Способ бесконтактного измерения температуры поверхности металла

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано в информационно-измерительных системах, а также в системах контроля технологических прОцессов. 5Целью изобретения является повышение точности измерения температур поверхности неравномерно прогретого тела за счет устранения изменения глубины проникновения электромагнит ного поля в испытуемый образец при изменении его температуры.На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - схема цифрового фазомет ра.Устройство для реализации способа содержит одновибратор 1, двоичный счетчик 2, ключ 3, генератор 4 для прямоугольных импульсов, цифро аналоговый преобразователь (ЦАП) 5, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) Ь, управляемый .генератор 7 гармонических колебаний, усилитель 8 мощности, трансформатор 9 тока, 25 возбуждающую катушку 10, цифровой Фазометр 11, схему 12 совпадения, триггер 13, регистр 14, выход 15 которого является выходом устройства. Цифровой Фазометр 11 с входами 16, 30 входящий в состав устройства, содержит генератор 17 прямоугольных импульсов, компараторы 18 и 19, инверторы 20 и 21, схемы 22, 23 и 24 совпадения, двоичные счетчики 25 и 26, цифроу 5 аналоговые преобразователи 27 и 28, умножающий аналого-цифровой преобразователь 29.Кроме того, в состав устройства для реализации способа входят регистр 40 30, одновибратор 31, кнопка 32, схема ИЛИ 33 и регистр 34.Способ бесконтактного измерения температуры реализуется следующимобразом. 45В режиме замера и запоминания угла сдвига фаз между током и напряжением в цепи питания катушки при начальной температуре изделия и начальной частоте питающего напряжения устройство функционирует следующим образом. Нажатие кнопки 32 "Установка" запускает одновибратор 31, положительный импульс которого через схему ИЛИ 33 сбрасывает счетчик 2 в "О". При этом 55 генератор 7 гармонических колебаний, управляемый напряжением с выхода ЦАП 5, начинает вырабатывать колебания с начальной частотой, которые поступают на возбуждающую катушку 10. Испытуемый образец, обладающий начальной температурой и помещенный в катушку 10, создает некоторый начальный угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи питания катушки 10, который измеряется фазометром 11 и в виде кода подается на вход регистра 34. По заднему фронту. импульса одновибратора 31 этот код запоминается в регистре, 34. Схема готова к режиму измерения температуры поверхности нагретого образца.Фазометр работает следующим образом.Напряжения, между которыми измеряется Фаза, подаются на один из яходов компараторов 18 и 19, другой вход которых заземлен, В интервале времени, когда оба входных сигнала отрицательны, компараторы 18 и 19 находятся в состоянии логического "0", при этом на выходе схемы И 24 присутствует сигнал логической "1", который обнуляет при этом счетчики 25 и 26. В момент , когда величина входного напряжения, поступающего на вход компаратора 18, становится положительной срабатывает компаратор 18, который через схемы И 22 и 23 разрешает счет импульсов генератора 17 двоичными счетчиками 25 и 26. В момент, когда величина входного напряжения, поступающего на вход компаратора 19, становится положительной, срабатывает компаратор 19, который запрещает подачу импульсов в счетчик 26. Преобразование заканчивается, когда величина напряжения, поступающего на вход компаратора 18, становится снова отрицательной. В этот момент запрещается подача импульсов в счетчик.25 и подается синхросигнал, запускающий в работу АЦП 29, на вход опорного напряжения которого поступает напряжение с выхода ЦАП 27, величина которого пропорциональна длительности полупериода входного напряжения, а на вход преобразования поступает напряжение с выхода ЦАП 28, величина которого пропорциональна времени, на которое сдвинуты один относительно другого входные сигналы. При этом на выходе АЦП 29 появляется код, значение которого пропорционально углу сдвига фаз между входными напряжениями. Импульсы генератора 7 через отз 1185 крытый ключ 3 увеличивают значение кода в счетчике 2, что приводит к увеличению частоты гармонических колебаний в катушке 10. В зависимости от частоты и температуры поверхности изделия меняется угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи питания катушки 10, меняется и соответствующий этому углу код на выходе фазометра 11. При некоторой частоте 1 О колебаний генератора 7 значения кодов на выходе фазометра 11 и в регистре 34 совпадают, что соответствует моменту равенства угла сдвига фаз при начальной температуре поверхности изделия и начальной частоте.и текущего угла сдвига фаз. При этом на выходе схемы 12 срвпадения появляется 122 4положительный импульс, который сбрасывает триггер 13. Сброс триггера 13 осуществляется по переднему фрон- ту этого импульса. Триггер 13 запрещает прохождение импульсов через ключ 3 на счетчик 2 и тем самьщ зафиксирует в счетчике 2 код, соответствующий конечной частоте. Этот код поступает в ПЗУ 6, где записаны таблицы соответствия отношения конечной и начальной частот и измеряемой температуры поверхности изделия. Выходной код ПЗУ 6, соответствуяиций измеренному значению температуры, по сигналу схемы 12 совпадения запоминается в регистре 14 и поступает на выход 15 устройства.11185122 акаэ 6352/34ВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Иосквар 96комитета С Ти одписноР нного тений и открытииЖ, Раушская наб 4/ Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 Составитель Н,ИакаровРедактор Н.1 двыдкая Техред З.Палий Корректор О.Лугова