Способ измерения относительной величины удельной электрической проводимости электропроводящих изделий и устройство для его осуществления

(19) (11) 4 А И 27/90 13.1". г).ФЧ с 13ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 24-21 стивеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРО ВОДИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано при контроле изделий в зонах сварочных швов, где требуется измерить не абсолютное значение удельной электрической проводимости, а относительную величину ее изменения,возникшую после сварки. Устройство,реализующее способ, содержит генератор 1 переменного тока, коммутаторы4 и 5, накладной вихретоковый преобразователь 6 с катушками 7 и 8, усилитель 9, амплитудный детектор 10,генератор 11 тактовых импульсов, блоки 12 15 памяти, блоки 16 18 вычитания, масштабный преобразователь19, блок 21 деления, индикатор 23 иблок 24 управления. В устройство вдены генераторы 2 и 3 переменноготока, масштабный преобразователь 20,экспоненциальный функциональный преобразователь 22, компаратор 25 иобобщенного параметра для эталонногопараметра для эталонного участкаконтролируемого изделия во второмтакте измерения. Таким образом, вовтором такте измерения выходной сигнал равен 11 =а,1 п(Я)+а(3) 10 Значение Б запоминают. В третьем такте измерения вихретоковый преобразователь возбуждают током И, = и, /п и выходной сигнал 15(6) 55 Таким образом, преобразуя зафиксированные значения Б Б , Б , 0 согласно правой части выражения (6), поФормируют сигнал 11=20, -Б -Б . Если У равно нулю, то зависимости О. = =Г( ) действительно будут описы ваться уравнениями (2 - 4). В противном случае сигнал Ц отличен от нуля. Для получения заданного вида зависимостей (2 - 4) применяют частоту питания я, пропорционально величине 25 11 и вновь проводят три такта измерения на эталонном участке контролируемого изделия. Вновь определяют величину Б. Изменения частоты возбуждающего вихретоковый преобразователь тока производится до тех пор, пока величина Б не будет равна нулю с заданной точностью. Установив частоту а, , на которой в диапазоне ( ,/ п-Гй), выходной сигнал описывает 35 ся линейным уравнением заданного вида, переходят к операции измерения относительной величины удельной электрической проводимости исследуемого участка контролируемого изделия. Для этого вихретоковый преобразователь возбуждают током найденной частоты Я, и устанавливают на исследуемый участок контролируемого изделия: Выходной сигнал Б определится в виде 45 лучим относительную величину удельной электрической проводимости контролируемого участка изделия, Полученный результат не зависит от значений параметров функции преобразования и не требует мер по их стабилизации.В первом такте измерения устройством, реализующим способ, генератор 1 питает через коммутатор 4 возбуждающую катушку 7 вихретокового преобразователя 6 током частоты ы, . Наведенные в эталонном участке контролируемого изделия (на чертеже не показано) вихревые токи возбуждают в измерительной катушке вихретокового преобразователя 6 напряжение Б которое усиливается усилителем 9, детектируется амплитудным детектором 10 и через коммутатор 5 записывается в блок памяти 12, Работой коммутаторов 4 и 5 управляет генератор тактовых импульсов 11. Во втором такте измерения генератор тактовых импульсов 11 на вход коммутатора 4 подключает генератор 2 с возбуждающей частотой= (а, и, где и ) 1, а выход коммутатора 5 подключает к блоку памяти 13, где запоминается амплитуда напряжения Б с измерительной катушкой 8 вихретокового преобразователя 6. В третьем такте измерения генератор тактовых импульсов 11 подключает на вход коммутатора 4 выход генератора 3 с возбуждающей частотой Ы = и, /и, а выход коммутатора 5 подключает к блоку памяти 14, где амплитуда напряжения Б с измерительной катушкой 8 вихретокового преобразователя 6В этом такте измерения генератор тактовых импульсов 11 ждет управляющего сигнала от двухуровневого компаратора 25, Управляющий сигнал формируется на выходе третьего блока 18, в виде 0=20 -Б -Уз, на входы которого поступают сигналы с первого блока памяти 12 через первый масштабный преобразователь 19, второго блока памяти 13 и третьего блока памяти 14. Если Б отлично от нуля, что возможно при аппроксимации в заданном диапазоне изменения двухчленной линейной функцией с большей погрешностью, то компаратор 25 не срабатывает и генератор тактовых импульсов 11 продолжает работать в автоматическом режиме. Сигнал У воздействует на блок управления 24 (включает в себя в одном из вариантов усилитель и полуиро 1374120водниковый элемент вариатор, величина сопротивления которого зависит от приложенного напряжения). Блок управления 24 одновременно меняет частоту выходных сигналов всех генераторов 1-3 пропорционально величине. Вновь генератор тактовых импульсов 11, работающий в автоматическом режиме, проводит три такта измерения и 10 в блоках памяти 12-14 появляются новые значения У-П. Описанные операции автоматически повторяются до тех пор, пока на выходе третьего блока 18 не появится нулевой сигнал с заданной точностью. Нулевой сигнал У через компаратор 25 выводит генератор тактовых импульсов 11 из автоматического режима. При этом коммутаторы 4 и 5 переключатся в положение, 20 соответствующее первому такту измерения, в блоках памяти 12-14 останутся сигналы П, -У, соответствующие нулевому сигналу П. В блоке световой индикации 26 загорится лампочка, сиг нализирующая об окончании работы на эталонном участке контролируемого изделия. После этого вихретоковый преобразователь 6 устанавливают на контролируемый участок изделия. Амплитуда возникшего на измерительной отметке "8" вихретокового преобразователя 6 напряжения П после идентичных с напряжениями П,-П , преобразований запоминается в блоке памяти 15. Выходные сигналы блоков памяти 12-15 поступают в блоки 16 и 17, причем сигналы П и П поступают на вход блока вычитания 16, а сигналы П и П на вход блока вычитания 17. Выходные сигналы блоков вычитания 16 и 17 поступают на блок деления 21, где формируется сигнал, равный частотному от деления сигналов Ж, -У+) и (П-П,). Выходной сигнал блока 21, пройдя через второй масштабный преобразователь 20 с коэффициентом преобразования 21 п и и экспоненциальный функциональный преобразователь 22,Яа-П)21 пн 50 формируется в виде П =2 Э который поступает на индикатор 23. Показания индикатора считываются только при наличии сигнала индикаторной лампочки,55 Способ измерения и устройство для его осуществления позволяют повысить точность измерения относительной удельной электрической проводимости материала, поскольку результат измерения не зависит от параметров функции преобразования измерительного устройства а, а,). Особенно эффективно проводить измерения в экстремальных условиях, когда параметры функции преобразования, определенные при калибровке устройства ввиду влияния внешних факторов и неизмеряемых параметров контролируемого изделия могут существенно отличаться от реальных, при которых производятся измерения. Получение нулевого сигнала на эталонном участке контролируемого изделия позволяет адаптироваться к условиям измерения, устранить влияние некоторых мешающих факторов, например отличия геометрии и формы эталонных образцов от контролируемого изделия, а кроме того, не требует изготовления эталонных образцов и их аттестации.Способ может быть использован для измерения абсолютной величины б, , Однако в этом случае требуется знание значения 6.Формула изобретения1, Способ измерения относительной величины удельной электрической проводимости электропроводящих изделий, включающий установку накладного вихретокового преобразователя на эталонный участок поверхности контролируемого изделия, три такта измерения выходного сигнала П У, Пз вихретокового преобразователя, в первом из которых вихретоковый преобразователь возбуждают током частотой И, , во втором - током частотой я = Я, п, затем вихретоковый преобразователь устанавливают на исследуемый участок поверхности контролируемого изделия, возбуждают вихретоковый преобразователь током частоты И, , измеряют его выходной сигнал и определяют величину контролируемого параметра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в третьем такте измерения при положении вихретокового преобразователя на эталонном участке контролируемого изделия возбуждают преобразователь током частотой и = И, /и формируют сигнал 0=20,-0 -П, итерационно изменяют частоту возбуждающего тока,5 - соответственно знаельной электрической провоматериала исследуемого и эта участков контролируемого из - результат измерения амвыходного сигнала накладного оного преобразователя при е его на исследуемый участок где бс чения у димости ЛОННОГО делия; Бплитудывихретокустановк онтролируемого изделия Составитель Л.СорокинаРедактор О,Спесивых Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк 40 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Жаз 56 47ого комитета ССий и открытийРаушская наб,Подписно д. 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 до тех пор, пока величина Б не будет равна нулю, а относительную величину удельной электрической проводимости электропроводящих изделий определяют исс (П-Б,)21 п исс 2, Устройство для измерения относительной величины удельной электрической проводимости электропроводящих иэделий, содержащее последовательно соединенные генератор, коммутатор, накладной вихретоковый преобразователь, состоящий из возбуждающей и измерительной катушек, усилитель, амплитудный детектор, второй коммутатор, четыре блока памяти, три первых из которых подключены к выходу второго коммутатора, а также гене ратор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом обоих коммутаторов, три блока вычитания, входы двух из которых непосредственно соединены с выходами блоков памяти, масштабный преобразователь, блок управления, блок деления, индикатор, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя дополнительными генераторами, вторым масштабным преобразователем, экспоненциальным функциональным преобразователем, компаратором и блокомсветовой индикации, причем выход первого блока памяти соединен с первымвходом первого блока вычитания и че рез первый масштабный преобразовательс первым входом третьего блока вычитания, выход второго блока памяти соединен с первым входом второго блокавычитания и вторым входом третьегоблокавычитания, выход третьего блока памяти соединен с вторым входомвторого блока вычитания и третьимвходом третьего блока вычитания, авыход четвертого блока памяти, вход 20 которого соединен с выходом второгокоммутатора, соединен с вторым входом первого блока вычитания, выходкоторого соединен с первым входомблока деления, другой вход которого 25 соединен с выходом второго блока вычитания, выход блока деления черезпоследовательно соединенные масштабный преобразователь и экспоненциальный функциональный преобразовательсоединен с входом индикатора, а выход третьего блока вычитания соединенс входом блока управления и входомкомпаратора, при этом выход блокауправления соединен с управляющимивходами трех генераторов, а выход компаратора соединен с управляющим входом генератора тактовых импульсов ивходом блока световой индикации.