Устройство для измерения толщины стенок изделий из немагнитных материалов Советский патент 1980 года по МПК G01B7/06 

Описание патента на изобретение SU750263A1

Изобретение относится к области изме рительной техники и может быть использовано для измерения толщины стенок изделий из немагнитных материалов. Оно может быть, в частности, применено для контроля толщины стенок труб, а также различных технических изделий, например, стеклянных оболочек электровакуумных прибороЬ, различной стеклянной тары, изделий из керамики и т.ри Известно устройство для измерения толщины стенок изделий, из немагнитных материалов, содержащее неуравновешенны мост переменного тока, выполненный в BH де вторичной обмотки со средней точкой трансформатора питания, измерительного и компенсационного индуктивных преобразователей с незамкнутыми магнитными цепями и измерительного блока, включенного между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения обмоток преобразователей, и ферромаг нитное тело ij. Ферромагнитное тело выполнено в виде шара, имеющего возможность свободного перемещения. Измерительную мостовую схему питают синусоидальным переменным током. О величине измеряемой толщины судят по показаниям стрелочного индикаторного прибора, включенного в измерительную диагональ моста. В известном устройстве сигнал в измерительной диагонали, моста, несущий информацию об измеряемой толщине немагнитного материала, находится в нелинейной функциональной зависимости от толщины, при которой максимальная относительная погрешность имеет место в конце диапазона измеряемых значений толщины, в то время как измерительный индикатор обычно имеет максимальную относителькую погрешность на начальном участке шкалы. В результате сложения относительных погрещностей моста и индикаторного прибора известное устройство имеет высокую погрешность измерения на всех участках диапазона измеряемой величины.

Кроме того, в известном устройстве измерительный преобразователь, питаемый переменным током, вылолляет также рояь электромагнита, который удерж шает ферромагнитный шар в притянутом состоянии. Так как шар имеет вес в несколько- граммов, а немагнитный зазор между ним и магнитопроводом индуктивного преобразователя может достигать 5 мм, то для удержания шара в притянутом состоянии необходима значительная мощность электромагнита.

Недостатком известного устройства является то, что по технологическим соображениям, а также в соответствии с условием свободного перемещения ферромагнитного шара во всех направлениях, магнитопроврд индуктивного преобразователя имеет округлую форму и выполняется из пельного материала. Поэтому.в магнитопроводе индуктивного преобразовате.ля выделяется значительная мощность, обусловленная потерями на вихревые токи. Эти потери вызывают нагрев магнитопровода, что приводит к .изменению электрофизических характеристик магнитопровода и является причиной значительной дополнительной погрешности устройства.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что устройство снабжено двумя электромагнитами посто янного тока, катушки которых расположены на магнитопроводах измерительного и компенсационного индуктивных преобразо- вателей, а измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, детектора, усилителя постоянного тока, ан 1Логового преобразователя и индикатора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит неуравновешенный мост 1 переменного тока, ферромагнитное тело 2 и электромагниты 3 и 4 постоянного тока.

Мост 1 выполнен в виде секций 5 и 6 вторичной обмотки трансформатора 7 питания, измерительного индукционного преобразователя 8 с незамкнутым сердечником 9, компенсационного индукционного преобразователя Юс незамкнутым сердечником 11, и измерительного блока 12 в виде последовательно соединенных входного усилителя 13, детектора 14, усилителей постоянного тока 15, 16, аналогового преобразователя 17 и индикатора 18

Ферромагнитное тело 2 располагают по одну сторону изделия 19, а преобразователь 8 - по другую. Катушку электромагнита 3 помеш;ают на магнитопровод сердечника 9, а катушку электромагнита 4 помещают на магнитопровод 11.

Вывод секции 5 соединяют с концом обмотки преобразователя 8, другой конец которой соединен с обмоткой преобразователя 10, другой конец этой обмотки соединен с выводом секции 6. Между средним выводом обмоток 5, 6 и общей точкой соединения обмоток преобразователей 8 и 1О включают блок 12,

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания поступает на обмотки 5 и 6 трансформатора 7, а с них на преобразователи 8 и 10. В случае равенства величины сигналов в плечах 5,6, 8 и 10 установленной величине разбаланса в измерительной, диагонали моста 1 между средней точкой обмотки 5, 6 и общей точкой соединения обмоток преобразователей 8 и 1О будет определенное значение напряжения. Это напряжение поступает на блок 12, где усиливается ус1и ителем 13, детектируется детектором 14 усиливается в усилителях 15, 16 по постоянному току, поступает на аналоговый преобразователь 17 и с него - на инди- катор 18, который покажет это значение.

Для удержания ферромагнитного тела 2 в притянутом состоянии к измеряемому материалу 19 предназначен электромагнит 3, имеющий о&ций магнитопровод сердечника 9 с преобразователем 8. Электромагнит 4 является компенсационным и служит для создания одинаковых динамичеких характеристик компенсационного преобразователя-1О в сравнении с преобразователем 8. Обмотки электромагнитов 3 и 4 питаются постоянным током.

В исходном состоянии ферромагнитное тело 2 соприкасается с наконечником магнитопровода сердечника 9 и удерживается на нем с помощью электромагнита 3.

В этом состоянии устанавливается электрический нуль моста 1 путем перемещения магнитопровода 11 относительно его обмотки. При внесении между наконечником магнитопровода сердечника 9 и ферромагнитным телом 2 измеряемого материала 19 величина индуктивности преобразователя 8 изменяется, что вызывает разбаланс моста 1, фиксируемый индикато- ром 18 блока 12, проградуированным в единицах толщины. Однако зависимость между измеряемой толщиной и отклонением стрелки прибора индикатора 18 имеет нелинейный характер вследствие изменения с расстоянием напряженности магнитного поля преобразова теля 8 обратно пропорционально степенной функции от измеряемой толщины и влияния краевого эффекта. Это приводит к возрастанию относительной погрешности измерения по мере приближения к верхнему пределу диапазона измеряемых значений толщины, где стрелочный индикатор 18 блока 12 имеет наименьшую относительную погрешность, В результате сложения относи тельных погрешностей мостовой измерительной схемы и индикаторного блока, содержащего преобразователь 17, суммарна относительная погрешность имеет значительную величину во всем диапазоне измерений. Использование нелинейного аналогового преобразователя 17 позволяет скомпенсировать нелинейность индуктивного преобразователя и значительно снизить относи,тельную погрешность измерения, особен- но около верхней границы диапазона измеряемых значений толщины. Применение электромагнитов3и4исосредоточение в преобразователе 8 только функции измерения позволило более чем на порядок уменьшить мощность его питания и дополнительно снизить погрешность измерения. Испытания опытного образца предложенного устройства показали, что относительная погрешность измерения не превьплает 2,2%., ормула изобретения Устройство для измерения толщины стенок изделий из немагнитных материалов, содержащее неуравновеше1шый мост переменного тока, выполненный в виде вторичной обмотки со средней точкой трансформатора питания, измерительного и компенсационного индуктивных преобразователей с незамкнутыми магнитными цепями и измерительного блока, включенного между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения обмоток преобразователей, и ферромагнитное тело, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оцо снабжено двумя электромагнитами постоянного тока, катушки которых расположены на магнитопроводах измерительного и компенсационного индуктивных преобразователей, и измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, детектора, усилителя постоянного тока, налогового преобразователя и индикатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 115704, кл, Q 01 В 7/06, 1957 прототип).

6 /5

Похожие патенты SU750263A1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ПАКЕТА ШИН 2004
  • Горбатенко Б.Ю.
  • Енин А.С.
  • Наумов А.Е.
  • Узикова Т.И.
RU2265228C1
УСТРОЙСТВО ДВУХПАРАМЕТРОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ПОКРЫТИЙ 2013
  • Богданов Николай Григорьевич
  • Баженов Иван Николаевич
  • Иванов Юрий Борисович
RU2533756C1
СПОСОБ МАГНИТОИНДУКЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2016
  • Будадин Олег Николаевич
  • Кульков Александр Алексеевич
  • Козельская Софья Олеговна
  • Щипцов Виктор Семёнович
RU2616071C1
Двухканальный пропорционально-дифференциальный феррозонд 2023
  • Фоминых Алексей Михайлович
RU2817510C1
СПОСОБ ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ИНДУКТИВНОГО ДАТЧИКА ПОЛОЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2013
  • Медников Феликс Матвеевич
  • Медников Станислав Феликсович
  • Нечаевский Марк Лазаревич
RU2555200C2
Устройство для измерения перемещений 1978
  • Гринштейн Борис Яковлевич
  • Соболев Марк Павлович
SU694766A1
УСТРОЙСТВО для ИНДИКАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1969
SU237643A1
СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 1998
  • Долгих В.В.
  • Кириевский Е.В.
RU2133473C1
Многоканальное устройство для измерения температуры вращающегося объекта 1978
  • Гусев Владимир Георгиевич
  • Иванов Михаил Петрович
  • Ефремов Юрий Васильевич
  • Шаблыкин Артемий Андреевич
  • Курилкин Анатолий Алексеевич
  • Иванов Николай Николаевич
  • Лобанов Павел Иванович
  • Андрианов Юрий Васильевич
  • Елагин Эдуард Михайлович
  • Костылев Владимир Васильевич
SU787913A1
МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК 2005
  • Землянский Анатолий Андреевич
  • Землянский Константин Анатольевич
RU2295118C1

Иллюстрации к изобретению SU 750 263 A1

Реферат патента 1980 года Устройство для измерения толщины стенок изделий из немагнитных материалов

Формула изобретения SU 750 263 A1

SU 750 263 A1

Авторы

Мастяев Валерий Яковлевич

Лавыгин Геннадий Петрович

Цирульников Лев Наумович

Шубин Феликс Моисеевич

Даты

1980-07-23Публикация

1978-01-18Подача