Устройство для контроля физико-механических параметров ферромагнитных материалов

.8)етельство СССР И 27/90, 1986.КОНТРОЛЯ ФИЗИКО- ТРОВ ФЕРРОМАГНИТОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, Цельюизобретения является повышение точности устройства и его быстродействияВ устройство введены фильтр 8низких частот, компараторы 9 и 10,дифференциальный и интегрирующий услители 12 и 13, сумматор 14, регу,.Я 01453310 лируемые источники 11 и 15 опорногонапряжения и генератор 16 тактовыхимпульсов. В случае, если контролируемое свойство детали отклонилосьот нормы, индуктивность датчика 4меняется. Периодическое замыканиеключа 3 под действием тактовых импульсов приводит к появлению навходе компараторов 9 и 10 переменного напряжения. Если изменение свойства превысило предельное значение,амплитуда сигнала на входе компараторов 9, 10 превысит пороги ихсрабатывания, при этом усилителями12 и 13 на сумматоре 14 формируютнапряжение управления генератором 1.Частота генератора 1 меняется до техпор, пока новое значение рабочейчастоты не будет соответствовать собственной частоте контура, включающего индуктивный датчик 4. 2 ил.а 3.во работает следующи ст Характеика 4, ем финальная енераторато удвоен истикость стота расс ндуктивннденсатораперестраива итываются т дати ноого ение реактивного Изобретение относится к контроль-но-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля магнитной проницаемости и электропровод 5ности ферромагнитных материалов.Целью изобретения является повышение точности и скорости контроляпараметров материалов за счет автоматизации подстройки рабочей часто Оты генератора,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма напряжений сигналов в различных цепях устройства. 15Устройство содержит соединенныепоследовательно перестраиваемый генератор 1, эталонный резистор 2,ключ 3, индуктивный датчик 4, второйвывод которого соединен с вторым выходом перестраиваемого генератора 1,конденсатор 5, второй вывод которогосоединен С общей точкой эталонногорезистора 2 и ключа З,амплитудный детектор 6, второй вход которого сое динен с первым выходом перестраиваемого генератора 1, и измеритель 7 частотыУстройство также содержит фильтр8 низких частот, вход которого соедиОнен с выходом амплитудного детектора 6, первый 9 и второй 10 компараторы, первый вход каждого из которыхсоединен с выходом фильтра 8 низкихчастот, первый регулируемый источник11 опорного напряжения, выход которого соединен с.вторыми входами первого 9 и второго 10 компараторов,соединенные последовательно дифференциальный усилитель 12, два входа ко торого соединены с выходами соответственно первого 9 и второго 10 компараторов 9 и 10, интегрирующий усилитель 13, сумматор 14, выход которого соединен с управляющим входом 45перестраиваемого генератора 1, второйрегулируемый источник 15 опорного напряжения, выход которого соединен свторым входом сумматора 14, и гене-ратор 16 тактовых импульсов, выходкоторого соединен с управляющимвходом ключсопротивления Х 1 индуктивного датчика 4 равно реактивному сопротивлению Хс конденсатора 5 2 Х= периодически разрывает цепь индуктивности датчика 4. Если при заданной вторым регулируемым источником15 опорного напряжения частоте выход.ного напряжения перестраиваемого генератора 1 выполняется условие (1),то снимаемый с эталонного резистора2 и поступающий на вход амплитудногодетектора 6 сигнал Пне меняется поамплитуде. Это следует из уравнениядля тока 1 в неразветвленной частицепи, состоящей из параллельно соединенных индуктивного датчика 4 иконденсатора 5, подключенных к источнику переменного напряжения(2) где П выходное напряжератора 1;реактивная провокомпенсирующегора; нсатосоответственно активна еактив уктивн проводимост преобразователя. цепи и включениидатчика 4, вели - Ь ) не меняетс;е меняется ина эталонном реудалении из индуктивного сражения (Ьв цеп наа ледовательн мплит истор мплит еизме да сигнал 2. Вэ дного деучае на выходера 6 формируетсяуде сигнал несут ек пл ыи по Рабочая частота управляемого напряжением перестраиваемого генератора 1 определяется параметрами его схемы и величиной входного напряжения, которое устанавливается вторым регулируемым источником 15 опорного напряжения, При включении устройства на выходе перестраиваемого генератора 1 появляется переменное напряжение, поступающее на индуктивный датчик 4. На выходе генератора 16 тактовых импульсов формируются импульсы прямоугольной формы заданной длительности, частота следования которых значительно (обычно на порядок) меньше рабочей частоты перестраиваемого генератора 1Эти импульсы управляют работой полупроводникового ключа 3, который1453310 Ф о р м у л а изобретения Устройство для контроля физико- механических параметров ферромагнитных материалов, содержащее соединенные последовательно перестраиваемый генератор, эталонный резистор, ключ, индуктивный датчик, второй вывод которого соединен с вторым выходом перестраиваемого генератора, конденсатор, второй вывод которого соединен с общей точкой эталонного резистора и ключа, и амплитудный детектор, второй вход которого соединен с первым выходом перестраиваемого генератора, и измеритель частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, устройство снабжено фильтром низких частот, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, первым и вторым компараторами, первый вход каждого из которых соединен с выходом фильтра низких частот, первым регулируемым источником опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом каждого из компараторов, соединенными последовательно дифференциальным усилителем, два выхода которого соединены с выходами соответственнопервого и второго компараторов, интегрирующим Усилителем и сумматором, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого генератора, вторым регулируемым источником опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа. щей частоты, равный номинальной частоте колебаний перестраиваемого генератора 1, Выходное напряжение фильтра 8 низких частот меньше напряжения5Упор срабатывания компараторов 9и 10, сигнал на выходе дифференциального усилителя 12 отсутствует, а выходное напряжение Б интегрирующегоусилителя 13 равно нулю. Результирующий сигнал на выходе сумматора 14,определяющий частоту колебаний напряжения перестраиваемого генератора 1,равен при этом по величине выходномунапряжению первого регулируемого источника 15 опорного напряжения.Отклонение контролируемого нраметра от заданного значения, на которое первоначально была настроенасхема, приводит к нарушению условия 20(1), Тогда при работе ключа 3 напря(жение Н , П я становится модулированным по амплитуде (фиг. 2). Периодическое увеличение амплитуды сигналаП по сравнению с исходным или,25наоборот, уменьшение (сигнал П)йв момент удаления из цепи индуктивного датчика 4 соответствует отклонению контролируемого параметра в однуили другую сторону от заданного значения, В первом случае выходной сигнал Б Фильтра 8 нижних частот имеетпериодическое положительное превышение над пороговым уровнем П комПОРпараторов 9 и 10. Первый компаратор9, имеющий отклик на положительноепревышение входного сигнала над установленным уровнем Бр срабатывания, начинает периодически срабатывать. На его выходе и на выходе 40дифференциального усилителя формируются положительные импульсы прямоугольной формы. Выходное напряжениеБч интегрирующего усилителя 13уменьшается, и результирующее напряжение на выходе сумматора 14 увеличивается, частота колебаний выходного напряжения перестраиваемого генератора 1 увеличивается. Это увеличение продолжается до тех пор, пока 50вновь начинает выполняться условие(1). Во втором случае начинает срабатывать второй компаратор 10, имеющий отклик на отрицательное превышение входного сигнала над установленным уровнем Ц, срабатывания. На выходе дифференциального усилителя 12 появляются отрицательные импульсы Б , выходное напряжение Бинтегрирующего усилителя 13 увеличиваетя, частота перестраиваемого генеатора 1 уменьшается до величины, ри которой выполняется условие (1).1453310 Составитель И. РекуноваТехред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко Редактор О. Головач4Заказ 7278/4 1 Тираж 788 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектна я 4