Преобразователь толщины в интервал времени

%ИУ-С . ,;,ЮЗ "Чд" дв сп Я ОБРЕТ ОРСНОМУ СВИ25отехнический инсти льство СССР7/06, 1986,ОЛШИНБ 1 В ИНТЕР средст етрии. точнотся к лщино шение образ вате 2 пол чни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКА(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТВАЛ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относвам электромагнитной тЦель изобретения - повьсти преобразования, Прсодержит накладные ист индукционный преобразователь 3, предназначенные для установки с двух сторон иэделия, схему обработки, а также индуктивно связанные катушку 9 ииндукционные преобразователи 1 О и11, образующие воздушный трансформатор. Благодаря тому, что катушка 9включена последовательно с источником 2 поля, а части обмоток преобразователей 10 и 11 зашунтированы переменными резисторами 12, 13, обеспечивается возможность калибровки преобразователя по двум стандартнымобразцам толщины и уменьшается количество проводов кабеля источника,80 22 помещают индукционный преобразователь 3, Источник 1 пилообразноготока формирует в источнике 2 магнитного поля пилообразный ток .(1)(фиг, 2). Синхронизация работы источника 1 тока осуществляется импульса-ми, формируемыми блоком 7 управления,частота которых выбирается такой,чтобы временной интервалсоответствовал двум условиям: величина С,должна быть больше времени существования возмущенного поля вихревых токов в неферромагнитном объекте контроля и кратна периоду питающей сети,что исключает влияние электропроводности на точность преобразования иобеспечивает высокую помехозащищенти,На этом же интервале все ЭДС достигают своих стационарных значений, пропорциональных скорости нарастания К тока .(т,), В момент 1 замыкается ключ 8 и на вход блока 5 интегрирования подается постоянная ЭДС е(1) положительной полярности, вследствие чего выходное напряжение 11 (1) этого блока линейно уменьшается. В момент 1, когда П(1 ) = О, срабатывает нуль-орган 6 и воздействует на блок 7 управления так, что ключ 8 размыкается и напряжение П,(1) остается равным нулю до начала следующего аналогичного цикла преобразования (момент т, ). Интервал .4 Хявляется выходной величиной преЬобразователя толщины в интервал времениОпыт эксплуатации комплектов толщиномеров, в состав которых входят известные преобразователи толщины в 55Источник 2 поля помешают на одну из поверхностей контролируемого объекта (не показан). На противоположную поверхность соосно с источником 1 13220Изобретение относится к средствам электромагнитной толщинометрии и может быть использовано для определения толщины неферромагнитных материалов и изделий, 5Цель изобретения в . повышение точности за счет устранения погрешностей, источниками которых является независимость аддитивного и мультипликативного членов градуировочной 10 характеристики преобразователя от текущего времени,На фиг, 1 показана блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы и таблица состояния ключей 15 (заштрихованные временные интервалы соответствуют замкнутому состоянию соответствующего ключа).Преобразователь содержит источник 1 пилообразного тока, источник 2 по ля, первый индукционный преобразователь 3, первый ключ 4, блок 5 интегрирования, куль-орган б, блок 7 управления, второй ключ 8, выход которого подключен к входу блока 5 ин тегрирования, первый выход блока управления подключен к управляющему входу первого ключа 4 и входу синхронизации источника 1 пилообразного тока, второй выход блока 7 управле ния подключен к управляющему входу второго ключа 8 и предназначен для подключения к индикатору. Преобразователь содержит также катушку 9 индуктивности, включенную между источником 2 поля и выходом источника 1 пилообразного тока, второй и третий индукционные преобра.зователи 10 и 11, с которыми индуктивно связана катушка 9, два переменных резистора 40 12 и 13, Преобразователи 10 и 11 выполнены с отводами между которыми включены соответственно переменные резисторы 12 и 13, а подвижные контакты последних подключены соответ ственно к первому индукционному преобразователю 3 и входу второго ключа 8, Конец катушки 9 и начало обмот.ки преобразователя 10 подключены к точке нулевого потенциала. Катушка 50 9 и преобразователи 1 О и 11 образуют воздушный трансформатор.Устройство работает следующим образом. ность.В момент обратного хода 1 ток (1) спадает до нулевого значения, которое поддерживается на временном интервале 1 - 1 = 2 . В этот жео омомент на концах преобразователей 3, 10 и 11 возникают импульсы ЭДС и замыкается ключ 4, импульсное напряжение йе(т,) отрицательной полярности интегрируется блоком 5 интегрирования на временном интервале тдостигая своего стационарного значения, В моментключ 4 размыкается и одновременно вновь возникает пилообразньй ток .(;). На временном интервале С - 1 = 7 блок 5. 2 о интегрирования отключен от источников сигналов и выполняет роль памя13220 интервал времени, свидетельствует о том, что основными источниками их долговременных погрешностей являются зависимости аддитивного а(С) и мультипликативного Ь(С) членов градуироночной характеристики преобразователя толщины в интервал времени от текущего времени, Поэтому необходимы два органа калибровки, один из которых позволяет приводить а(С) к номи нальному значению а , второй - Ь(С) к номинальному значению Ьо . При этом диапазон регулировок должен быть небольшим и составлять 1-2 Е от номинальных значений. 15Обозначим: Ы, - относительная часть витков обмотки преобразователя 11, к которой подключено полное сопротивление переменного резистора 13;- относительная часть полного со-Югг противления резистора 13 между средним выводом и выводом, подключенным к отводу обмотки преобразователя 11; е (С) - ЭДС полной обмотки преобразователя 11; 1.(С) = КС - закон изменения тока источника, его максимальное значение 1 -- 2 К,. Так как количество витков обмотки, зашунтированное резистором 13, мало (что следует непосредственно из необходимого и З 0 указанного диапазона регулировки), то путем выбора величины этого резистора обеспечивают практическое отсутствие шунтиронания этой обмотки, Тогда можно записать: 35 е(С) = 1-(1- Р) о 1 е,о (С) = аналогично для значения ЭДС е(С) 40 е г (С ) =1- ( 1-/3) с э е(С )= К,( р)е (С) тогда ( С - постоянная времени блока 5 интегрирования)г П (С ) = - 2 - К(М -К(р)М,)50 и выходной интервал времени (И - коэффициенты взаимоиндукции)М - К ( г)М 7=-2 "х Из последнего выражения следует что с помощью переменного резистор ЦО 413 возможна регулировка аддитивногоа(С) = а члена градуировочной характеристики, с помощью переменного резистора 12 - мультипликативногоЬ(С) = Ь члена,Калибровка выполняется с помощьюдвух стандартных образцов толщиныметодом итераций, Стандартные образцы снабжены торцевыми гнездами, вкоторых размещаются корпуса источника 2 и преобразователя 3,Вначале источник 2 и преобразова"тель 3 устанавливают на первый стандартный образец, получают соотнетствующее значение величины (при работе преобразователя в составе толщиномера результат получают непосредственно в единицах длины с помощьюцифрового индикатора). С помощьювторого стандартного образца аналогично получают второй отсчет. По значениям толщины стандартных образцови полученным отсчетам судят о том,какие органы калибровки - подвижныеконтакты переменных резисторов 12 и13 в какую сторону следует переместить. Затем с помощью стандартныхобразцов проверяют отсчеты.и, еслиэто необходимо, вновь выполняют операции калибровки,Формула изобретенияПреобразователь толщины в интервал времени, содержащий источник магнитного поля, соединенные последовательно индукционный преобразователь, первый ключ, блок интегрирования, нуль-орган и блок управления, источник пилообразного тока, второй и третий индукционные преобразователи и второй ключ, выход которого подключен к входу блока интегрирования, первыи выход блока управления подключен к управляющему входу первого ключа и входу синхронизации источника пилообразного тока, а второй выход блока управления подключен к управляющему входу второго ключа и предназначен для подключения к индикатору, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя переменными резисторами и катушкой индуктивности, включенной между источником поля и выходом источника пилообразного тока и индуКтивно связанной с вторым и третьим индукционными преобразователями, последние выполнены с отводами, между кОтОРыми Включен 111 соответстне 1 л 1 о СООТБЕТСТВЕН 11 О К 1 ЕОБОМУ И 11 Д 5 кг й, - . первый и второй переменные резисторы, но 1 я преобоязйо 11:.1 ел с и йй 5 ходч Б вороге подвижные контакты которых 1.1 одключены ключа. й пййййййййййй// 71 Составитель И, екунцкая Техред Л,Серд 1 окова К ктор И, Иуска О. Ир ак и 111 СК Ц игряическое предприятие г, Ужгород, ул. 1 роектная,но Тираж 67 Государс елам изоГ осква, Жвени етен р