Устройство для измерения относительной величины удельной электрической проводимости материалов

.Ах и 382 ю 0 01,й Н БРЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСА ИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 61) 137412021) 4416859/24-2122) 29.02,8846) 07.08.90. Бюл. М 2971) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева72) А.Р,Шишкин, В,Н,Сугров, В.Н.Учанин и В.Г.Рыбачук3) 621.317(088,8)6) Авторское свидетельство СССР М 1374120, кл. 6 01 й 27/90, 1986. ( 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТОСИТЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ УДЕЛЬНОЙЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ МАЕРИАЛОВ(7) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения огносительной величины удельной электрической проводимости материалов и изделий. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет стабилизации величины установочного зазора путем введения новых Связей и новых блоков, а именно электромагнита, пружины 38, диэлектрической гильзы 34, источника 28 регулируемого опорного напряжения, второго компаратора 32, второго устройства 33 световой сигнализации, четвертого блока 27 вычитания, интегратора 29, ключа 30 и усилителя 31 мощности. Стабилизация величин коэффициентов преобразования изменением величины установочного зазора позволяет поддерживать постоянным расстояние между катушками и металлической поверхностью контролируемого изделия вне зависимости от величины воздушного зазора и толщины диэлектрического покрытия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,10 15 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, может быть использовано для измерения относительной величины удельной электрической проводимости материалов и изделий и является усовершенствованием устройства по авт. св. % 1374120,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет стабилизации величины установочного зазора.На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения относительной величины удельной электрической продимости материалов.Устройство содержит генераторы 1 - 3 переменного тока, выходы которых подключены к входам первого коммутатора 4, второй коммутатор 5, управляющий вход которого соединен с управляющим входом коммутатора 4, вихретоковый преобразователь 6, имеющий возбуждающую катушку 7, подключенную к выходу первого коммутатора 5, и измерительную катушку 8, подключенную к усилителю 9, выход которого через амплитудный детектор 10 подключен к входу второго коммутатора 5, генератор 11 тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов 4 и 5, к выходам второо коммутатора 5 подключены первый, второй, третий и четвертый блоки 12 - 15 памяти соответственно, первый блок 16 вычитания, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и четвертого блоков 12 и 15 памяти соответственно, второй блок 17 вычитания, первый и второй входы которого подключены к выходам второго и третьего блоков 13 и 14 памяти соответственно, третий блок 18 вычитания, первый вход, которого соединен через первый масштабный преобразователь 19 с выходом первого блока 12 памяти, а второй и третий входы - с выходами второго и третьего блоков 13 и 14 памяти соответственно, второй масштабный преобразователь 20, вход которого подключен к выходу блока 21 деления, а выход - к последовательно соединенным экспоненциальному функциональному преобразователю 22 и индикатору 23, блок 24 управления, выход которого соединен с угц)авляющими входами генераторов 1-3, последовательно соединенные первый компаратор 25, и первое устройство 26 световой сигнализации, четвертый блок 27 вычитания, первый вход которого подключен к источнику 28 регулируемого опорного напряжения, а второй вход - к выходу второго блока 17 вычитания, последовательно соединенные интегратор 29, вход, которого подключен к выходу четвертого блока 27 вычитания, ключ 30 и усилитель 31 мощности, последовательно соединенные второй компаратор 32, вход которого, подключен к выходу четвертого блока 27 вычитания, и второе устройство 33 световой сигнализации, причем выход третьего блока 18 вычитания соединен с входом блока 24 управления и с входом первого компаратора 25, выход которого также соединен с входом генератора 11 тактовых импульсов, а первый и второй входы блока 21 деления подключены к выходам первого 16 и второго 17 блоков вычитания соответственно,Вихретоковый преобразователь б содержит диэлектрическую гильзу 34, соленоид 35, подключенный к выходу усилителя 31 мощности, якорь 36, диэлектрический. каркас 37 и пружину 38, Диэлектрический каркас 37 и якорь 36 образуют подвижный шток, который вместе с соленоидом 35 образуют электромагнит,Устройство работает следующим образом.В процессе калибровки ключ 30 размыкают, вихретоковый преобразователь б устанавливают на эталонное изделие с известной величиной удельной электрической проводимости сЬ, Между вихретоковым преобразователем 6 и эталонным изделием (не показано) устанавливают диэлектрическую пластинку, толщина Ь которой должна быть равна максимально возможному зазору между иэделием и вихретоковым преобразователем в процессе измерения. Процесс калибровки проводится в три такта. Б первом, втором, третьем тактах с помощью первого коммутатора 4 к возбуждающей катушке 7 подключаются генераторы 1 - 3, частоты которых равны соответственно щ 1, а =- в 1 и, из = э 1/и, где п 1, Выходной сигнал с измерительной катушки 8 усиливается усилителем 9 и выпрямляется амплитудным детектором 10. Работой синхронно работающих коммутаторов 4 и 5 управляет генератор 11 тактовых импульсов. Б блоках 12 - 14 памяти запоминаются величины сигналов О, О 2 и Оз вихретокового преобразователя 6, полученные в первом, втором и третьем тактах калибровки соответственно. На первый вход третьего блока 18 вычитания с выхода масштабного преобразователя 19 с коэффициентом преобразования, равным двум, поступает сигнал 201, на второй вход блока 18 поступает сигнал О 2, на третий вход блока 18 поступает сигнал Оз. Блок 24 управления изменяет одновременно величины частот го 1, а 2 и аз генераторов 1-3 до тех пор, пока,ио - магнитная постоянная,так как только для логарифмической функции верна зависимостьи ух = и у+ и х,При достижении равенства 201 - 02- Оз == 0 на выходе первого компаратора 25 формируется сигнал, от которого сработает устройство 26 световой сигнализации, а блок.24 управления в дальнейшем перестает изменять частоты в 1, в 2 и из.После срабатывания устройства 26 световой сигнализации изменяют величину 20сигнала Ооп с источника 28 регулируемогоопорного напряжения до тех пор, пока несрабатывает устройство 33 световой сигнализации, Тэк кэк с выхода блока 17 вычитания поступает сигнал 02 - Оз, то Ооп = 02 -- Оз, в дальнейшем величину Ооп не изменяют.На этом операции, связанные с калибровкой, заканчиваются. В процессе измерения преобразователь 6 устанавливают наконтролируемое изделие с неизвестной величиной удельной электрической проводимости о, и замыкают ключ 30, При этом вблоках 15, 13, 14 памяти с помощью коммутатора 5, управляемого блоком 11. запоминаются величины 04, Об и 06, полученныесоответственно в первом, втором и третьемтактах измерения. С учетом (1) имеем Данное устройство позволяет измерять величину я/от в условиях заданных изменений установочного зазора. в том числе в тех случаях, когда он состоит из воздушного зазора и диэлектрического покрытия нэ ,;зделии зэ счет поддержан,я ст;.ого определенной величины зэзсрэ ме-:сду катушками вихретокового преобрэзсгзтя и метэллиЧЕСКОй ПОВЕрХНОСтЬЮ КОНтр:,.з, :ру.".4 О:О:З делия. Измерение величины ";гтэ, дэн:,ь.м устройством позволит также исклю игь ошибки, связанные с неправильной оценкой диапазона возможного измензнияВ случае, если в процесса измерения тз окажется больше т, то втягиванием якоря 36 не удается добиться срабатывая ч загорания) устройства 33 световой сиг;:л: пззц.и которое наступает только пр Ьз = з, .:то явление свидетельствует о том, чо, в процессе калибровки использогэлэсь дэлсктрическая пластинка, толщина которой Ь меньше возможного диапазоназ,зн:., я установочного зазора, Измение лши:, имитатора зазора и "бг,зэтос о диэпэзойл сорэ Вг,:,. : .:,-: тз (1, данное устрой:. о мо,о игпсзьзовгть и для большего диэпэзочэ нзь,1, зч с-гновочного зазора,40 не выполнится условие 201 - 02 -- Оз = О,При этом функция преобразования устройства принимает вид. 01 = ао + а 1 и Дт;О =ао+а 1 пДт /п;Оз = ао + а 1 и ДтМп;04 =ао +а 1 при;Оь =ао +а 1 и фй); 4506 =ао +а 1 и ри/й),гдгери тд ф, Ва;а ао, а 1, а 1 - коэффициенты, описыва 1ющие функцию преобразования устройствапри установке преобразователя 6 на контролируемое изделие.При установке преобразователя 6 нэконтролируемое изделие может возникнутьзазор Ьз 1, например, изделие покрытослоем краски. В общем случае ао Ф а, а 11а 1, поэтому в таких случаях возможныошибки измерения о/оэт,В данном устройстве за счет изменения положения катушек 7 и 8 устраняется указанный недостаток, Это происходит следующим образом. Сигнал Оь - 06= а 1 и и поступает на второй вход блока 27 вычитания,на первый вход которого поступает сигналОы = а 1 пп. Если а 11 а 1, то на выходе интегратора 29 появится ненулевой сигнал и через замкнутый ключ 30 сигналрассогласования поступит на усилитель 31мощности, выход которого подключен к соленоиду 35. Якорь 36 и неподвижно связанный с ним каркас 37 будет втягиваться. Вустановившемся режиме, когда на входе интегратора 29 будет сигнал равный нулю, величина сигнала, на выходе усилителя 31мощности не будет изменяться, 02 - Оз = Оь - 06, т.е, ао = = ао ., а 1 = а 1. При этом сработает(загорится) вторично устройство 33 световой сигнализации, чтс означает, чтосформиоовавшийся зэзоо между каркасом37 и контролируемым изделием будет равензазору при полировке, Сигнал04 - 01 а 1 и п/ этс выхода блока 2 деО - 06 э 1 ппления через второй масштабный преобразователь 20 с коэффициенто;1 и;.обрэзогэнияравным 2 пп поступает на вход экспоненциального функционального преобразователя22, с выхода которогс сигнал21 п/3 пlЗзтО =е = (Ъ/ггзт поступает нэ индикатор 23,1583829 Формула изобретения Составитель В,СеменчукТехред М.Моргентал Корректор М,Самборская Редактор В.Бугренкова Заказ 2250 Тираж 513 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 1. Устройство для измерения.относительной величины удельной электрической проводимости материалов по авт, св, М 1374120, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено блоком управления электромагнитом, а накладной вихретоковый преобразователь снабжен диэлектрической гильзой, пружиной и электромагнитом, состоящим из соленоида и подвижного штока, содержащего якорь и диэлектрический каркас, вход которого подключен к выходу, второго блока вычитания, а выход соединен с соленоидом электромагнита, причем катушка накладного вихретокового преобразователя закреплена на диэлектрическом каркасе подвижного штока, а пружина размещена между подвижным штоком и дном диэлектрической гильзы, охватывающей подвижной шток.5 2. Устройство по и. 1; о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления электромагнитом содержит источник регулируемого опорного напряжения, последовательно соединенные четвертый блок вычитания, 10 интегратор, ключ, усилитель мощности и соленоид, последовательно соединенные второй компаратор, выход которого подключен к выходу четвертого блока вычитания, и блок световой сигнализации, причем выход ис точника регулируемого опорного напряжения соединен с первым входом четвертого блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго блока вычитания.