Преобразователь толщины в интервал времени

(2 4 б О В 7/06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Львовский лесотехничеекий институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОЛЩИНЫВ ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение предназначено для контроля толщин электропроводящих неферромагнитных изделий. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Дляэтого источник 2 магнитного поля, запиты 801355861 ваемый от источника 1 треугольного тока, создает изменяющееся магнитное поле. На выходе индукционного преобразователя, состоящего из двух катушек 3 и 4, формируются сигналы, соответствующие ЭДС, наводимой в одной катушке, и разности ЗДС, наводимых в обеих катушках. Усилители 6 и 11 усиливают данные сигналы в соответствующее число раз, обеспечивающее оптимальные условия преобразования. Ключи 7 и 12 поочередно подключают выходы усилителей к входу интегратора 8, сигнал с которого обрабатывается нудь-органом 9. Схема 10 управления обеспечивает режим функционирования устройства. 3 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения толщины неферромагнитных материалов и изделий электромагнитным методом.Цель изобретения - повышение точности преобразования толщины в интервал времени за счет увеличения отношения сигнал/шум измерительной цепи преобразователя.На фиг, 1 представлена структурнаясхема преобразователя толщины в интервалвремени; на фиг. 2 - конструкция и взаимное расположение источника поля и индукционного преобразователя; на фиг. 3 временные диаграммы и таблица состояния ключей, поясняющие работу устройства.Преобразователь толщины в интервал 510 времени содержит последовательно соединенные источник 1 треугольного тока 1(1)и источник 2 магнитного поля, последовательно соединенные индукционный преобразователь, состоящий из двух идентичных катушек 3 и 4, соединенных последовательно-встречно и размещенных на каркасе 5,первый усилитель 6, первый ключ 7, интегратор 8; нуль-орган 9 и схему 10 управления,выход которой подключен к входу источника 1, и последовательно соединенные второй усилитель 11 и второй ключ 12, которые включены между общей точкой катушек 3 и 4 и входом интегратора 8. Второй и третий выходы схемы 10 управле 30ния соединены с вторыми входами ключей 7и 12.Устройство работает следующим образом.Источник 2 поля и индукционный преобразователь поля в виде катушек 3 и 4 накладывают на разные поверхности изделия (не показано) в контролируемой зонесоосно относительно друг друга, При этомони занимают положение, показанное нафиг. 2. Временные соотношения при работепреобразователя выбираются исходя измаксимального значения удельной электрической проводимости о и размеров изделия,толщина которого подлежит преобразованию в интервал времени, При этом определяющим временным параметром является длительность т- переходного процессаустановления стационарных значений ЭДС45(е) катушки 3 и разности (Ле) ЭДС, наводимых в катушках 3 и 4. Величинатат выбирается из соотношения твт(птс, гдетс - длительность периода сетевого напряжения, т - целое цисло. Величина т-, аследовательно, и т тем больше, чем вышезначение о и чем больше измеряемая толщина,Источник 1 треугольного тока 1с помощью источника 2 магнитного поля создает в окружающем пространстве изменяющееся по треугольному закону во времени магнитное поле. Длительность импульсов(1 су синхронизации источника 1, формируемых на соответствующем выходе схемы 10 управления, выбирается исходя из двух условий; она должна быть больше величины т, что исключает влияние о и размеров возможных электропроводящих включений на точность преобразования толщины в интервал времени, и кратна величине т., что обеспечивает высокую по. мехозащищенность процесса преобразования,В момент 1 о (фиг. 3) ток 1(1) начинает линейно нарастать от нулевого значения и ЭДС е и Ле начинают изменяться от предшествующих положительных стационарныхзначений +е и +е к последующим отрицательным стационарным значениям - е и - Ле. При этом длительности переходныхпроцессов становления одинаковы и равныт . В момент 11 переходные процессы завершаются, и в момент 1 прихода ближайшего импульса Ь замыкается ключ12 и постоянное отрицательное напряжение Б 1= - Ке, где К - коэффициент усилителя 11, интегрируется интегратором 8. При этом выходное напряжение интегратора 8 11, линейно возрастает от начального нулевого значения до момента 1 з. Таким образом процесс интегрирования осуществляется за время, равное периоду тс питающей сети.В момент Ь начинается линейный спадтока 1(1) и ЭДС е и е вновь начинают изменяться от стационарных значений - е и - Ле к стационарным значениям +е и +Ье соответственно, На временном интервале 1; - 1 з, большем твт и кратном тс, интегратор 8 отключен от источников сигналов (ключи 7 и 12 разомкнуты) и выполняет функцию аналогового запоминающего устройства его выходнное напряжение 11, не изменяется. В момент 1 замыкается ключ 7 и на вход интегратора 8 подается постоянное напряжение 112= К Ле, где К 2 - коэффициент усилителя 6, по абсолютной величине большее напряжения1.1 , что необходимо для обратного возвращения Б,. по линейному закону во времени за интервал времени, меньший времени интегрирования напряжения 11 ь В момент 1,. когда значение становится равным нулю, срабатывает нуль- орган 9, воздействуя на схему управления так, что ключ 7 размыкается и выходное напряжение интегратора 8 остается равным нулю до начала следующего аналогичного цикла преобразования (16). Временной интервал т= - 1 в , во врЕмя которого на выходе схемы 1 О управления формируется напряжение 1.1, является выходной информационной величиной, которая практически линейно зависит от толщины контролируемого объекта.Для данного преобразователя величи. на т прямо пропорциональна значению М(х - 1/2) - М(х+ 1./2)где М (х - 1 /2)и М (х+ 1-/2) - коэффициенты взаимной индукции катушки источи ка 2магнитного поля с катушками 3 и 4 соответственно.1./2 - сдвиг центров катушек 3 и 4относительно центра каркаса 5.х - расстояние от центра каркаса 5 до центра каркаса источника 2 поля.формула изобретенияПреобразователь толщины в интервал вре мени, содержащий источник магнитного поля, индукционный преобразователь, выполненный в виде каркаса с расположенной на нем парой идентичных катушек с прямоугольным сечением обмоток, разделенных средней щекой и соединенных последовательно-встречно, соединенные последовательно первый ключ, интегратор, нуль-орган, схему управления и источник треугольного тока, выход которого подключен к источнику магнитного попя, второй ключ, выход которого подключен к интегратору, входы управления первого и второго ключей подключены соответственно к второму и третьему выходам схемы управления, отличаюиийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен двумя дифференциальными усилителями, неинвертирующие входы которых подключены соответственно к выходу индукционного преобразователя и к обшей точке соединения катушек индукционного преобразователя, а их выходы - к вторым входам ключей.1355861 7 равцова рыт тна Редактор А. ОгарЗаказ 545136ВНИИПИ Государств13035,Производственно-по,Составитель И. Реку Техред И. Верес Тираж 6.77енного комитета СССРМосква, Ж - 35, Раушиграфицеское предприя Корректор О.Подписноеделам изобретений икая наб., д. 45е, г. Ужгород, ул. Пр