Токовихревой способ измерения параметров электропроводных изделий

О П И С А Н И Е 1 п 1 572702ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социапистицеских Реснублин61) Дополнительное к авт, свид-ву22) Заявлено 08.04.75 (21) 2121676/28 51) М, Кл.- 6 01 Х 278 аявкис присоединение осударстаенный комитетСаввта Министров СССРло делам изоеретенийи открытий(72) Авторы изобретения О. Н. Лазуткин, В. С, Иикульшин и Л. И, Трахтенб 71) Заявитель 54) ТОКОВИХРЕВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЪХ ИЗДЕЛИЙ2 Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно - к способам измерения параметров электропроводных изделий токовихревым методом.Известны способы токовихревого контроля параметров электропроводных изделий, заключающиеся в том, что изделие помещают в высокочастотное поле токовихревого преобразователя, содержащего одну или несколько токовых и одну измерительную катушку, формируют результирующее напряжение путем суммирования высокочастотного напряжения измерительной катушки с опорным напряжением той же частоты, выделяют две независимые составляющие результирующего напряжения, например фазу и амплитуду, которые используют в качестве информативных сигналов и, с целью получения сигналов, слабо зависящих от величины мешающих параметров, подвергают дальнейшей аппаратурной обработке 111.Недостатком, затрудняющим реализацию известных способов и увеличивающим инструментальную погрешность измерений, является необходимость использования при их реализации фазочувствительных устройств, которые должны обладать высокой точностью и стабильностью в широком диапазоне изменения амплитуд и частот их выходных сигналов,Известен способ токовихревого контроля параметров электропроводных изделий, заключающийся в том, что изделие помещают в высокочастотное поле токовихревого преобразователя и векторно суммируют напряжениепреобразователя с опорным напряжением тойже частоты, выделяют активную и реактивнуюсоставляющие, которые используют в качествеинформативных сигналов 121. Этот способ яв 10 ляется наиболее близким к предложенному.Недостаток известного способа - сложностьреализации, недостаточная точность и надежность контроля,По предлагаемому способу для точности из 15 мерения напряжение преобразователя векторно суммируют со вторым опорным напряжением той же частоты, не совпадающим с первым по амплитуде и фазе одновременно, вы-,деляют напряжения, соответствующие ампли.тудам полученных результирующих напряжений, и используют их в качестве информационных сигналов. Возможность использования полученныхнапряжений в качестве информативных сигналов обусловлена тем, что они являются независимыми функциями контролируемых параметров. Если в прямоугольных координатах (Яе-вв 1 тСвн) обозначить через (Йе/вн ЗО Аввц), ЯеИоьво 1)ЯеУое, Утог) соответ(3), 00 ственно координаты концов векторов напряжений преобразователя Унр, первого Уе 1 и второго (42 опорных напряжений, то можно записать1 - Яео 1 "7 е вн) + (иРе 1 твн) (1)Л: Йе ег Йевн) + (7 т-ее н(вн) (2) где (/1 и У. - соответственно, амплитуды первого и второго результирующих напряжений.Уравнения (1) и (2) являются независимыми, если только опорные напряжения Св, и 1/, не совпадают, между собой одновременно по амплитуде и по фазе; И так как координаты конца вектора напряжения на преобразователе (йе(вн гн(вн) являются независимыми функциями параметров контролируемого электропроводного изделия, то и амплитуды напряжений (/1 и Уг также являются независимыми функциями тех же параметров и могут быть использованы в качестве информативных сигналов, Использование в качестве информативных сигналов амплитуд двух результирующих напряжений, сформированных описанным способом, существенно упрощает его реализацию, так как не требует применения фазочувствительных устройств (измерители фазы, устройства выделения активной и реактивной составляющих), работающих в широком диапазоне изменений амплитуд входных сигналов. Это преимущество особенно ощутимо в устройствах с регулируемой или переключаемой в зависимости от диапазона изменения контролируемых параметров частотой питания преобразователя,На фиг. 1 изображены диаграммы напряжений на преобразователе, опорных и результирующих напряжений при изменении удельной электропроводности о материала изделия и зазора й; на фиг. 2 - функциональная схема устройства.11 рименение описываемого способа позволяет решить эту задачу более простыми средствами без применения фазочувствительных детекторов. Для этого необходимо опорные напряжения /ю и Бог (фиг. 1) выбрать таким образом, чтобы вектор их разности Уе - lог составлял с действительной и мнимой осями углы, равные 45, при этом разность квадратов амплитуд результирующих напряжений l1 - И 2 с точностью до постоянных слагае. мых будет пропорциональна сумме активной и реактивной составляющих вносимого напряжения, Действительно, вычитая (1) из (2), получим;+ 21 иЛъи (1 т. 01 - 71 Ле) +0 гдесе= (Ре(о 2) - (в 4) + (АпУо 2) - (ЛеЫи)зависит от амплитуд и фаз опорных напряже ний, т. е., если Йеlо - Йе 002=1 иХ 01 - 1 пЛ 02(что имеет. место в том случае, когда вектор разности щ и У 2 составляет с осями координат угол 45), то вычитание квадратов амплитуд результирующих напряжений эквива лентно суммированию активной и реактивнойсоставляющих вносимого напряжения преобразователя, При этом нет необходимости в применении фазочувствительных детекторов, что несомненно упрощает реализацию и обес печивает повышение. -точности измерений засчет снижения инструментальной ошибки. Устройство, реализующее способ, содержит токовихревой преобразователь 1 и блоки 2 и 3 формирования опорных напряжений, входы которых соединены с выходом высокочастотного генератора 4, а выходы блоков формирования соединены со входами двух квадратичных амплитудных детекторов 5 и 6, входы которых соединены последовательно между собой и с выходом преобразователя, а выходы подключены к амплитудным детекторам 7, 8, выходные сигналы которых являются функциями активной и реактивной составляющих вносимого напряжения преобразователя и, следовательно, независимыми между собой функциями параметров контролируемого изделия. Формул а изобретения Токовихревой способ измерения параметров электропроводных изделий, заключающийся в том, что изделие помещают в высокочастотное поле токовихревого преобразователя и векторно суммируют напряжение преобразователя с опорным напряжением той же частоты, о тл и ч а ю щи й ся тем, что, с целью повышения точности измерений, напряжение преобразователя векторно суммируют со вторым опорным напряжением той же частоты, не совпадающим с первым по амплитуде и фазе одновременно, выделяют напряжения, соответствующие амплитудам полученных результирующих напряжений, и используют их в качестве информационных сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе) Кога едакт каз 1993/16Н оставитель И. Ардашеваехред И. Михайлова Изд,761 Государственного комитета С по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра