Устройство для контроля твердости

Союз Советских Сечиалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оцо 64100(51)М. Кл. С 01 Ч 27/80 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(73) Заявитель Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН Белорусской ССР(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТВЕРДОСТИ Иэобреетние относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для проверки изделий и материалов в металлургической, машиностроительной и других промышленностях.Известно устройство для контролятвердости, содержащее преобразовательс двумя намагничивающими и двумя измерительными обмотками, два Фильтра,входы которых соединены с измерительными обмотками, соединенные последовательно Фаэометр, сумматор, множитель и индикатор 1 1,Недостаток известного устройстванизкая точность контроля. 15Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для контроля твердости, содержащее соединенные последовательногенератор, блок усиления, индуктивный 20преобразователь, селективный усилитель и индикатор, а блок усилениявыполнен в виде операционного усилителя, подключенного к нему двухтактного выходного каскада с токовымирезисторами, двух источников тока,выходы которых подключены к опорнымвходам двухтактного каскада и четырехполюсника обратной связи, входкоторого подключен к выходу двухтакт ного выходного каскада, а выход - кинвертирующему входуоперационногоусилителя 2 ,Однако возникающие нелинейныеискажения в устройстве зависят оттока покоя выходного каскада, который изменяется в зависимости от окружающей температуры, приводят к возрастанию погрешностей измерений.Цель изобретения - повышение точности и надежности контроля,Поставленная цель достигается тем,что устройство снабжено соединенными последовательно источником опорного напряжениядифференциальным;интегрирующим усилителем и инвертором,выход которого подключен к входу первого источника тока, а входы дифференциального интегрирующего усилителя соединены с токовыми резисторами,а выход - со вторым источником тока.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит соединенныепоследовательно генератор 1, блок 2усиления, индуктивный преобразователь3, селективный усилитель 4 и индикатор 5 и соединенные последовательноисточник 6 опорного напряжения, дифференциальный интегрирующий усили"тель 7 и инвертор 8. Блок 2 усиления выполнен в виде операционногоусилителя 9, подключенного к немудвухтактного выходного каскада 10с токовыми резисторами 11 и 12, четырехполюсника 13 обратной снязи,включенного между выходом двухтактного ныходного каскада 10 и неинвертирующим входом операционного усилителя 9, и двух источников 14 и 15 тока, ныходы которых соединены с опор=ными входами двухтактного выход.ного каскада 10, а входы - с выходами соответственно дифференциальногоинтегрирующего усилителя 7 и инвертора 8.Устройство работает следуюц 1 имобразом.Синусоидальный сигнал, вырабатываемый генератором 1, через блок 2усиления питает обмотку возбужденияиндуктивного преобразователя 3, Преобразователь устанавливают на контролируемый объект (на чертеже не показан) и в его измерительной катушке,появляется сигнал сложной формы, содержащий высшие гармоники. Этот сигнал поступает на вход селективногоусилителя 4, который выделяет вторуюгармонику основной частоты тока возбуждения. Индикатор 5 измеряет амплитуду этой гармоники, по величине которой судят о твердости.Для получения минимальной погрешности контроля ток покоя двухтактноговыходного каскада 10 выбирается таким,при котором амплитуда второй гармоники в питающем датчик синусоидальном напряжении минимальна. Ток покоядвухтактного выходного каскада 10создает на токовых резисторах 11 и 12падение напряжения Ь, которое поступает на входы дифференциального,интегрирующего усилителя 7 . Сюда же наинвертирующий вход поступает опорноенапряжение от источника б опорногонапряжения, полярность которого протиноположна полярности ЬО. На выходедифференциального интегрирующего усилителя 7 образуется сигнал рассогласования между опорным напряжением ипадением напряжения на токоных резисторах, который поступает на вход источника 15 тока и на вход иннертора8, с выхода которого инвертированныйсигнал рассогласования поступает навход источника 14 тока,Если падение напряжения ЬО на токовых резисторах 11 и 12 по абсолютной величине меньше опорного напряжения, поступающего с источника б опорного напряжения, то сигнал рассогласонания, вследствие высокого коэффициента передачи дифференциального интегрирующего усилителя 7 велик, чтоУприводит к увеличению выходного токаисточников 14 и 15 тока, а следонательно, и тока покоя выходного каскада.Если падение напряжения на токовых резисторах по абсолютной величине больше опорного напряжения, поступающего от источника б опорного напряжения, устройство работает аналогично с той лишь разницей, что напряжение рассогласования на выходе дифференциального интегрирующего усилителя 7 меняет свой знак на противоположный, что приводит к уменьшению выходного тока источников 14 и 15 тока, а соотнетственно, и тока покоя выходного каскада 10. 5 1 Ощего усилителя 7 падение напряженияИГ на токоном резисторе оказываетсяпрактически равным опорному, Поэтомуток покоя выходного каскада 10 равен отношению величины опорного напряжения к суммарной величине токоврезисторов и не зависит от температуры и изменения напряжения питанияусилителя мощности, что приводитк независимости уровня второй гармоники в сигнале питания индуктивного преобразователя 3 от изменениятех же параметров и, следовательно,снижению погрешности и повышению стабильности работы устройства. 15 20 25 Так как дифференциальный интегрирующий усилитель является фильтром низких частот, и его дифференциальные входы подключены к токовым резисторам, принадлежащим разным плечам двухтактного выходного каскада, то на его выходе переменная составляющая сигнала оказывается практически полностью подавленной, что исключает самовоэбуждение устройства. 30 35 формула изобретения Устройство для контроля твердости, содержащее соединенные последовательно генератор, блок усиления, индуктивный преобразователь, селективный усилитель и индикатор, а блок усиления выполнен в виде операционного усилителя, подключенного к нему двухтактного выходного каскада с токовыми резисторами, двух источникон тока, выходы которых подключены к опорным входам двухтактного каскада и четырехполюсника обратной связи, вход которого подключен к выходу двухтактного выходного каскада, а выход - к инвертирующему входу операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью новы. шения точности и надежности контроля, оно снабжено соединенными последовательно источником опорного напряжения, дифференциальным интегрирующим усилителем и инвертором, выход которого подключен к входу первого источника тока, а входы дифференциа 45 50 55 60 Вследствие высокого коэффицйента передачи дифференциального интегрирую864100 Составитель Ю. Глазкоктор М, Келемеш Техред А. Бабинвц орректор С, Шекма 70/62ВН одписно Тираж 910ИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытиЯ13035, Москва, Ж, Раушская наб Зака лиал ППП Патентфф, г,ужгород, ул,Проектная, 4 льного интегрирующего усилителя соединены с токовыми резисторами, авыход - со вторым источником тока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 411367, кл. 0 01 М 27/84, 07.1271.2Зацепин Н.Н. Устройство для неразрушающегс контроля, - Дефектоскопия, 1976, 9 5, с. 104 (прототип),