Устройство для измерения удельного сопротивления немагнитных материалов

.СоциалистическиРеспублик ОП И"С ИЗОБРЕ АНИЕ ТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(63) Дополнительное к авт, свид-ву(22),Заявлено 060 б,80 (21) 2937318/18-21 ИМ.Киз6.01 й 27/00 6 01 М 27/00 сприсоединениеказаявки Ио(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 3101 ЯЗ. Бюллетень Йо 4 Дата опубликования описания 300183 33) УДК б 21. 317. ;33(088. 8 ) А.Я. Тетерко и В.Г. Рыбачукфизико-механический институт АН Украинскоф ССРи Специальное конструкторско-технологнЧесйоебюро физико-механического институтаАН Украинской ССР(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к электро=" измерениям, в частности к неразрушающему контролю параметров материалов электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения удельного сопротивления немагннтных электропроводящих материалов.Известно устройство для измерения . удельного сопротивления немагнитных материалов и изделий, содержащее генератор переменного. тока, два воздушных трансФорматора с регулируемыми акснально смещенными катушками, каждйй. из которых включен на выходе систевы, преобразователь в .компенсатор, уси. - литель - ограничитель, Фазовый детек. тор, нуль-индикатор и отсчетные уст-. ройства, соединенные с одной из катушек соответствующего воздушного трансформатора 11 3. Недостатком устройства является малый диапазон измерений вследствие ограниченного"диапазона изменения эквивалентного диаметра вихретокового преобразователя, малая точность измерений из-за зависимости фазы вносимого в преобразователь сигнала от эа - зора между преобразователем и измеряемым образцом. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее управляемкй по частоте генератор синусоидальных колебаний, вихретоковый преобразователь, измерительный и опор ный выходы которого подключены к синхронному ключу, выход которого через первый триггер-формирователь подключен к первому входу нуль-органа, опорный выход вихретокового преобразователя подключен к входу второго усилителя-ограничителя; первый выход которого через второй триггер- формирователь в .к второму входу нуль- органа, а второй выход - ктретьему входу нуль-органа, выход нуль-.органа через цифровой интегратор соединен с управляющим входом генератора синусо" идальных колебаний, к выходу которого подключен индикатор (.23.Недостатком известного устройства такие является низкая точность измеРений.,так как Фаза вносимого в вихретоковый преобразователь напряжения зависит.не только от удельного соп- ротивления но и от зазора. Цель изобретения - повышенйе точности за счет устранения зависимости выходного сигнала от зазора.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения удельного сопротивления немагнитных материалов, содержащее управляемый генератор синусоидальных колебаний, вихретоковый преобразователь, измеритель 5 разности фаз, нуль-орган, блок управ-. ления, блок измерения частоты и блок индикации, причем выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с входами вихретокового 10 преобразователя, входом блока измерения частоты и первым входом измерителя разности фаз, выход блока измерения частоты соединен с входом блока индикации, выход нуль-органа подключен к входу блока управления, дополнительно введены блок вычитания сигналов, блок измерения амплитуды, первый, второй и третий запоминающие блоки, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, управляемый Фазорегулятор, первый, второй, третий и четвертый переключатели, причем выход вихретокового преобразователя через последовательно соединенные первый переключатель, блок измерения амплитуды и первый запоминаю" щий блок подключен к первому входу усилителя с регулируемым коэффицИентом передачи, первый вход второго переключателя и первый вход блока вы-ЗО читания сигналов соединены с выходом вихретокового преобразователя, выход блока вычитания сигналов соединен с вторым входбм второго переключателя, выход которого подключен к второму З 5 входу измерителя разности Фаз, выход измерителя разности фаэ соединен с входом третьего переключателя, первый выход третьего переключателя через второй запоминающий блок соеди О нен с первым входом управляемого фазорегулятора, второй выход третьего переключателя через третий запоминающий блок соединен с первым входом нуль-органа, а третий выход третьего переключателя подключен к второму входу "нуль-органа, выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с вторым входом управляемого фазорегулятора, выход которого соединен с вторым входом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход усилителя с регулируемымоэффициентом передачи соединен с торым входом блока вычитания сигналов и третьим входом управляемого фазорегулятора, а выход блока управления через четвертый переключатель соединен с входом управляемого генератора синусоидальных колебаний.На фиг. 1 приведена блок-схема 60 устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство содержит управляемый генератор 1 синусоидальных колебаний, 65 вихретоковый преобразователь 2, управляемый фазорегулятор 3, усилитель4 с регулируемым коэффициентом передачи первый 5, второй б и третий 12 блоки запоминания сигналов, измеритель 7 амплитуды сигнала, блок 9 вычитания сигналов, измеритель 11 разности Фаз, первый, второй, третийи четвертый переключатели 8, 10, 13 и 1 б, соответственно нуль-орган 14, блок 15 управления, блок 17 измерения частоты, блок 18индикации.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 питает вихретоковыйпреобразователь 2 синусоидальным напряжениемВ начальный момент времени переключатели 10 и 13 находятся вположении 1, переключатель 8 замкнут,а переключатель 16 разомкнут. При этом начальную частоту мо генератора 1 устанавливают такой, чтобы при данном радиусе измерительной обмотки вихретокового преобразователя 2 и контрольным образце с удельным сопротивлением рв величина обобщенного параметра ф находилась в области оптимальных значений. Устанавливают вихретоковый преобразователь на поверхность контрольного образца с максимальным заданным зазором Ев 1 С,.При этом на его выходе возникает сигнал, изображенный на векторной диаграмме вектором ОВ. Амплитуда этого сигнала измеряется измерителем 7 амплитуды, значение которой фиксируется запоминающим блоком 5. Фаза выходного сигнала преобразователя 2 измеряется измерителем 11 разности Фаз, и ее значение запоминается в запоминающем блоке б. Затем переключатель 8размыкают, а переключатели 10 и 13переводят каждый в положение 2. Вихретоковый преобразователь устанавливают на контрольный образец без зазора ( абсолютная величина Епд зазора при этом минимальна и обусловлена конструкцией вихротокового преобразователя, шероховатостью поверхности контрольного образца и т.д.), Выходной сигнал вихретокового преобразователя при этом изображается вектором ОА на векторной диаграмме. Этот сигнал подается на первый вход блока 9 вычитания сигналовНа второй вход блока вычитания поступает вспомогательный сигнал, формируемый последовательно соединенными управляемым Фазорегулятором 3 и усилителем 4 с регулируемым коэффициентом передачи. На упюавляющие входы усилителя 4 и фазорегулятора 3 поступают сигналы с выходов запоминающих блоков 5 и б, В.соответствии с ними амплитуда напряжения на выходе усилителя 4 устанавливается равной значению, зафиксированному в запоминающем блоке 5, а сдвиг по фазе этого напряжения относительно напряжения генератора 1 регулируется фазорегулятором 3 так, чтобы он соответ,ствовал значению, поотупающему с вы- хода запоминающего блока 6. Поэтому второй вход Фазорегулятора соединен с выходом генератора 1, а третий его вход подключен к выходу усилителя 4. Сдвиг фаз на втором и третьем входах фазорегулятора 3 определя-. ется сигналом на его первом управляющем входе. В соответствии с этим на выходе усилителя 4 формируется синусоидальное напряжение той же частоты, с которой работает генератор 1, а по амплитуде и Фазе - равное сигналу вихретокового преобразователя 2 при установлении его на контрольный образец с максимальным .заданным зазором. На векторной диаграмме он изображен вектором ОВ. На выходе блока вычитания сигналов при этом образуется разностный сигнал, который на диаграмме показан вектором ВА.Измеритель 11 разности Фаз измеряет . Фазу этого разностного сигнала относительно Фазы напряжения генератора 1, и величина этого фазового сдвига запоминается в запоминающем блоке 12, На этом завершается второй цикл работы устройства. Следует заметить, что описанные выае первые два цикла работы устройства необходимы при калибровке устройства.На третьем цикле .работы устройства переключатель 13 переводится в положение 3, переключатель 16 замыкается, переключатель 8 разомкнут, а переключатель 10 остается в положении 2. При установке вихретокового; преобразователя 2 на контролируемый материал с удельным сопротивлением фаза разностного сигнала будет изменяться и на выходе нуль-органа, который сравнивает текущее значение Фазы разностного сигнала с тем номинальным значением, которое зафиксиовано в запоминающем блоке 12, будет озникать сигнал рассогласования.В соответствии с этим сигналом блок15 управления через замкнутый переключатель 16 воздействует на управляющий вход генератора 1 таким образом, чтобы фаза разностного сигнала на выходе блока 9 вычитания сигналов все время поддерживалась равной величине, зафиксированной в запоминающем блоке 12При этом выполняется равенствоЮ=с к, (1 го 15 20 25у ляемого фазорегулятора, а выход блока управления через четвертый переключатель - с входом управляемого генератора синусоидальных колебаний. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 265525, кл. С 01 й 27/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССРР 463300, кл. С 01 й 31/00, 197365прототип). где с - постоянный коэффициент.Частота колебаний генератора .1 измеряется блоком 17 измерения частоты и результат представляется с помощью блока 18 индикации.Формула изобретенияУстройство для измерения удельного сопротивления немагнитных мате,риалов, содержащее управляеьий генератор синусоидальных колебаний, вихретоковый преобразователь, измеритель разности фаз, нуль-орган,. блокуправления, блок измерения частотыи блок индикации, причем выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с входами вихретокового преобразователя, блока измерения частоты и первым входом измерителя разности фаз, выход блока измерения частоты соединен с входомблока индикации, выход нуль-органаподключен к входу блока управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сцелью повышения точности, в него до-,полнительно введены блок вычитаниясигналов, блок измерения амплитудю,первый, второй и третий запоминающийблоки, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, управляеьыйфазорегулятор, первый, второй, третий и" четвертый переключатели, причем выход вихретокового преобразова-теля.через последовательно соединенные первый переключатель, блок измерения амплитуды и первый запоминающий блок подключен к первому входу усилителя.с регулируеьым коэффициентом передачи, первый вход второго ЗО переключателя й первый вход блока вычитания сигналов соединены с выходомвихретокового преобразователя, вы. -ход блока вычитания сигналов - свторым входом второго переключателя,ВыхОд когорого пОдключен к втОрОмувходу измерителя разности фаз, выходизмерителя разности Фаз соединен с входом третьего переключателя, первый выход третьего переключателя черезвторой запоминающий блок - с первым40 входом управляемого Фазорегулятора,второй выход третьего переключателя через третий запоминающий блок - с первым входом нуль-органа, а третий выход третьего переключателя подключен к второму входу нуль-органа, выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с вторым входом управляемого фазорегулятора,выход которого соединен с вторым вхо"дом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход усилителя с регулируемым коэффициентом передачисоединен с вторым входом блока вычитания сигналов и третьим входом управ.Стуканнчик Прох орректо филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,аэ 448/60 ВНКИП по 113035, Тираж 708 Государственног елам изобретени сква, Ж, Рау Нодписнокомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5