Вихретоковое измерительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 01 1)5 С 01 И 27/90 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 0 л, Ь.й авиКоролкий,стионныи а(54) ВИХРЕТ УСТРОЙСТВО (57) Изобр рольно-изм быть испол ных систем параметров тение относится к контрительной технике и можетзовано в автоматизированонтрол зделий х управления дл неферромагнитны ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) АвторскоеМф 903527, кл. САвторское свЕ 1422127, кл. 2Целью изобретения является повышение точности измерения за счет автоматического тестирования процесса измерения и введения коррекции при отрицательном результате тестирования. Предварительно устройство калибруют, устанавливая вихретоковый преобразователь 4 на образцы с заданными свойствами, чем проверяются и корректируются пороги срабатывания компараторов 12 и 13. Затем осуществляется тестирование устройства путем переключения ключей 24,25 и 27, подключающих вспомогательную катушку 7 индуктивности. По результатам тестирования с помощью регистров 18 и 22 задаются коэффициенты передачи усили" теля 8 и фазовращателя 20. Аналогичное тестирование осуществляется и в, процессе контроля для коррекции возникающих погрешностей. 1 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано в автоматизированных системах управления для контроля парамет 5ров неферромагнитных изделий.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет автоматического тестирования процесса измере -ния и введения коррекции при отрицательном результате тестирования.На чертеже приведена структурнаясхема предложенного устройства.Устройство содержит последовательно соединенные генератора 1 прямоугольных импульсов, формирователь 2импульсов, усилитель 3 мощности,вихретоковый преобразователь 4, состоящий из компенсационной катушки 5индуктивности, измерительной катушки 6 индуктивности и вспомогательнойкатушки 7 индуктивностн, усилитель8, .синхронный детектор 9, коммутатор 10 и блок 11 автоматической калибровки. Блок 11 автоматической калибровки содержит два компаратора 12и 13, входы и выходы которых объединены и являются соответственно входоми выходом блока 11 автоматическойкалибровки, и источник 14 опорногонапряжения, подключенный к вторым входам компараторов 12,13,Устройство содержит также последовательно соединенные аналого-цифровойпреобразователь 15, подключенный квторому выходу коммутатора 10, выходкоторого объединен с выходами компараторов 12 и 13 контроллер 16 и блок17 вывода информации, последовательносоединенные регистр 18 подключенный 40к выходу контроллера 16, цифроаналоговый преобразователь 19 и Фазовращатель 20, опорный вход которого подключен. к Формирователю 2 импульсов, авыход соединен с синхронным детектором 9.Кроме того, устройство содержиткомпенсатор 21, включенный междувыходом формирователя 2 импульсов ивходом усилителя 8, регистр 22, включенный между контроллером 16 и управляющим входом усилителя 8, и блок 23тестирования, содержащий последовательно соединенные ключ 24, вход которого подключен к усилителю,3 мощности, а выход соединен с первым55концом вспомогательной катушки 7 индуктивности, второй ключ 25, резистор 26 и ключ 27, вход которого соединен с вторым концом вспомогательной катушки 7 индуктивности, а выход подключен к усилителю 8, причем управляющие входы ключей 24, 25 и 27 подключены к контроллеру 16.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 Формирует прямоугольные импульсы постоянной высокой частоты, которые поступают в Формирователь 2 импульсов.На выходах последнего формируется последовательность симметричных прямоугольных импульсов заданной частоты, поступающих одновременно на усилитель 3 мощности, компенсатор 21 и Фазовращатель 20. Последовательность импульсов с усилителя 3 мощности поступает на вихретоковый преобразователь 4, установленный на контролируемом изделии (не показано), Одновременно последоватегьность импульсов с компенсатора 21 поступает на вход уси-лителя 8 где происходит компенсация напряжения, вызванного неидентичностью компенсационной и измерительной катушек 5, 6 индуктивности вихре- токового преобразователя 4. Фазовращатель 20 Формирует необходимый сдвиг опорного напряжения, поступающий на опорный вход синхронного детектора 9. Сигнал с синхронного детектора 9 через коммутатор 10 поступает в зависимости от управляющего сигнала с контроллера 16 или на блок 11 автоматичессой .калибровки, или на аналого-цифровой преобразователь 15, а затем - на контроллер 16. Результаты контроля отображаются блоком 17 вывода информации.При настройке устройства вихретоковый преобразователь 4 устанавливается на эталонное изделие с минимальным уровнем контролируемого параметра и выбирается порог срабатывания компаратора 12 при срабатывании которого цифровой контроллер 16 прекращает изменять содержимое регистра 18 и приводит адиативный тест. Вход ана" лого-цифрового преобразователя 15 подключается через коммутатор 10 к выходу синхронного детектора 9 и замыкается первый электронный ключ 25. Таким образом, параллельно компенсирующей катушке 5 индуктивности включен контур из вспомогательной катушки 7 индуктивности и резистора 26. Результаты тестирования запоминаются в30 40 45 50 55 5 16528 контроллере 16. После этого цифровой контроллер 16 переходит в режим наст- ройкИ "максимума". Выдается сообщение на блок 17 вывода информации.устанав 5 ливается эталонный образец с максимальным значением контролируемого параметра, и цифровой контроллер 16 подключает выход синхронного детектора 9 через коммутатор О к входу компараторов 12 и 13, увеличивает содержимое регистра 22 и проверяет состояние второго компаратора 13.При увеличении содержимого регистра 22 увеличивается коэффициент усиле ния усилителя 8, а следовательно, и напряжение на выходе синхронного детектора 9, Как только напряжение на выходе синхронного детектора 9 достигает максимального значения, срабаты вает второй компаратор 13 и контроллер 16 прекращает увеличивать содержимое регистра 22. Опорное напряжение на вторых входах первого 12 и второго 13 компараторов задается ис точником 14 опорных напряжений и устанавливается соответственно минимальному и максимальному сигналам синхронного детектора 9. После срабатывания второго компаратора 13 контроллер 16 проводит мультипликативный тест, заключающийся в подключении выхода синхронного детектора 9 через коммутатор 10 к входу аналого-циФрового преобразователя 15 и подключении параллельно компенсирующей катушке 5 индуктивности вспомогательную катушку 7 индуктивности через замкнутые электронные ключи 24 и 27. Включение двух катушек параллельно изменяет их сопротивление, Можно так подобрать сопротивление катушек, что ток, протекающий через вихретоковый преобразователь 4, практически не изменится, а на входе усилителя 8 появится дополнительный сигнал, значение которого определяется заранее и запоминается в памяти контроллера 16.После этого контроллер переходит в режим измерения. Выход синхронного детектора 9 подключается к входу аналого-цифрового преобразователя 15 через коммутатор 10. Контроллер 16 проводит измерение, аддитивный и мультипликативный тесты и, если они проходят, выдает измеренное значение (предварительно преобразовав их в 96 6контролируемый параметр) в блок 17 вывода информации. Преобразование осуществляется программно и основывается на значениях эталонных образцов. Эти величины заранее внесены в программу контроллера 16. В случае изменения коэффициента передачи усилителя 8 или фазовращателя 20 контроллер 16 программно изменяет содержимое регистров 18 и 22, добиваясь прохождения тестов, и только после этого выдает измеренный параметр в блок 17 вывода информации,Формула изобретения Вихретоковое измерительное устройство, содержащее последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, Формирователь импульсов, усилитель мощности, вихретоковый преобразователь, состоящий из последовательно соединенных соосно расположенных измеригельной и компенсационной катушек индуктивности, выходом которых является их общая точка, усилитель, синхронный детектор и коммутатор, фазовращатель, включенный между выходом Формирователя импульсов и опорным входом синхронного детектора, компенсатор, подключенный между выходом формирователя импульсов и входом усилителя, и блок тестирования,выполненный в виде последовательно соединенных в замкнутую цепь вспомогательной катушки индуктивности, резистора и ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем, подключенным к выходу коммутатора контроллером и блоком выдачи информации, последовательно соединенными первым регистром, подключенным к выходу контроллера, и цифроаналоговым преобразователем, соединенным с управляющим входом фазовращателя, вторым регистром, включенным между выходом контроллера и управляющим входом усилителя, вторым ключом, включенным между выходом усилителя мощности и первым концом вспомогательной катушки индуктивности, третьим ключом, включенным междувторым концом вспомогательной катушки . индуктивности и входом усилителя, и блоком автоматической калибровки,Тираж 407 Заказ 1769 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Пооизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 выполненным в виде двух компараторОв, входы которых подключены к коммутатору, а выходы соединены с контроллером, и источника опорного напряжения, подключенного к вторым входамкомпараторов, управляющие входы всехключей и коммутатора подключены кконтроллеру.