Устройство для измерения параметровфЕРРОМАгНиТНыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к измерительно-информационной технике; а име но к устройствам неразрушающего, магнитного контроля физико-механических характеристик и структуры ферромагнитных изделий после поверхностного и объемного упрочнения, например, термической и химико-технической обработкой и наклепом по остаточной на магниченности, и предназначен для быстродействующего автоматического измерения физико-технических показат лей качества серийных изделий, например твердости, глубины упрочненного слоя, предела прочности, корре лирующих с остаточной намагниченностью, и контроля (сортировки, раз браковки статической оценки процента брака по структуре и обобщенным прочностным характеристикам). Известно устройство для разбрако ки постоянных магнитов, содержащее намагничивающее устройство, nporpeiM мное устройствб, поворотное и измерительное устройства 1. Однако точность измерения и быст родействие такого устройства недостаточны. Цель изобретения - повышение точ ности измерения и быстродействия. Для достижения этой цели в устройство, содержащее индукционный преобразователь, связанный с намагничивающим блоком, исполнительным механизмом и переключателем рода работ, формирователь строб-импульсов и блок управления, введены соединенные с переключателем рода работ генератор калиброванных сигналов и старт-стопный элемент, связанные со входом последнего синхронный детектор, генератор с задержанной обратной связью и у.правлянлций блок, одновременно подключенные к выходу формирователя строб-импульсов, подключенные к управляющему блоку последовательно соединенные управляемой делитель частоты, элемент совпадения, интегратор, блок ср авнения и счетчик, входом подключенный к исполнительному механизму, задатчик порогов, связанный со вторыми входами блока сравнения, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора с задержанной обратной связью и второму входу управляемого делителя частоты, а выход ко входу блока управления, и последовательно соединенные с последним модулятор и амплитудно-временной пре образователь, выход которого соединен со вторыми входами управлякадего блока и элемента совпадения, при это выход. переключателя рода работ подключен ко входу формирователя стробимпульсов, ко вторым входам генераjTOpa с задержанной обратной связью и синхронного детектора, выход которого соединен со вторым входом модулятора, а выход блока управления сое динен с третьим входом управляющего блока, своим вторым выходом подключенного ко второму входу интегратора На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового магнитного анализатора/ на фиг. 2 - временные диаграммы работы основных узлов цифро вого анализатора. Магнитный анализатор для контроля физико-технических показателей ферро магнитных изделий по остаточной намагниченности содержит индукционный преобраз-ователь 1, намагничивакадий блок 2 с размагничивающим устройст.вом с дозированным размагничиванием и с намагничивающим устройством с распределением деталей, исполнительный механизм 3, старт-стопный элемент 4, генератор 5 калиброванных сигналов, переключатель 6 рода работы, синхронный детектор 7, формирователь 8 строб-импульса, модулятор 9, амплитудно-временной преобраз ватель 10, генератор 11 с задержанной обратной связью делитель 12 частоты, блок 13 управления измерительного тракта, элемент 14 совпадения, интегратор 15 управляющего блока 16 управляемого делителя 17 частотыг блок 18 сравнения с блоком 19 логики задатчиков порогов, счетчик 20 стати снеской оценки бракованных деталей. Устройство работает следующим образом. В режиме измерения деталь первона чально попадает в намагничиваниций блок 2, в котором осуществляется намагничивание ее до насыщения в постоянном поле, и далее последняя попадает в блок дозированного размагни чивания в слабом переменном поле частотой 50 Гц строго определенной длительности зондирующего воздействи Под собственным весом деталь пролета ет через дифференциальный индукционньой преобразователь 1, в котором фор мщзуется сигнал (фиг. 2), поступающий через переключатель б рода работы на вход синхронного детектора 7, .работа последнего синхронизируется формирователем 8 строб-импульса, вследствие этогона выходе синхронного детектора 7 формируется однополярный импульс, поступающий на вход модулятора 9, осуществляющего времен ное квантование аналогового сигнала с равномерным шагом, и амплитудновременного преобразователя 10, который осуществляет перевод амплитудно-импульсной модуляции в широтную (интервал). Формирование сигнала управления импульсного модулятора обеспечивает реализацию временного квантования с равномерным шагом и реализуется цепью, состоящей из генератора 11 с задержанной обратной связью, делителя 12 частоты, блока 13 управ- ,ления измерительного тракта. Наличие указанной цепи позволяет реализовать известный метод средних узлов численного интегрирования, и в совокупности с синхронным детектором 7, формирователем 8 строб-импульса, импульсным модулятором 9t амплитудно-временным преобразователем 10 образуют узел преобразования аналогового сигнала в дискретный широтно-модулированный сигнал, который соединен с узлом обработки информации . Узел обработки информации состоит из цифрового интегратора 15, который соединен с выходом элемента 14 совпадения, на первый вход которого поступает шйротно-модулированный сигнал с выхода амплитудно-временного преобразователя 10, а на второй вход последнего - квантующие импульсы, частота которых управляется делителем 17 частоты, на управляющие входы которого поступает информация с управляющего блока 16 цифрового интегратора и компенсации концевой погрешности. Сортировка деталей по трем классам годности по остаточной намагниченности осуществляется блоком 18 сравнения с блоком 19 логики, на первые входы которого поступает информация в двойном параллельном коде с цифрового интегратора 15, а вторые входы последнего соединены с блоком 19 логики задатчиков порогов, причем синхронизацию цифрового блока 18 сравнения с блоком 19 логики осуществляет блок 13 управлений измерительного . тракта по импульсу ,T.e. по завершению процесса измерения. С выхода цифрового блока 18 сравнения управляющие импульсы поступают на соответствующие входы ключей исполнителького механизма 3, управляющих соответствующими лотками. Для расширения функции полной возможности анализатора предусмотрена возможность статической оценки процента брака, регистрируемая счетчиком 20 этого узла. Рассмотрим работу магнитного анализатора в режиме калибровки и метрологической поверки. Для этой цели в цифровом магнитном анализаторе предусмотрен генератор 5 калиброванных сигналов и старт-стопный элемент 4, синхронизируемый формирователем 8 строб-импульса и обеспечивающий проведение метрологической поверки на комплексе трех приборов: вольтметра средних значений, частотомера и генератора, и работающий на принципе вырезки из непрерывно го сигнала одной положительной полуволны. Для осуществления калибровки йспользуется генератор 5 калиброванных сигналов 5, определяющий длительность импульса- (Т 40 мс) треугольной формы и постоянной амплитуды с той же частотой повторения. Вследствие того, что возможен уход коэффициента передачи измерительного тракта из-за медленных флуктуации параметров, например температуры и старения деталей, необходимо перед измерением производить калибровку, заключающуюся в том, что за несколько итераций добиваются истинных показаний, что достигается осуществлением ручной подстройки коэффициента преобразования амплитудно-временного преобразователя 10. Формула изобретения Устройство для измерения параилетров ферромагнитных материалов, содер жащее индукционный преобразователь, связанный с намагничивающим блоком, исполнительным ;механизмом и переклю чателем рода работ, формирователь строб-импульсов и блок управления, отлич ающе е с я тем, что, целью повышения точности измерения и быстродействия, в него дополнител но введены соединенные с переключат лем рода работ генератор калиброван ных сигнсшов и старт-стопный элемен связанные со входом последнего синхронный детектор, генератор с задер жанной обратной связью и управляющий блок, одновременно подключенные к выходу формирователя строб-импульсов, подключенные к управляющему блоку последовательно соединенные управляемый делитель частоты, элемент совпадения, интегратор, блок сравнения и счетчик, входом подключенный к исполнительному механизму, задатчик порогов, связанный со вторыми входами блока сравнения, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора с задержанной обратной связью и второму входу управляемого делителя частоты, а выход - ко входу блока управления, и последовательно соединенные с последним модулятрр и амплитудно-временной преобразователь, выход которого соединен со вторыми входами управлякяцего блока и элемента совпадения, при этом выход переключателя рода работ подключен ко входу формирователя стробимпульсов, ко вторым.входам генератора сзадержанной обратной связью и синхронного детектора, выход которого соединен со вторым входом модулятора, а выход блока управления соединен с третьим входом управляющего блока, своим вторым выходом подключенного ко второму входу интегратора. Источники информации, принятые во BHHMaHite при экспертизе 1. Проблемы магнитных измерений и магнитоизмерительной аппаратуры. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. Л., 18.04.72. с. 133-137, 206.

UtJ