Способ измерения линейных и угловых перемещений плоских электропроводящих объектов

Сотов Советск ивСоциалистическихРеспублик О П И С А Н И Е1896378ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. С 01 В 7/00 С 01 В 7/30 Гоеударстеаииый комитет СССР ао. делаи изебретеии 11 и открытий(72) Авторы изобретения Ю.С,Быховский и И.10.Быховский Куйбышевский ордена Трудового Красного Зн ени авиационный институт им, С.И.Королева(54) С 110 СОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХИЕРЕМЕЩЕНИЙ Ш 10 СКИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХОБЪЕКТОВ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния до плоского проводящего объекта, угла наклона этого объекта отнбсительно датчика, толщины диэлектрического покрытия и т.п.Известны способы бесконтактного измерения линейных и угловых перемещений, основанные на возбуждении в контролируемом объекте вихревых токов и измерении вносимых объектов индуктивного или активного сопротивления, а также модуля и фазы вносимого напряжения 1 .Однако эти способы измерения име ют относительно низкую точность из-за влияния различных мешающих факторов окружающей среды, главным образом, внешних магнитных полей на величину измеряемых вносимых параметров.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо соб измерения линейных и угловыхперемещений плоских электропроводящих объектов, заключающийся в том,что у поверхности объекта размещают параллельно ей возбудитель вихр ревых токов, в качестве которогоиспользуют линейный проводник, и определяют направление вектора магнитной составляющей поля в двух точках пространства над поверхностьюобъекта 2.Однако данный способ измеренияобладает высокой чувствительностьюне только к контролируемым параметрам (линейным и угловым перемещенитзям объекта), но и ко многим другим параметрам объекта и окружающей среды, которые могут изменятьсяв процессе измерений, что снижаетточность измерений.20Цель изобретения - повышение точности,Для достижения данной цели выбирают эти точки расположенными вплоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, определяют координаты этих точек и по известным координатам и направлениям векторов магнитной составляющей поля в них определяют линейные и угловые перемещения объекта.На чертеже показана схема реализации способа.Способ осуществляется следующим образом.Возбудитель 1 вихревых токов размещают над контролируемой плоской проводящей поверхностью 2. В качестве возбудителя 1 используют плоскую прямоуголЬную катушку, нижнюю сторону которой, представляющую собой линейный проводник, располагают параллельно контролируемой поверх" ности 2. Проекция этого проводника в плоскости чертежа обозначена точкой. А. Вихревые токи возбуждаются в контролируемой поверхности, главным образом, этим проводником, а влиянием трех других сторон (линейных проводников) катушки возбудителя 1 на поле вихревых токов в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику (нижней стороне катушки возбудителя 1), можно пренебречь. Картина магнитного поля линейного проводника с током в плоскости, перпендикулярной проводнику, представляет собой концентрические окружности с центром в точке пересечения плоскости с проводником. Поскольку поле вихревых токов в точках В и С направлено перпендикулярно линиям, соединяющим эти точки с точкой О зеркального изображения возбуждающегопроводника, а амплитуды обратно пропорциональны расстояниям ВО и СО, то, определив положение точки О зеркального изображения линейного возбудителя, можно определить положение контролируемой поверхности относительно возбудителя, т.е. линейные и угловые перемещения объекта. Для этого с помощью известных средств определяют направление поля вихре" вых токов в двух точках, лежащих в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, например в точках В и С, координаты которых известны. Зная координаты точек В и С и определив на 9 авления векторов Н и Нмагнитной составляющей поля вихре 5О 20 пространстве составляющих магнит 25 30 35 40 45 50 вых токов в этих точках, определяютполярные координаты (радиус АО и уголф) точки зеркального изображениявозбудителя вихревых токов. Расстояние 1 до проводящей поверхности 2равно -. АО, а угол 9 наклона этойповерхности равен углу Ч, т.е. углу между осью возбудителя и направлением на его зеркальное изображение (точку О). В данном случае неконтролируемые параметры объекта и окружающей среды влияют на амплитуду и фазу (во времени) магнитной составляющей поля вихревых токов, но не влияют на местоположение зеркального изображения возбудителя вихревых токов, а следовательно, и на направления в ного поля вихревых токов в выбранныхточках. Благодаря этому точностьданного способа измерения перемещений объектов повышаетсяДанный способ позволяет не только исключитьвлияние мешающих, меняющихся во время измерения факторов, но и управлятчувствительностью и функцией преобразования измерительной аппаратуры путем выбора месторасположения впространстве контролируемых точекВ и С. Формула изобретения Способ измерения линейных и угловых перемещений плоских электро- проводящих объектов, заключающийся в том, что у поверхности объекта размещают параллельно ей возбудитель вихревых токов, в качестве которого используют линейный проводник, и определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов в двух точках пространства над поверхностью объекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что," с целью повышения точности, выбирают эти точки расположенными в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, определяют координаты этих точек Й по известным координатам и направлениям векторовмагнитной составляющей поля вихревыхтоков в них определяют линейные и угловые перемещения объекта.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Справочник Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделйй. Под ред. В.В.Клюева, т. 2,896378 4М., "Машиностроение", 1976,с. 143-149.2. Авторское свидетельство СССРМ 578609, кл. С 01 М 27/86,З С О В 7/06, 1972 (прототип).Составитель С, Скрыпникактор С.11 атрушева Техред А. Бабинец Коррек1 одписноеСР ного комитета ий и открытий д. 4/5 я ал 11101 "11 атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 11676/25ВНИИ 1 Ипо дел113035 Тираж 613 осударствен м изобретен Москва, ЖДзятко