Измеритель перемещений изделия Советский патент 1980 года по МПК G01B7/06 

(54) ИЗМЕРИТЕЛБ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИЗДЕЛИЯ

1

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля перемещений неферромагнитных изделий и зазоров между накладным вихретоковым преобразователем и контролируемым изделием.

Известен измеритель, перемещений, содержащий генератор, накладной вихретоковый преобразователь, включающий возбуждающую и измерительную катушки, расположенные соосно и В одной плоскости, компенсатор напряжения холостого хода, включенные последовательно усилитель вносимого напряжения, амплитудный детектор и индикатор.

В таком измерителе отнощение средних радиусов большей и меньшей по величине катушек преобразователя выбирается обычно от 0,5 до 1 а расстояние между катушками и поверхностью контролируемого изделия выбирают минимальным. При этом обеспечивается большое по величине вносимое напряжение на измерительной катушке преобразователя 1.

Недостатком такого измерителя является низкая точность измерения ввиду нелинейНОЙ зависимости показаний измерителя от перемещений изделия.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается за счет того, что радиусы катушек выбраны из условия 0.2 . 25 ИЛИ 4,0 -| 5,0, В зависимости от размещения измерительной катушки вне или внул-ри возбуждающей катуш„„ ,, р -« МО

10

где Я, - средний радиус возбуждающей катушки;

t - средний радиус измерительной катушки; . - средний радиус наибольшей

катушки;

15

ho - начальный зазор между поверхностью контролируемого изделия и эквивалентным витком, заменяющим ближайшую к поверхности контроли20руемого изделия катушку; 6 - обобщенный параметр контроля.

На фиг. 1 изображена блок-схема измерителя; на фиг. 2 - зависимости относительного вносимого напряжения преобразователя от величины обобщенного параметра зазора а при различных отношениях средних радиусов катушек преобразователя, где h - расстояние между витком, эквивалентным одной из катушек преобразователя, и поверхностью контролируемого изделия; на фиг. 3 - зависимости относительного вносимого напряжения преобразователя от величины параметра а, обобщенного параметра измерения /5. Измеритель состоит из генератора 1, накладного вихретокового преобразователя 2, включаюш,его возбуждающую катушку 3 индуктивности, измерительную катушку 4 индуктивности, компенсатор 5 напряжения холостого хода, соединенные последовательно усилитель 6 вносимого напряжения, амплитудный детектор 7 и индикатор 8. Измеритель работает следующим образом. Напряжение на измерительной катушке 4 преобразователя 2 при отсутствии около него проводящего металла компенсируется компенсатором 5, питаемым от генератора 1. Преобразователь 2 устанавливается над контролируемым изделием так, чтобы его ось была перпендикулярна поверхности изделия. Вносимое напряжение с измерительной катушки 4, определяемое величиной зазора между преобразователем 2 и контролируемым изделием, через усилитель 6 подается на амплитудный детектор 7, выходное напряжение которого регулируется индикатором 8. Как видно из графика (фиг. 2), при величине Отношения радиуса возбуждаюшей катушки 3 к радиусу измерительной катушки 4 в интервале 4-5 обеспечивается большой линейный участок выходной характеристики, что позволяет повысить точность измерений. Такой же участок получается, когда радиус измерительной катушки преобразователя выбран большим, чем радиус возбуждающей катушки и величина отношения радиуса возбуждающей катушки к радиусу измерительной катущки находится в интервале 0,2-0,25. Дальнейшее увеличение величины отношения радиусов большей катушки к радиусу меньшей катушки приводит к незначительному увеличению линейного участка, однако величина вносимого напряжения уменьшается значительно, что предъявляет особы требования к изготовлению генератора и усилителя вносимого напряжения. Из графика (фиг. 3) видно, что линейный участок характеристики измерителя получается при различных значениях а в зависимости от значений параметра Д Выбрав необходимые значения h о и Д рассчитывается R датчика, для которого амплитудная характеристика имеет наибольшую величину (знак неравенства опущен, так как он приводит к уменьшению линейного участка). Формула справедлива при изменении /S от 6 до 150, так при -р 5, Д 150, при h о 2,5 MM,R 1 13 мм, R 2 2,6 мм. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения перемещений. Формула изобретения Измеритель перемещений изделия, содержащий накладной вихретоковый преобразователь, выполненный в виде расположенных соосно в одной плоскости возбуждающей и измерительной катушек индуктивности, генератор для питания преобразователя, подключенные к выходу преобразователя последовательно соединенные усилитель вносимого напряжения, амплитудный детектор и индикатор, а также компенсатор напряжения холостого хода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, радиусы катушек выбраны из условия 0,2 0,25 или 4,0 -| 4 5,0 в зависимости or размещения измер 1тельной катушки вне или внутри возбуждающей катушки, а R г- - и.опо - /oFprfi где Д, - средний радиус возбуждающей катущки; Rj - средний радиус измерительРной катущки; НАИО.--средний радиус наибольшей катушки; По -начальный зазор между поверхностью контролируемого изделия и эквивалентным витком, заменяющим ближайшую к поверхности контролируемого изделия катушку; J2 - обобщенный параметр контроля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Соболев В. С. и др. Накладные и экранные датчики. Новосибирск, «Наука, 1967. с. 112. 84 (прототип).

фаг. /

о Oj 0,5 ,8 (Pu2. 2.