Устройство для измерения толщины Советский патент 1981 года по МПК G01B7/06 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в электромагнитной толщинометрИИ.j

Известны устройства для контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе, -содержащие генератор, вихретоковый преобразователь, повторители сигналов, амплитуд- JQ но-фазовый детектор и измерительный прибор 1

Недостатками известных устройств являются отсутствие автоматизации про процесса контроля, низкие стабильность|5 и точность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения толщины, содержащее последовательно соединенные ге- 20 нератор, электромагнитный датчик,усилитель , первый пиковый детектор, операционный усилитель л цифровой индикатор, компенсатор, соединенный с другим входом операционного усилите- 25

ля Г21.

Недостатками известного устройства являются необходимость юстировки устройства при изменении пределов измерения и недостаточная точность. ЗО

Цель изобретения - повышение точности и исключение юстировки устройства при изменении пределов измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено делителем и первым ключом, включенными междУ датчиком и усилителем, вторым пиковым детектором на выходе датчика., соединенными с. его выходом двумя пороговыми блоками, схемой НЕ, соединенной с выходами пороговых блоков, каскадом индикации рабочего диапазона,соединенным с выходом схемы НЕ,другой выход которой соединен со вторым входом первого ключа, вторым ключом, один вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход - с цифровым индикатором, блок управления, включенным между первым пи-ковым детектором и вторым ключом, третьим ключом,, входы которого соединены соответственно с выходами схемы НЕ и первого пикового детектора, а выход - со входом второго ключа. на фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на. фиг. 2 -.принципиальная схема устройства; на фиг.З выходные характеристики. Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, подключенный к катушке 2 возбуждения датчика 3, измерительные катушки 4 которого соединены со вторым пиковым детектором 5 и выходным делителем б напряжения, который через первый интегральный ключ 7, линейный усилитель 8, первый пиковый детектор 9 связан с инвертирующим входом операционного усилителя 10, на неинвертирующий вход которого подается компенсирующее напряжение от компенсатора 11, а его выход через управляемый блоком 12 управления второй интегральный ключ 13 соединение типовым цифровым индикаторным устройством 14. Пиковый детектор 5 связан с пороговыми устройствами 15 и 16, уровни срабатывания которых- задаются, а их выходы соединены со схемой 17 НЕ, которая соединена с затворами первого и третьего ключей 7 и 18 и каскадом 19 индикации значения рабочего диапазона. Толщиномер работает следующим образом. . При установке датчика на контроли руемое покрытие (изделие) на его измерительных катушка-х, включенных встречно,возникает переменное напряжение,которое поступает на вход пиково го детектора 5 и делителя 6 напряжения, выполненного на резисторах R1 , R2 и R3 . С выхода детектора 5 сигнал посту пает на неинвертирующие входы операционных усилителей 15 и 16, которые являются пороговыми блоками с уровня ми срабатывания, определяемыми делителями R4, R5 и R6. Выделяемые на резисторах R11 и R сигналы через развязывающие резистор R13-R16 поступают на схему.НЕ, выполненную на транзисторах Т1-Т5. Если значение сигнала датчка Уд (фиг. 3) не превышает значения Uj, ,о ределяемого резистором R6, тс на вы ходе операционного усилителя 15 существует положительное напряжение. Транзистор Т1 закрыт и снимаемое с его коллектора напряжение через раз вязывающий резистор R18 поступает н интегральный ключ 7. После усиления сигнал поступает на вход пикового детектор 9 и через резистор Rl9 - на инвертирующий входоперационного усилителя и блок управления, напряжение которого используется для открывания соответст вующих каналов интегрального ключа 13. На инвертирующий вход операционного усилителя 10 с делителя R20R25 поступает опорное напряжение и о К (к т- коэффициент передачи напря жения сигнала по цепи преобразования до инвертирующего входа усилите ля 10). Снимаемое с коллектора Т1 напряжение поступает также на каскад индикации диапазона измерения и высвечивается светодиодом Д1. Напряжение с усилителя 10 через R26 и R27 поступает на индикатор 14, его величина при этом равна и„ 4 и; к. Значение Ку определяется величиной Up, полярность выходного напряжения операционного усилителя 15 изменяется, Т1 открывается, а соответствующие каналы ключей 7 и 18 закрываются. Снимаемое с коллектора запертого транзистора Т2 положительное напряжение через диоды поступает на базу Т4, исходный режим которого определяется резисторами R34, R35, а также для индикации значения толщины - на каскад индикации и высвечивания светодиодом Д2. Снимаемое с резистора R2 напряжение 1/ в сумме с опорным уровнем Ug К дает на выход операциЪиного усилителя 10 напряжение uk, которое усиливается при коэффициенте к1((резистор R36) до уровня UQ. uiJri К (максимальное значение Ул U, , фиг. 3). В силу нелинейности датчика Ку . Kvj. Если напряжение датчика U 7 UQ и 5 + )(, то включается третий диапазон толщины. Полярность напряжения операционного усилителя 16 изменяется, транзистор Т4 через диод открывается, соответствующие каналы ключей 7 и 18закрываются. ТЗ закрывается и его коллекторное напряжение через R38 используется для закрывания Т5, который в исходном состоянии открыт (R39, R40) . Коллекторное напряжение Т5 используется для открывания соответствующих каналов ключей 7 и 18 через R41, R43, а также для индикации исходной толщины с помощью каскада 19и светодиода ДЗ. . Снимаемое с R3 напряжение U таково, что на выходе операционного уси-лителя 10 с учетом компенсирующего напряжения UQ К действует результирующее напряжение U} . После усиления до уровня Uj и ij, KlJ, где K Jопределяется R42, напряжение поступает на цифровой указатель толщины. Значение измеряемой толщины определяетЬя суммой, показаний цифрового индикатора и указателя пределов измерения. изобретение позволяет повысить точность измерения и исключить юстировку устройства при измерении пределов измерения. Формула изобретения Устройство для измерения толщины, содержащее, последовательно соединенHue генератор, электромагнитный датчик , усилитель, первый пиковый детектор, операционный усилитель и цифровой индикатор, компенсатор, соединенный с другим входом операционного усилителя,отличают.ееся тем, что, с целью повышения точности и исключения юстировки устройства при из.ленении пределов, измерения, оно снабжено делителем и первым ключом. включенными между датчиком и усилителем, вторым пиковымдетектором на выходе датчика, соединенными с его выходом двумя пороговыми блоками, схемой НЕ, соединенной с выходами пороговых блоков, каскадом индикации ра- бочего диапазона, соединенным с выходом схемы НЕ, другой выход которой соединен со вторым входом первого

ключа, вторым ключом, один вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход - с цифровым Индикатором, блоком управления, включённым между первым пиковым детектором и вторым ключом, третьим ключом, входы которого соединены соответственно с выходами схемы НЕ и первого пикового детектора, а выход - со входом второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Валитов А.М.-З. и др. Приборы и методы контроля толщины покрытий. М., Машиностроение, 1970, с. 6085,

2.Авторское свидетельство СССР

364834, кл. 6 01 В 7/06, 1971 (прототип).

S