Известны устройства для бесконтактного измерения диаметра и электропроводности цилиндрических деталей, содержащие генератор переменного тока, проходной датчик вихревых токов с компенсатором напряжения холостого хода, усилитель вносимого напряжения, два фазочувствительных детектора, один из которых настроен в фазе с током датчика, а другой - в квадратуре с ним, сумматор, фазовращатели и индикаторы диаметра и электропроводности.
Целью изобретения является повыщение точности измерений в щироких диапазонах контролируемых параметров.
Для этого предлагаемое устройство снабжено каналом измерения фазы вносимого напряжения, содержащим многокаскадный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, подключенный к выходу усилителя вносимого напряжения, дополнительный усилитель, подключенный к одному из средних каскадов многокаскадного усилителя, два амплитудных детектора, входы которых соединены с выходом дополнительного усилителя, а выходы - с элементами регулировки коэффициента усиления многокаскадного усилителя, суммо-разностный фазовый детектор, вход которого через фазовращатель подключен к генератору, а диагональ опорного напряжения - к выходу многокаскадного усилителя. Устройство снабжено функциональным преобразователем, соединенным с выходом суммо-разностпого детектора, и обеспечивающим линейную зависимость выходного напряжения преобразователя от величины электропроводности, усилителем постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, к входу которого подключен выход функционального преобразователя, а к выходу - индикатор электропроводности, и вторым сум.матором, вход которого соедииен с выходом первого сумматора и выходом усилителя постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, а выход - с индикатором диаметра и цепями регулировки коэффициента усиления усилителя постоянного тока.
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит генератор 1 переме;:ного тока, датчик 2 вихревых токов проходного типа, компенсатор 5 напряжения холостого тока, токов проходного типа, компенсатор 3 напряжения холостого тока, усилитель 4 вносимого напряжения, фазочувствительный детектор 5, настроенный синфазно с током токовой катущки проходного датчика 2, фазочувствительный детекгор 6, настроенный а квадратуре с током в токовой катущке проходного датчика 2, фазовращатели 7 и 5, сумматор 9, многокаскадный усилитель 10 переменного напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, дополнительный усилитель //, амплитудные детекторы 12 и 13, фазовый суммо-разностный детектор 14, фазовращатель 15, функциональный преобразователь 16, усилитель 17 постоянного тока с регулируамым коэффициентом усилення, сумматор 18, индикатор 19 диаметра и инднкатор 20 электропроводностн.
Устройство работает следуюш,им образом.
От генератора / неременного тока занитывается токовая катушка датчика 2 вихревых токов проходного типа. С помощью компепсатора 3 напряжения холостого хода датчик 2 настраивается таким образом, чтобы в отсз гствие контролируемого образца (не показан) напряжение на измерительной катушке датчика было равно нулю. При появлении в датчике 2 контролируемого образца на его измерительной катущке возникает вносимое ианрял ение, которое усиливается усилителем / вносимого напряжения. Амплитуда и фаза вносимого напряжения зависят от величин1 1 диаметра и электропроводности контролируемого образна. Для получения двух сигналов, один из которых зависит только от величины диаметра изделия, а другой-от величины его электропроводности, ведут дальнейшую обработку вносимого напряжения. С усилителя 4 напряжение подается на фазочувствительные детекторы и и б , один из которых настроен в фазе, а другой - в квадратуре с током в токовой катушке датчика.
Настройка фазочувствительных детекторов осуществляется с номощью фазовращателей 7 и S. В результате на выходе фазочувствительного детектора 5 получают активную, а на выходе фазочувствительного детектора 6 реактивную (относительно тока датчика) составляющие вносимого напряжения. При значении обобщенного нараметра датчика (),25 но сумме модулей действительной и мнимой составляющих вносимого напряжения в первом нриблил ении можно судить о нлощади поперечного сечения, а следовательно, и о диаметре (для .цилиндрических деталей) контролируемого образца. .Однако при оценке диаметра контролируемого образца все же имеет место значительная погрешность от изменения его электропроводности. Для исключения этой погрещности напряжение с выхода сумматора 9 подается на сумматор 18, где складывается с напряжением, пронорциональным электропроводности контролируемого образца. В результате на выходе сумматора 18 нолучается напряжение, практически не зависящее от электропроводности контролируемого изделия и измеряемое индикатором 19 диаметра.
Папряжение, пропорциональное электронроводности контролируемого образца, получается следующим образом. С выхода усилителя 4 напряжение подается также на многокаскадный усилитель 10 с регулируемым коэсрфициентом усиления. Усилитель 10 выполнен
таким образом, что амплитуда напряжения на его выходе не зависит от амплитуды входного напряжения. Это достигается с помощью дополнительного усилителя 11, подключенного к одному из средних каскадов усилителя 10 и двух амплитудных детекторов 12 и 13, входы которых подключены к выходу дополнительного усилителя 11, а выходы - к цепям регулировки коэффициента усиления усилителя 10.
Фаза выходного напряжения усилителя 10 изменяется в соответствии с изменением диаметра и электропроводности контролируемого изделия. С выхода усилителя 10 напряжение поступает в качестве опорного на фазовый
детектор 14. Входным напряжением для этого детектора является напряжение, поступающее от генератора / через фазовращатель /J. Использование напряжения с выхода усилителя 10 в качестве онорного позволяет отстронться от влняния нестабильности амилитудной характеристики усилителя 10 на выходное напряжение фазового детектора 14. Фазовращатель 15 служит для настройки фазового детектора 14 на максимальную чувствительность к разности фаз нодводимых иаиряжений. С выхода фазового детектора 14 напряжение ноступает на функциональный нреобразователь 16, с номощью которого осуществляется линеаризация зависимости выходного напряжения фазового детектора 14 от величины электропроводности контролируемого образца.
Чтобы исключить влияние изменения диаметра контролируемого образца на результат
измерения его электропроводности, нанряжение с выхода функциоиального преобразователя 16 подается на вход усилителя 17 постояиного тока, коэффициент усиления которого изменяется по закону, соответствующему
изменению диаметра, под действием нанряжения, поступающего с выхода сумматора 18. Такнм образом, на выходе усилителя 17 получают нанряжение, пропорциональное величине электропроводности контролируемого
образца и фактически не зависящее от изменения диаметра. Нанряжение с выхода усилителя 17 ноступает на сумматор 18, где с определенным коэффициентом складывается с наиряжением, поступающим с сумматора 9,
в результате чего на выходе сумматора IS нолучается нанряжение, нрактически не завнсяшее от изменения электропроводности контролируемого изделия. Нанряжение с выхода усилителя 17 поступает на индикатор 20
электропроводности, а с выхода сумматора 18 - на индикатор 19 диаметра.
Предмет изоб.ретения
Устройство для бесконтактного измерения диаметра и электропроводности немагнитных цилиндрических деталей, содерл ащее генератор переменного тока, проходной датчик вихревых токов с компенсатором напряжения хоя, два фазочувствительных детектора, один которых настроен в фазе с током датчика, другой - в квадратуре с ним, сумматор, 13овращатель и индикаторы диаметра и ектропроводности, отличающееся тем, что, делью повышения точности измерений в шиких пределах изменения контролируемых раметров, оно снабжено каналом измерения 13Ы вносимого напряжения, содержащим гогокаскадный усилитель с регулируемым эффициентом усиления, подключенный к выду усилителя вносимого напряжения, допол:тельный усилитель, подключенный к одному средних каскадов многокаскадного усилиля, два амплитудных детектора, входы котоIX соединены с выходом дополнительного илителя, а выходы - с элементами регулнвки коэффициента усиления многокаскад1ГО усилителя, суммо-разностный фазовый детектор, вход которого через фазовращатель подключен к генератору, а диагональ опорного напряжения - к выходу многокаскадного усилителя, функциональным нреобразователем, соединенным с выходом суммо-разностного детектора и обеспечивающим линейную зависимость выходного напряжения преобразователя от величины электропроводности, усилителем постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, к входу которого подключен выход функционального преобразователя, а к выходу - индикатор электропроводности, и вторым сумматором, вход которого соединен с выходом первого сумматора и выходом усилителя постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, а выход- с индикатором диаметра и с цепями регулировки коэффициента усиления усилителя постоянного тока.
