Устройство для измерения электрофизических параметров токопроводящих сред

(19) ( 1) 01 й 27/02 51) ОБР Е Я АВТО МУ СВ ЕЛЬСТВУ.В.Богданов и В.К.Р ЗМЕРЕНИЯ РАМЕТРОВ ос Щ ОО лок-схема измерения окопрововарианты вихретокоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(71) Научно-исследовательский институт ин троскопии(56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. / Справочник под ред, В.В,Клюева, М,: Машиностроение 1976.Гальперин М,В, Практическая схемо техника в промышленной автоматике. М. Энергоиздат, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАТОКОПРОВОДЯЩИХ СРЕД(57) Изобретение относится к.машинострое Изобретение относится к машиностроению и металлургии, а более конкретно к средствам контроля злектрофизических параметров токопроводящих материалов.Целью изобретения является повышение точности измерений.На фиг.1 представлена бпредлагаемого устройства дляэлектрофиэических параметров тдящих сред, на фиг.2 и 3 -конкретного выполнения схемывого преобразователя.Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1 переменной частоты, вихретокового преобразователя 2, усилителя 3 и фазового детектора 4 со входами, второй вход которого через широконию и металлургии, а более конкретно к средствам контроля электрофизических параметров токопроводящих материалов. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство состоит из генератора перестраиваемой частоты, выход которого соединен с индикатором, вихретоковым преобразователем, состоящим из катушки индуктивности, включенной в резонансный контур, и широкополосным фозосдвигающим звеном. Выход вихретокового преобразователя через усилитель связан с первым входом фазового детекто. ра, а выход широкополосного фазосдвигающего звена связан с вторым входом фазового детектора. Выход фазового детектора через интегратор соединен с управляющим входом генератора переменной частоты. 3 ил,полосное фазосдвигающее звено 5 соединен с выходом генератора 1 переменной частоты. Выход фазового детектора 4 через интегратор 6 связан с управляющим входом генератора 1 переменной частоты, кроме того, вход индикатора 7 соединен с выходом генератора 1 переменной частоты.Генератор 1 переменной частоты представляет собой стандартный генератор, управляемый напряжением (ГУЙ). В качестве индикатора 7 использован частотомер, например ЧЗ,На фиг.2 и 3 представлены варианты конкретного выполнения схемы вихретокового преобразователя 2, Вихретоковый преобразователь 2 представляет собой делитель, в одной плечо которого включенрезистор В, а в другое - резонансныйС- контур, причем индуктивностьпредставляет собой катушку вихретокового преобразователя,Устройство работает следующим образом,При включении устройства генератор 1 переменной частоты начинает генерировать сигнал с частотой, соответствующей нулевому сигналу на его управляющем входе, причем частота генератора 1 переменной частоты при этом не равна нулю. Сигнал с выхода генератора 1 переменной частоты поступает на вихретоковый преобразователь 2, а также на вход широкополосного фазосдвигающего звена, где его фаза сдвигается на 90 в сторону опережения,Если частота сигнала на входе вихретокового преобразователя не равна резонансной частоте контураС, то сигнал с выхода вихретокового преобразователя 2, предварительно усилившись в усилителе 3. поступает на первый вход фазового детектора 4 и имеет разность фаз с сигналом на втором входе фазового детектора 4 отличную от 9 ОО, При этом на выходе фазового детектора 4 формируется сигнал, равный произведению сигналов на обоих его входах, Этот сигнал поступает на вход интегратора 6, где происходит его интегрирование, На выходе интегратора 6 формируется сигнал определенной полярности, в зависимости от разности фаз на первом и втором входах фазового детектора 4. Сигнал с выхода интегратора 6 поступает науправляющий вход генератора 1 переменной частоты и изменяет частоту генератора таким образом, чтобы его частота стала равна частоте резонанса контураС вихретокового преобразователя 2.В режиме изменения прикладывают катушку вихретокового преобразователя 2 к поверхности исследуемой среды, например к поверхности металла, электрофиэические параметры которого необходимо измерить. При этом в среде металле) образуются вихревые токи, величина которых зависит от электрофизических параметров среды, таких как электропроводность и магнитная проницаемость. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушку вихревого преобразователя 2, Воздействие этого поля эквивалентно изменению активного (омического) и реактивного сопротивления катушки.Изменение реактивного сопротивления приводит,к расстройке резонансного контура .С, что обуславливает появление разности фаэ сигналов на обоих входах фазового детектора 4, отличной от 90. В результате на выходе интегратора 6 формируется сиг у"= Ф) 40,позволяет уменьшить влияние нестабильности элементов усилителя 3, фазового 50 55 5 10 15 20 25 нал, обеспечивающий перестройку генератора 1 переменной частоты в соответствии с новыми параметрами катушки вихретокового преобразователя,По шкале индикатора 7 (в качестве которого используется частотомер), предварительно проградуированном в единицах измеряемого параметра, фиксируется его значение,Нестабильность генератора 1 переменной частоты не влияет на результат измерения, так как частоту выходного сигнала генератора 1 переменной частоты задает резонансный контурС вихретокового преобразователя, во-вторых, помехозащищенность вихретокового преобразователя повышена из-за включения его катушки в резонансный контур, обладающий способностью подавлять помехи во всем диапазоне частот, кроме узкого интервала частот вблизи его резонансной частоты; в третьих, величина измеряемого параметра определяется по частоте выходного сигнала генератора 1 переменной частоты, которая измеряется с большей точностью; чем амплитуда сигнала е прототипе. в четвертых, резонансный контур обладает большой крутизной выходной характеристики где р - фаза выходного сигнала вихретокового преобразователя;Л 1 - отклонение частоты от резонансной расстройка по частоте).Большая крутизна зависимости детектора 4 и интегратора 6 Кроме того, нелинейность выходной характеристики фазового детектора 4 также не влияет на точность измерения в связи с тем, что сигнал с выхода фазового детектора 4 поступает на интегратор 6,Формула изобретения Устройство для измерения электрофизических параметров токопроводящих сред, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний, вихретоковый преОбразователь. усилитель и фазовый детектор, второй вход которого через фаэосдвигающее звено соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, а также индикатоР. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с щелью повышенля точ1659820 Составитель И.СоколовТехред М.Моргентал Корректор Т,Палий дактор Т,Парфена аказ 1837 Тираж 407 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 ности измерения, в качестве генератора синусоидальных колебаний использован генератор переменной частоты, управляющий вход которого через интегратор соединен с выходом фазового детектора, а выход под ключен к индикатору, в качестве которого использован частотомер, вихретоковый преобразователь выполнен в виде делителя, в одно плечо которого включен резистор, а в другое-резонансный .С-контур, а фазосдвигающее звено выполнено широкополосным,