Электромагнитный способ измерения перемещений объекта Советский патент 1979 года по МПК G01B7/00 

Описание патента на изобретение SU700777A1

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для бесконтактного измерения переме щений металлических объектов или расстояний до них, например для измерения зазоров между вращающимися частями и корпусом тепловых или электрических машин. Известны бесконтактные способы измерения перемещений металлических объектов, основанные на индуктирова нии вихревых токов в объекте измерения, под действием которых изменя ся в зависимости от расстояния влия -Ние объекта на источник возбуждения т .е. изменяются так называемые внос мые параметры: полное вносимое сопротивление и вносимая ЭДС 1, Однако этим способам присуща нелинейная зависимость между выходным параметром (вносимыми сопротивлением или ЭДС) и измеряемым перемещением. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является эле ромагнитный способ измерения перемещений объекта, заключающийся в том, i4TO возбуждают вихревые токи в .объекте, выделяют вносимое синусоидальное напряжение и выпрямляют его 2 , Далее преобразуют по определен ному алгоритму среднее значение выпрямленного вносимого напряжения синусоидальной формы для получения линейной зависимости этого напряжения в функции измеряемого перемещения. Недостатками этого способа является ограниченная точность и кол:-:-нейность, обусловленные необходимостью использования большого числа участков аппроксимации заданной функциональной зависимости в процессе преобразования среднего значения выпрямленного вносимого напря-женин, а также нестабильностью аппрс сиг.-ированной зависимости из-за нестабильности используемых в процессе преобразования нелинейных элементов, которая увеличивается при увеличении числа участков аппроксимации. Цель изобретения - повышение точности и линейности. Это достигается тем, что фор ми с-;, г- линейно изменяющееся напряжение треугапьной формы с частотой, щающей вдвое частоту напряжени.1 оз буж,цения, и с амплитуд ей, равной

оловине максимального вносимого инусоидального напряжения, совмеают во времени моменты достижениямаксимуьюв треугольного напряжения и моменуы прохождения через нуль выпрямленного вносимого синусоидального напряжения и формируют фронты прямоугольных импульсов в моменты равенства мгновенны с значений треугольного и выпрямленного вносимого напряжений, по длительности которых судят о величине перемещений.

Кроме того, с целью исключения зависимости результата измерений от колебаний напряжения возбуждения, амплитуду треугольного напря- ения изменяют пропорционально амплитуде напряжения возбуждения.

На чертеже приведены временные диаграммы напряжениявозбулщения (а.) , линейно изменяющегося напряжения Uypтреугольной формы (б), выпрямленное вносимое напряжение UB {в и в ), импульсное прямоугольное апряжение (гиг ).

Сущность описываемого способа , аключается в,следующем.

С помощью токовихревого преобраователя, питаемого напряжением Ug озбуждения основной частоты созают магнитное поле, под действием которого в объекте измерения возбужают вихревые токи. Возникающее на выходе преобразователя вносимое напряжение U выпрямляют и совмещают во времени моменты прохождения этого напряжения через нуль с моментами достижения максимумов треугольного напряжения UTJX, которое формируют; таким образом, чтобы его частота превышала вдвое частоту напряжения возбуждения, а амплитуда равнялась половине максимального вносимого напряжения. Сравнивая оба напряжения, формируют фронты прямоугольных импульсов в моменты равенства этих напряжений. Как показали экспериментальные исследования длительность сформированных указанным образом импульсов напряжения Up, линейно зависит от расстояния между вихретоковым преобразователем и контролчруемым объектом. Как видно из временных диаграмм (кривые гиг ), увеличение измеряемого расстояния приводит к соответствующему увеличению длительности прямоугольных импульсов.

Так как при изменении амплитуды напряжения возбуждения вихретокового преобразователя изменяется и амплитуда вносимого напряжения, т.е. выходного напряжения преобразователя, это изменение приводит к появлению соответствующей погрешности измерения. Для устранения этой погрешности формируют треугольное напряжение 5 таким образом, чтобы его амплитуда изменялась пропорционально амплитуде напряжения возбуждения вихретоково- го преобразователя.

Основная методическая погрешность измерения (отклонение от линейной зависимости) по предлагаемому способу не превыщает значения ± 2,5% от щирины диапазона измерения.

Операции предлагаемого способа

могут быть достаточно просто реализованы с помощью стандартных элект.ронных блоков.

.Фэрмула изобретения

1, Электромагнитный способ измерения перемещений объекта, заключающийся в том, что возбуаддают вихревые токи в объекте,выделяют вносимое синусоидальное напряжение и выпрямляют его, отличающийся тем, „что, с целью повышения точности и линей-р ности, формируют линейно изменяющееся напряжение треугольной формыс частотой, превышающей вдвое частрту напряжения возбуждения, и с амплитудой, равной половине максимального вносимого синусоидального напряжения, совмещают во времени моменты достижения максимумов треугольного напряжения и моменты прохождения через нуль выпрямленного вносимого синусоидального напряжения, формируют, фронты прямоугольных импульсов, в моменты равенства мгновенных значе0 НИИ треугольного и выпря «шенного

вносимого синусоидального%апряжений

и по длительности импульсов судят о величине перемещений.

2. Способ non.l, отличаю5 щ и и с я тем, что, с целью исключения зависимости результата измерений от колебаний напряжения возбуждения, амплитуду треугольного напряжения изменяют пропорционально амплитуде напряжения возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при ..экспертизе

1.Соболев В.С4 и Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики, Новог сибирск, Наука, 1965, с.30-55.

2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации к серийному прибору ВВ-ЮН. Научно-производственное объединение Спектр, Запорожский опытный завод (прототип;.

гх a)t

Похожие патенты SU700777A1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ МАЛЫХ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ 2014
  • Дмитриев Сергей Федорович
  • Ишков Алексей Владимирович
  • Маликов Владимир Николаевич
RU2564823C1
СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Клюшев А.В.
RU2185617C2
СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НЕМАГНИТНЫХ ТРУБ 2022
  • Гольдштейн Александр Ефремович
  • Абакумов Хамит Хасанович
RU2784787C1
СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НЕМАГНИТНЫХ ТРУБ 2016
  • Гольдштейн Александр Ефремович
  • Белянков Василий Юрьевич
  • Якимов Евгений Валерьевич
RU2656115C1
Неразрушающий способ выявления зон концентрации напряжений в изделиях из металлов и сплавов 2020
  • Чернов Дмитрий Витальевич
  • Чернова Екатерина Андреевна
  • Марченков Артём Юрьевич
  • Жгут Дарья Александровна
RU2753661C1
СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 2020
  • Кибрик Григорий Евгеньевич
RU2747916C1
Устройство для измерения температуры 1987
  • Мелентьев Валерий Григорьевич
  • Панов Владимир Александрович
  • Панов Сергей Александрович
  • Яхинсон Борис Израилевич
SU1529054A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1994
  • Стеблев Ю.И.
  • Скоробогатов Е.Г.
  • Лучин Д.В.
RU2082076C1
Способ неразрушающего контроля изделий из электропроводящих материалов и устройство для его осуществления 1986
  • Дмитриев Юрий Степанович
  • Буров Виктор Николаевич
  • Мочалов Павел Леонидович
SU1404921A1
ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 2020
  • Кибрик Григорий Евгеньевич
  • Бардин Александр Анатольевич
  • Клочков Никита Владимирович
RU2747915C1

Иллюстрации к изобретению SU 700 777 A1

Реферат патента 1979 года Электромагнитный способ измерения перемещений объекта

Формула изобретения SU 700 777 A1

SU 700 777 A1

Авторы

Дмитриев Юрий Степанович

Католиков Владимир Иванович

Медников Валерий Александрович

Даты

1979-11-30Публикация

1978-06-01Подача