Имитатор градиента магнитного поля для поверки средств магнитного контроля листовых ферромагнитных материалов Советский патент 1993 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для метрологического обеспечения средств магнитного контроля.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства.

На фиг.2 представлен вариант функциональной схемы блока памяти.

На фиг.З представлен вариант функциональной схемы блока управления.

На фиг.4 представлена форма импульсам магнитного поля, формируемого устройством.

Устройство состоит из последовательно соединенных первого управляемого генератора 1 импульсов, реверсивного счетчика

(PC) 2 импульсов, блока 3 памяти, включающее запоминающее устройство 15. цифроа- налоговый преобразователь 16 и фильтр 17 низкой частоты, преобразователя 4 тока и меры 5 градиента магнитного поля, последовательно соединенных блока 6 ввода скорости движения листа, второго управляемого генеоатора 7 импульсов, счетчика 8 импульсов и блока 9 управления, вы- ход которого связан с входом управления реверсивного счетчика 2 импульсов, а второй вход - с выходом реверсивного счетчика 2 импульсов, последовательно соединенных блока 10 ввода протяженности намагниченного участка, сумматора 11 и блока 12 деления, выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого генератора 1 импульсов, последователь00

ю

О О

но соединенных блока 13 ввода длительности намагничивающих импульсов и блока 14 перемножения, выход которого соединен с вторым входом сумматора 11, причем выход блока 6 установки скорости движения листа соединен с вторыми входами блока 12 деления и блока 14 перемножения.

В качестве блока 6 ввода скорости движения листа, блока 10 ввода протяженности намагниченного участка и блока 13 ввода длительности намагничивающих импульсов могут быть использованы, например, потенциометры, с которых снимаются сигналы, пропорциональные соответственно скорости движения листа, протяженности намаг- ничейного участка и длительности намагничивающих импульсов.

При движении, намагниченный участок ферромагнитного листа проходит мимо маг- ниточувствительных элементов поверяемо- го средства магнитного контроля за время

г -- + t (1) где I - протяженность намагниченного участка листа, измеренная при намагничивании в статике; v - скорость дви- жёния листа; t - длительность намагничивающих импульсов.

Так как градиент магнитного поля, создаваемый мерой, пропорционален току, протекающему через нее, а его распределе- ние в пространстве определяется конструкцией меры, то для моделирования импульсов магнитного поля, воздейдтвую- щих на магниточувствительные элементы поверяемого средства магнитного поля, не- обходимо сформировать через обмотки меры калиброванные по амплитуде импульсы тока, частота которых определяется частотой намагничивающих импульсов (или расстоянием между намагниченными участками), длительность определяется по соотношению (1), а форма определяется формой распределения градиента напряженности поля намагниченного участка, измеренного на покоящемся листе (см. фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

С блока б ввода скорости движения листа на вход второго управляемоготенерато- ра 7 импульсов и на вторые входы блока 12 деления и блока 14 перемножения поступает напряжение, пропорциональное скорости v движения листа, С выхода блока 10 ввода протяженности намагниченного участка на сумматор 11 поступает напряжение, пропорциональное протяженности I намагниченного участка листа, измеренной в статике. С блока 13 ввода длительности намагничивающих импульсов на вход блока 14 перемножения поступает напряжение

пропорциональное длительности t намагничивающих импульсов поверяемого средства магнитного контроля. В результате на выходе блока 14 перемножения появляется сигнал, пропорциональный v , t, на выходе сумматора 11 - сигнал, пропорциональный (I + v t), а на выходе блока 12 деления - сигнал, пропорциональный

v ±

(I +v -t) т

Первый управляемый генератор 1 импульсов формирует импульсы Ui с частотой

2N fl - , где N - емкость реверсивного

счетчика 2, соответствующая числу значений градиента напряженности поля намагниченного участка, записанных в блоке 3 памяти, Выходные импульсы первого управляемого генератора 1 импульсов поступают ла вход реверсивного счетчика 2 импульсов. Выходной код счетчика, изменяющийся во времени с частотой fi, поступает на адресные входы блока 3 памяти, в котором хранится информация о распределении градиента напряженности поля намагниченного участка, измеренного на покоящемся листе. Выходная информация, снимаемая с блока 3 памяти, преобразуется- преобразователем 4 тока в величину тока, который проходит через обмотки меры 5 градиента магнитного поля и создает в ее рабочих областях магнитное поле с соответствующим градиентом. Ввиду того, что распределение градиента напряженности поля намагниченного участка листа симметрично относительно его центра, то в блоке 3 памяти хранится информация только о половине намагниченного участка; от края до центра (см. фиг.4). Формирование полного импульса производится путем последовательного перебора адресов Ьлока 3 памяти сначала в прямом, а затем в обратном направлении. Такой режим достигается следующим образом. Когда при прямом счете реверсивного счетчика 2 импульсов происходит его полное заполнение (то есть перебраны все адреса блока 3 памяти), срабатывает блок 9 управления (триггер 18 от сигналов схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, И 21). переключая реверсивный счетчик 2 в положение обратного счета. Начинается перебор адресов блока 3 памяти в обратном направлении. При достижении содержимым реверсивного счетчика 2 нулевого значения он блокируется сигналом с блока 9 управления (с выхода триггера 19 на фиг.З). Формирование импульса закончено. Следующий такт формирования импульсов начинается после

переполнения счетчика 8 импульсов. По сигналу переполнения счетчика 8 импульсов блок 9 управления разблокирует реверсивный счетчик 2 импульсов и процесс формирования повторяется. Аммплитуда импульса тока в мере 5 градиента магнитного поля определяется коэффициентом преобразования преобразователя 4 тока.

Таким образом, производя последова- тельный перебор адресов блока 3 памяти с частотой f 1 и преобразуя его выходную информацию в величину тока, который проходит через меру 5 градиента магнитного поля, формируют импульс магнитного поля, величина и форма которого во времени подобна форме градиенте магнитного поля (воздействующего на магниточувствитель- ные элементы поверяемого средства контроля) от движущегося локально с двух сторон намагниченного листа с учетом размеров намагниченного участка в статике (учитываются параметры намагничивающего устройства), скорости перемещения листа (учитывается время прохождения намагниченного участка мимо магниточув- ствительных элементов) и длительности намагничивающих импульсов (учитывается размазывание намагниченного участка при намагничивании в движении). Частота следования (при заданном расстоянии L между точками контроля) определяется скоростью движения листа.

Формула изобретения Имитатор градиента магнитного поля для поверки средств магнитного контроля листовых ферромагнитных материалов, содержащий первый управляемый генератор импульсов, счетчик импульсов, меру градиента магнитного поля и блок управления, отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные реверсивный счетчик импульсов, блок памяти и преобразователь тока, включенные между первым управляемым генератором импульсов и мерой градиента магнитного поля, последовательно соединенные блок ввода скорости движения листа и второй управляемый генератор импульсов, соединенный через счетчик импульсов с первым входом блока управления, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом управления и выходом реверсивного счетчика, последовательно соединенные блок ввода протяженности намагниченного участка, сумматор и блок деления, выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого генератора импульсов, последовательно соединенные блок ввода длительности намагничивающих импульсов и блок перемножения, выход которого соединен с вторым входом сумматора, причем выход блока ввода скорости движения листа соединен с вторыми входами блока деления и блока перемножения.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для поверки средств магнитного контроля листовых ферромагнитных материалов. Имитатор содержит управляемые генераторы импульсов, реверсивный счетчик импульсов, блок памяти, преобразователь тока, меру градиента магнитного поля, блок ввода скорости движения листа, счетчик импульсов, блок управления, блок вводя протяженности намагниченного участка, сумматор, блок деления, блок ввода длительности намагничивающих импульсов, блок перемножения, Имитатор имеет расширенные функциональные возможности за счет моделирования изменения во времени градиента напряженности магнитного поля, воздействующего на поверяемое средство, с учетом размеров намагниченного участка листа, скорости перемещения листа и длительности намагничивающих импульсов 4 ил. (Л

фиг. I

Сигнал залалнрмуг PC

J

/,

2/v

Редактор

фиг. 4 Составитель В. Матюк Техред М.Моргентал

ПЛОСКОСТЬ

лис ,п а

Корректор Н, Король