Устройство для измерения геометрических и электрофизических параметров неферромагнитных проводящих изделий

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИН ц 4 6 01 Р 27 00 рудо ногоный инстиеев,я неразов и изте 2(71) Куйбышевский ордена ТКрасного Знамени авиационтут им. акад. С.П. Короле(56) Клюева В.В. Приборы длрушающего контроля материалделий. М.: Машиностроение,1978, с. 144,ЯО 1221615(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ НЕФЕРРОМАГНИТНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение может быть использовано, например, при контроле металлических изделий методом вихревьп.токов для определения марки по величине удельного электрическогосопротивления материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измерительные катушки 3 и 4расположены внутри возбуждающей ка12216 15 параметра и отсчитывается от плоскостр, в которой уравнялись напряжения измерительных катушек 3 и 4 и с помощью усилителя 8 переменного тока перед измерениями, На чертеже: генератор 6 синусоидального тока, , усилитель 7 переменного тока, блок 1) сравнения, индикатор 12 баланса выходных напряжений. 2 ил. 4Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле металлических изделий методом вихревых токов, например разбраковке мате риалов по маркам по величине удельного электрического сопротивления материалов, при измерении толщины материала в условиях непостоянства толщины диэлектрического покрытия. 1Цельизобретения - повышение точности измерений эа счет замены блоков измерения параметров электрических сигналов механическим устройством измерения перемещения измери-: тельной катушки вихретокового преобразователя.На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2- график функции преобразования устройства при измерении удельной электрической проводимости образца.Устройство содержит накладной трансформаторный вихретоковый преобразователь ), включающий в себя возбуждающую катушку 2, измерительные катушки 3 и 4, микрометрический индикаторный блок 5, генератор 6 синусоидального тока, усилители 7 и 8 переменного напряжения, амплитудные детекторы 9 и 1 О, блок 1 сравнения, индикатор 12 баланса выходных напряжений.Измерительная катушка меньшего диаметра выполнена подвижной вдоль 35 .оси и соединена с подвижным штоком микрометрического индикаторного блока 5, корпус которого жестко связан с корпусом вихретокового преобразователя 1. В последнем расположены 40,25 тушки 2. Установив вихретоковыйпреобразователь, 1 на изделие, нажимают на выступающую часть подвижного штока,микрометрического индикаторного блока 5. Измерительная катушка 4 перемещается вниз до техпор, пока напряжения на выходах амплитудных детекторов 9 и 10 не будут равны. Величинаперемещения про"порциональиа, величине измеряемого 2возбуждающая катушка 2 и измерительная катушка 3 большего диаметра, которая через последовательно соединенные усилитель 7 и детектор 9 подключена к первому входу блока 11 сравнения, к второму входу которого. через последовательно соединенные усилитель 8 и детектор 10 подключен выход измерительной катушки 4 меньшего диаметра, к выходу которого подключен индикатор 12.Устройство работает следующим обрезом.Перед измерениями путем нажатия на выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторного блока 5 измерительная катушка 4 устанавливается в одной плоскости с ос-. тальными катушками вихретокового преобразователя 1. Изменяя усиление усилителя 8 переменного напряжения, подключенного к измерительной катушке 4, добиваются равенства напряжений, снимаемых с амплитудных детекторов 9 и 10. При этом на выходе индикатора 12 нулевое напряжение (стрелочный индикатор покажет ноль, а при использовании светового индикатора загорится соответствующего цвета лампочка). Устройство готово к работе.При установке вихретокового преобразователя 1 на контролируемое изделие напряжение на измерительных катушках 3 и 4 изменяется на различные величины, причем относительные изменения напряжения на измери-. тельной катушке 4 меньшего диаметра оказываются больше, чем на измерительной катушке 3 большего диаметра, если катушки расположены в одной1.221 плоскости. В свободном состояниикатушка 4 за счет действия пружинынаходится выше чем возбуждающаякатушка 2, Поэтому, установив.преобразователь 1 на изделие, нажимаютна выступающую часть подвижного штока микрометрического индикаторногоблока 5 и тем самым перемещают внизизмерительную катушку 4 до тех пор,пока напряжение на выходах амплитудных детекторов 9.и 10 не будут рав, ны Величина перемещения оказывается пропорциональной величине измеряемого параметра и отсчитываетсяот плоскости, в которой уравнивались 15напряжения измерительных катушек3 и 4 с помощью усилителя 8 передизмерениями.При измерении удельной электрической проводимости изделия зависимость между обобщенным параметромперемещения катушки р: сгй,где й - радиус возбуждающей катушки2, С - величина перемещения измерительной катушки, и обобщенным параметром элект офиэических параметровизделия : ,др , где и 3 в . круго,вая частота питающего тока, , =:4 й 10 -.И., 8 - удельная электричесМкая проводймость изделия для вихретокового преобразователя с параметрами 7,= 1;/к 0,5 и р:г (р 0,25,где г, - радиус измерительной катушки 3 й г - радиус измерительной ка-,тушки 4, в диапазоне изменения обоб- ЗЗщенного параметра зазора о(: 2.Ьр, == 0,1-0,5, где Ь - толщина диэлектриЧеского покрытия изделия, имеетвид, показанный на фиг.2. Такойпредварительно построенный при калибровке,устройства график можетбыть перенесен на шкалу микрометрического индикаторного блока 5. Тогда величина измеряемого параметраможет сразу сниматься со шкалы индикаторного блока 5. График (фиг,2),является частной реализацией функции преобразования устройства для 615 фуказанных значений обобщенных параметров. Из-за близкого сходства годографов выходных напряжений вихретокового преобразоВателя и толщиныи удельной электрической проводимости неферромагнитных проводящихизделий следует, что подобный график (фиг.2) может быть построен дляфункции преобразования устройства,используемого в качестве толщиномера. Наиболее точный график (фиг.2)получается в процессе калибровки нареальных изделиях,Формула изо бре т ения Устройство для измерения геометрических и электрофиэическнх параметров неферромагнитных проводящих изделий, содержащее генератор синусоидального тока, подключенный -к возбуждающей.катушке. накладного трансформаторного вихретокового преобра- зователя, содержащего соосно и в одной плоскости расположенные возбуждающую катушку и две измерительные катушки разного диаметра, два усилителя переменного напряжения, подключенных к выходам измерительных катушек, два амплитудных детектора, подключенных соответственно к выходам усилителей переменного напряжения, и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью поьапе- ния точности измерений, измерительные катушки вихретокового преобразователя расположены внутри возбуждающей катушки, причем измерительная катушка меньшего диаметра выполнена подвижной по своей оси и соединена с подвижным. штоком микрометрического индикаторного блока, корпус которого жестко связан с возбуждающей катуш- кой и измерительной катушкой больше-. го диаметра, а выходы амплитуднюь детекторов подключены к входам блока сравнения, выход которого подключен к входу индикатора..Ужгород, ул. Проектная,иал ПИП "Пат 1 б 10/53 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам иэобретен 113035, Москва, Ж7 Подписно ого комитета СССРи открытий Раушская наб.,