Электроакустический твердомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4455 19) (11 1 М 3/42 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ убракий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 15. 07. 86, Бюл. В 26 (71.) Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения. (72) Б.В,Лаврентьев, Л.Л.Ка Р.М.Смелянский и Ю.И.Урецк (53) 620, 178,. 1. 152 (088. 8.) (56) Патент США В 3308476, кл. 73-67. 1, 1964.Авторское свидетельство СССР Ф 637637, кл. С 01 И 3/44, 1977. (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИИ ТВЕРДОМЕР (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и позволяет с высокой точностью контролировать свойства материалов путем вдавливания в испытуемый материал индентора, укрепленного на конце акустического стержня-резонатора. Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор из магнитострикционного материа,ла с индентором на конце. На стержне укреплены инерционная масса и пьезопреобразователь, подключенный к входу второго усилителя, выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора, сигнал с которого подается на первый усилитель, к выходу которого подключена возбуждающая катушка, охватывающая стержень. Стержень-резонаторпьеаопреобразователь, второй усилитель, управляемый аттенюатор, первый усилитель и возбуждающая катушка образуют автоколебательный контур, Для поддержания постоянства амплитуды колебаний стержня-резонатора напряжение с второго усилителя подается на первый вход блока сравнения, на второй вход . котороцо подается напряжение с задатчика амплитуды колебаний . Сигнал разбаланса с выхода блока сравнения поступает через регулятор-формирователь на управляеий аттенюатор, изменяя его коэффициент ослабления так, чтобы амплитуда колебаний стержня оставалась постоянной. 1,ил.1244559 5О25 Ю 35 1Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электроакустическим твердомерам, и можетбыть использовано для исследованияи контроля физико-химических свойствМатериалов путем вдавливания в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихсяпод постоянной нагрузкой.Цель изобретения - повышение точности контроля за счет стабилизацииамплитуды колебаний,На чертеже показана схема электроакустического твердомера,Электроакустический твердомер содержит акустический стержневой резонатор 1 из магнитострикционного материала с индентором 2 на конце, укрепленные на стержне инерционнуюмассу 3 и пьезопреобразователь 4,охватывающую стержень катушку 5,подключенный к ней выходом усилитель6 и регистрирующий прибор 7,Электроакустический твердомерснабжен вторым усилителем 8, входкоторого соединен с пьеэопреобразо-вателем 4, блоком 9 сравнения, первый вход которого соединен с выходомвторого усилителя 8, задатчиком 10амплитуды колебаний, подключеннымк второму входу блока 9 сравнения, ипоследовательносоединенным с нимрегулятором-формирователем 11 и управляемым аттенюатором 12, второйвход которого соединен с вторым усилителем 8, а выход - с первым усилителем 6. При испытаниях индентор 2вдавливается в образец 13 испытуемого материала с постоянной нагрузкой.Электроакустический твердомерработает следующим образом.Напряжение с пьезопреобразователя 4 усиливается вторым усилителем8, ослабляется аттенюатором 12, усиливается усилителем 6 и поступаетна катушку 5. Переменное магнитноеполе, создаваемое катушкой 5, возбуждает в резонаторе 1 акустическиеколебания, вызывающие появление переменного напряжения на обкладкахпьезопреобразователя 4. При выполнении условий баланса амплитуд ифаз в описанном контуре возникаютгармонические незатухающие автоколебания на частоте акустического ре-.зонанса стержня, определяемой глубиной внедрения индентора 2 в мате. риал образца 13 и свойствами последнего. 2Выходное напряжение второго усилителя 8 поступает на первый вход блока 9 сравнения, на второй вход которого поступает напряжение с выхода задатчика 10 амплитуды колебаний. Сигнал разбаланса с выхода блока 9 сравнения поступает йа вход регулятора-формирователя 11, который формирует .на выходе управляющее воздействие в соответствии с выбранным законом регулирования (пропорциональным, интегральным, дифференциальным). Поступая на вход управляемого аттенюатора 12, управляющее воздействие изменяет его коэффициент ослабления таким образом, чтобы сигнал разбаланса на выходе блока 9 сравнения стал равен нулю. При этом амплитуда электрических колебаний на вькоде усилителя 8, пропорциональная амплитуде акустических колебаний стержня 1, равна заданной задатчиком 10 постоянной величине. Таким образом обеспечивается постоянство амплитуды акустических колебаний индентора 2 независимо от свойств контролируемого материала. Напряжение с выхода усилителя 6 поступает на регистрирующий прибор 7Повышение точности .контроля достигается за счет обеспечения постоянной амплитуды колебаний, исключающей уменьшение чувствительности при контроле мягких материалов или отскок индентора от поверхности изделия при контроле твердых материалов. Формула изобретения 40Электроакустический твердомер,содержащий акустический .стержневой"резонатор из магнитострикционного .материала с индентором на конце, укрепленные на стержне инерционнуюмассу и пьезопреобразователь, охватывающую стержень катушку, подключенный к ней выходом первый усилитель и регистрирующий прибор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с .целью повышения точности контроляза счет стабилизации амплитуды колебаний, твердомер снабжен вторымусилителем, вход которого соединенс пьезопреобразователем, блокомсравнения, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя,задатчиком амплитуды колебаний, подключенным к второму входу блока1244559 4второй вход которого соединен свторым усилителей, а выход в , с первым усилителем. сравнения, и последовательно соединенными с ним регулятором-формирователем и управляемым аттенюатором,итель А.Быков Н.Бонкало Корректор М.Шара Сос трова Техедактор Зака го комиий и отк аушска д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород роектная,3908/46 Тираз 778 ВНИИПИ Государствен по делам иэобрете 113035, Москва, Ж