преобразователь 10 сигнал поступает на цифровой контроллер, а затем после обработки на блок 23 вывода информации.

С помощью блока тестирования замыкания на тестовую катушку 7 поочередно комплексные сопротивления 20,21,22 (т.е. управляя электронными ключами 17, 18, 19) тестовый сигнал формируется на измерительной катушке 6. Причем величина сопротивления подбирается таким образом, что при коммутации сопротивления 20 изменение сигнала на катушке 6 было незначительным (адиа- тивный тест). Величину второго сопротивления 21 подбирают таким образом, чтобы величина сигнала на измерительной катушке изменилась в несколько раз (мультипликативный тест). Третье сопротивление 22 подбирается таким образом, чтобы сигнал

на измерительной катушке находился в середине измеряемого диапазона (для проверки линейности функции преобразователя).

Предполагаемое устройство позволяет

увеличить точность измерений за счет устранения влияния токов утечки электронных ключей на вихретоковый преобразователь. Введение дополнительно трех коммутируемых нагрузок, имеющих комплексное сопротивление, а так же тестовой катушки электрически не связанной с измерительной, позволяет производить коррекцию в процессе измерения, что ведет к увеличению точности измерений. Применение перестраиваемогогенераторасинусоидальных сигналов позволяет проводить измерение в широком диапазоне частот, что позволяет расширить область применения устройства.

Формула изобретения Вихретоковое устройство, содержащее последовательно соединенные генератор, формирователь импульсов, усилитель мощнести, вихретоковый преобразователь, состоящий из трех катушек индуктивности, усилитель и синхронный детектор, выходом соединенный с вторым входом последнего фазовращатель, вход которого соединен с

вторым выходом формирователя импульсов, включенные последовательно первый регистр и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя, второй регистр, выходом соединенный с управляющим входом усилителя, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой контроллер и блок вывода информации, и блок тестирования, состоящий из первого, второго и третьего электронных ключей и тестирующей катушки индуктивности, входящей также в вихре- токовый преобразователь, а второй выход цифрового контроллера соединен с входами Первого и второго регистров, отличающееся тем, что, с целью повышения точности .измерения и чувствительности к контролируемому параметру, генератор выполнен

управляемым, а блок тестирования выполнен с дополнительными тремя нагрузками, имеющими комплексное сопротивление, первые выводы нагрузок объединены и подключены к первому выводу тестовой катушки, а вторые выводы нагрузок соединены соответственно с выходом первого, второго и третьего электронных ключей, первые входы последних объединены и подключены к

второму выводу тестирующей катушки индуктивности, а управляющие входы электронных ключей соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым выходами цифрового контроллера, второй выход которого соединен с управляющим входом генератора, а выход синхронного детектора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть ис- пол зовано в системах управления и контроля параметров неферромагнитных изделий и их перемещений. Цель - повышение точности измерения и чувствительности к контролируемому параметру за счет устранения влияния токов утечки электронных ключей на вихретоковый преобразователь. С помощью блока тестирования, замыкая на тестовую катушку 7 поочередно комплексные сопротивления 20, 21, 22 (т.е. управляя электронными ключами 17,18, 19), тестовый сигнал формируется на измерительной катушке 6. Величина сопротивления подбирается такой, что при коммутации сопротивления 20 изменение сигнала на катушке 6 было незначительным (адиативный тест). Величину второго сопротивления 21 подбирают такой, чтобы величина сигнала на измерительной катушке изменилась в не- сколько раз (мультипликативный тест). Третье сопротивление 22 подбирают таким, чтобы сигнал на измерительной катушке находился в середине измеряемого диапазона (для проверки линейности функции преобразователя). 2 ил. (/ С