Преобразователь толщины в интервал времени

(9) (И 01 В 7/ 51 РЕ И ЕЛЬСТ ВТОРСКО 7-10, управляемые сигнал ра 11, поочередно подкл катушек 1 и 2 индуктивно стабилизатора 6 тока и к входу преобразователя 5 в интервал времени. Так: в первый цикл работы кат ключена к стабилизатору является источником поля ся, а катушка 2 подключе преобразователя 5 и, явл ционным преобразователем.Г рг гревает НЬ ИН а к входу ется инду тся кет быт я нефер м вых гют ся иморционал доб м пере Ключ тл ат ил ева СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ТТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относвам толщинометрии и мо ольэовано для контрол итных материалов. Цел ия является повышение и эа счег уменьшения тушек индуктивности. При этом на певателя 5 формительностью, пр не находящегос и 2 изделия. 2-.ООЗНАЯ- "й%9 ЩГчС,А ами триггечают концы сти к выходутретьему напряжения м образом ушка 1 под тока и,остывает, е преобраэоульсы дли-.ьной толщи- тушками 1Ю О1493864 30 40- напряжения, действующие на упрдвляюцих входах ключей 13, 4, 12, 10, 8,9, 7."г р,зьчые по зеличице дли- )15те.(ности первого и второго циклов работы;период светового питдющел"с го напряжения; 1 )сг 50 и г (. - длительности переходных ПРОи ССОВ СтаЦОВЛЕЦИЯ стдциоцдрнх значений тоси 1(с) в первом и втором и кле; 55с Т) е(тел ио Гт ь Выходного и ц, р Рдл д времени.1 рбр; н; сель толщсицы н интер)- 1; с ци с десйт первую катуш 11 зобе гсни1 ц(итсл к Г 1)ДГтездмтсззциоьсе Грии и Р состдРе толцнометрз может быть использовано длякс)цтроля цеферрсмагнитных материдлови и зделий .елью изобретеция является повышение удобства в эксплуатации путемуменьшения перегрева катушек ицдукТИРЦОСТИ, 10Да Фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя толщинь вицтервдл времени; нд фиг, 2 - времецные диаграммы напряжений сигналов вцепях преобразователя. 15Нд фиг. 1 и 2 приняты следуюциеобозначения:М(Т) - коэ 1)(1)ициецт нздимоиндукциикатушек 1 и 2 индуктивности; 20Т - преобразуемая толщззна;П. - выходное напря)кение источника 3 напряжения;11 8- входное напряжение преоб;разовдтеля 6 напряжения н 25ток;з(с) - выходной ток преобразователя 6 цдпря)кения в ток;е(,Т) - зДС, дезствуощдя ца третьем входе преобразователя 5;с)(С,Т) - выходное напряжение интегратора 14;- стационарное значение тося . (с); 3511 (Т) - стдциоцдрцое значение нап 1 ч)ксция ) ( 1 ) Т) 1К 13, К 4,К 12, К 10,К 8, К 9и К 7 ку 1 иц 11 уктизс)Г ти д 3 гс)1)у 0 катушку ицдуктизцсзети, начало которой соединено с тс)чкой ну:евого потенциала, соединенные последоздтельцо источццк 3 остс)яцного напр(жеция и первй клич с, двухтдктцый интегрирующий преобразователь 5 напряжения н интервал времени, первый вход которого соединен с первым выводом источника 3 постоянного напряжения, а второй вход и первый вьход преобразователя 5 напряжения в интервал времени предназначен для подключения соответствецно к источнику переменного ндпряжеция и измерителю интервалов нремениПреобразователь толщины в интерндл времени содержит соединенные последовательно стабилизатор 6 тока, первый и второй входя которого соединены с вторыми выводами соотгетственно первого ключа 7 и источника 3постоянцого напряжения, а второй выход преобразователя 6 напряжения в ток соединен с началом первой катушки 1 ицдуктивности и с точкой цуленого потенциала, второй клич 7, третий ключ 8, первый и второй выводи которого соедицець соответственно с концом первой кдту)яки 1 индуктинности и с третьим входом преобразователя 5 напряжения в интервал времени, четвертый ключ 9, первй вывод которого соЕдинен с третьи 1 входом преобразователя 5 цдпрясеия ес интервал времени, и пятый ключ 1 О, церн,й и второй выводы которого соединены соответственно с концом второй катушки 2 индуктинцости и первым выводомвторого ключа, и триггер 11, С-вход которсзго соединен с вторым выходом преобразователя 5 напряжения в интервал времени и входом управления первого ключа 4, Прямой вьход триггера 11 соединен с входами управления третьего и пятого ключей 8 и 1 О, Инверсный выход триггера 11 соединен с его 0-зз)содом и входом управления второго ключа 7.Двухтактный интегрируюций преобразователь 5 напряжения в интервал времени выполнен н виде шестого ключа 12, первый вывод которого является третьим нходом преобразователя 5; и соединенных последовательно седьмого ключа 13, первый вывод которого является первым входом преобразователя 5, интегратора 1 с, вход которого соединен с вторым выводом шестого11493864 обеспечивает завершение переходногопроцесса до момента Т и независимость преобразования толщины Т в интервал времени от электропроводности 5неферромагнитного объекта контроля,Так как величина Т 1-й 0 кратна 7, тообеспечивается высокая помехозащитапроцесса этого преобразования,Отрицательный импульс е(С,Т) интегрируется интегратором 14 на временном интервале Т,-Ти к моментуего завершения(г) ключа 2, компаратора 15 и схемы 16 управления, второй вход которой является вторым входом преобразователя 5, Первый и второй выходы схемы 16 управления соединены с управляющими входами соответственно седьмого и шестого ключей 13 и 12 и являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя 5 напряжения в интервал времени.Устройство функционирует следующим образом.Катушки 1 и 2 накладывают на разные поверхности объекта контроля со осно (например, используя предварительную разметку указанных поверхностей). На второй вход преобразователя 5 напряжения в интервал времени подают последовательность прямоуголь ных импульсов, период следования которых кратен Сс.(например, от формирователя и делителя частоты, входное напряжение формирователя поступает от силового трансформатора бло ка питания заявляемого устройства).Пусть непосредственно перед моментомсостояние схемы таково, что Б д=О, 1=0, О (,Т)=0, К 13= К 4=К 10=К 8=0, К 7=К 9=1, где 1 - уро вень логической единицы, соответствующий замкнутому состоянию ключей 9 и 7.В моментзамыкаются ключи 4, 12, 10 и 8, а ключи 7 и 9 размыкаются, Это приводит к тому, что на вход преобразователя 5 подается постоянное напряжение Оэ, к выходу этого преобразователя подключается катушка 2, а к третьему входу преобразо вателя 5 катушка 1. Через обмотку катушки 2 начинает протекать ток 1(С), на третьем входе преобразователя 5 возникает ЭДС е(С,Т) = -дФ/дТ-с 1(М(Т)1(С/с 1 Т = -М(Т)д 1(Т)/с 11. Длительность,отрицательного импульса е(,Т) определяется постоянной времени катушки 2 и электропроводностью неферромагнитного объекта контроля, она больше, чем больше эти параметры. По завершении временного интервала 8 через катушку 2 протекает стационарный ток 1. 0 = К 11,(К - коэффициент преобразования преобразователя напряжения в ток), не зависящий от параметров катушки 2 и электропроводности объекта контроля. Временной интервал Т,-С =ивыбирается из условия с.,-ф 0 )7 , что ф,Б(с,)и (т) - - ; -ест,т)хМ хднф = -1- М(Т) 11(1)с 14лгде с, - постоянная времени интегратора 14.В момент , замыкается ключ 9 и размыкаются ключи 4 и 12, На вход преобразователя 5 подается положительное напряжение Б и напряжение Б, (1,Т) начинает линейно уменьшаться до нулевого значения: П (с Т) О (Т) - Б с/и в момент с, когда П, (,Т)0срабатывает компаратор 15что приводит к размыканию ключа 13. Длительность выходного временного интервалазависит лишь от параметра К и значения М(Т), т.еот значения преобразуемой толщины Т.Так как в момент Т, ключи 4 и 12 размыкаются, то ток 1(С) уменьшается до второго стационарного значения 1 = О. Длительность этого переходного процесса , определяется значениями вышеуказанных параметров, Длительность временного интервала С -1, ш 0 выбирается из условия С -1 с что приводит к завершению переходного процесса к моменту Как правило с )7, поэтому ш "макс/ сф (ш целое)гдесмаке максимзльно возможная длительность переходного процесса с учетом электрофизических свойств объекта контроля. В момент 1 триггер 1 опрокидывается управляющим сигналом с второго выхода преобразователя 5, поэтому замыкаются ключи 7 и 9, размыкаютсяключи 8 и 10, замыкаются, как и в первом цикле 1. ключи 4 и 12. Поэтому во втором циклеисточником поля является катушка 1, а индукционным преобразователем этого поля - катушка 2. Так как значение М(Т) при этом не изменяется и остальные функциональные узлы устройства во втором тактеработают так же, как н э 1 О первом С 11 ТОР учитывая, что ,1и ь 1,с 1, согласно (1) получим то же значение выходного временного интервала (2).В момент С функции катушек вновь 15 изменяются (катушка 2 - источник, кагушка 1 - индукционный преобразовагель) и вновь начинается первый цикл 7 Далее процессы в схеме протекают аналогично описанному, 20Таким образом, благодаря введению в схему ключей 7 и 10 и триггера 11, а также указанных связей обеспечивается периодический двухцикловый ре жим, при котором каждая катушка периодически выполняет то роль источника поля, то индукционного преобразователя этого поля. Преобразователь напряжения в ток позволяет сохранять 30 неизменным значение тока 1 независимо от того, какая из катушек 1 или является источником поля, что делает независимым значением (Т) от Функции этих катушек в тактах ь, и 2. Подключение выхода источника 3 напряжения непосредственно к первому входу преобразователя 5 позволяет исключить режим памяти, присущий известному устройству, и использовать стандарт" 40 ный двухтактный интегрирующий преобразователь 5 напряжения в интервал времени.Поскольку каждая катушка преобразователя половину времени его работыявляется источником поля, то уменьшается перегрев их обмоток,Если конструктивные параметры катушек устройства примерно одинаковы,,то температура перегрева уменьшаетсяопримерно вдвое, достигая 10-15 С,что вполне допустимо при ручном контроле, Это приводит к улучшению условий труда, снижению утомляемости и,как следствие, к увеличению производительности и достоверности контроляформула изобретенияПреобразователь толщины в интервал времени, содержащий первую катушку индуктивности, вторую катушку индуктивности, начало которой соединено с точкой нулевого потенциала, соединенные последовательно источник постоянного напряжения и первый ключ,преобразователь напряжения в интервал времени, первый вход которого соединен с первым выводом источника постоянного напряжения, второй вход и первый выход преобразователя напряжения в интервал времени предназначены для подключения соответственно к источнику переменного напрякения и измерителю интервалов времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации за счет снижения перегрева катушек индуктивности, он снабжен соединенными последовательно преобразователем напряжения в ток, первый и второй входы которого соединены с вторыми выводами соответственно первого ключа и источника постоянного напряжения, а второй выход преобразователя напряжения в ток соединен с началом первой катушки индуктивности и с точкой нулевого потенциала, вторым ключом, третьим ключом, первый и второй выводы которого соединены соответственно с концом первой катушки и третьим входом преобразователя напряжения в интервал времени, четвертым ключом, первый вывод которого соединен с третьим входом преобразователя напряжения в интервал времени, и пятым ключом, первый и второй выводы которого соединенысоответственно с концом второй катушки индуктивности и первым выводом второго ключа, и триггером, С-вход которого соединен с вторым выходом преобразователя напряжения в интервал времени и входом управления первого ключа, прямой выход триггерасоединен с входами управления третьего и пятого ключей, а инверсный выход триггера соединен с его Р-входоми входом управления второго и чет-вертого ключей,,Бандура Текред А.Кравчук Корректор Л Бески Г 1 однисно Производственно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 О 090/38 Тира:н 683 Государственного комитета по иэоб 113035, Москва, Ж, Ра тениям и открытиям при ГКНТ ССская наб., д. 4/5