Преобразователь толщины в интервал времени

 

Изобретение относится к средствам электромагнитной толщинометрии. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Преобразователь содержит накладные источник 2 поля и индукционный преобразователь 3, предназначенные для установки с двух сторон изделия, схему обработки, а также индуктивно связанные катушку 9 и индукционные преобразователи 10 и 11, образующие воздушный трансформатор . Благодаря тому, что катушка 9 включена последовательно с источником 2 поля, а части обмоток преобразователей 10 и П загаунтированы переменными резисторами 12, 13, обеспечивается возможность калибровки преобразователя по двум стандартным образцам толщины и уменьшается количество проводов кабеля источника, 2 ил. Ф

СО1От ":.-a;=-""-ТСКИХ

СОЦ..:"- ЛИСТИНЕСНИ."" /

„;SU 1 2208 (51)4 G 01 В 7/06

gp .pg г 1 ь .. °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

r, ) 4М ("ь

%R$3 —. . 7:; 
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКА (21) 4058985/?5--28 (22) 18.04.86 (46) 07.07.87, Бюл. № 25 (71) Львовский лесотехнический институт (72) В. Г. Брандорф (53) 620.179„14(088.8) (56) Авторское свицетельство СССР № 1285316, кл. G 01 В 7/06, 1986, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОЛШИНБ1 В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к средствам электромагнитной толщинометрии.

Цель изобретения — повышение точности преобразования, Преобразователь содержит накладные источник 2 поля и индукционный преобразователь 3, предназначенные для установки с двух сторон иэделия, схему обработки, а также индуктивно связанные катушку 9 и индукционные преобразователи 10 и

ll, образующие воздушный трансформатор. Благодаря тому, что катушка 9 включена последовательно с источником 2 поля, а части обмоток преобразователей 10 и 11 зашунтированы переменными резисторами 12, 13, обеспечивается возможность калибровки преобразователя по двум стандартным образцам толщины и уменьшается количество проводов кабеля источника, 2 ил. ти.

1 1322Î

Изобретение относится к средствам электромагнитной толщинометрии и может быть использовано для определения толщины неферромагнитных материалов и изделий. 5

Цель изобретения †. повышение точности sa счет устранения погрешностей, источниками которых является независимость аддитивногo и мультипликативного членов градуировочной характеристики преобразователя от текущего времени, На фиг. 1 показана блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы и таблица состояния ключей 15 (заштрихованные временные интервалы соответствуют замкнутому состоянию соответствующего ключа).

Преобразователь содержит источник

1 пилообразного тока, источник 2 по- 20 ля, первый индукционный преобразователь 3, первый ключ 4, блок 5 интегрирования, нуль-орган б, блок 7 управления, второй ключ 8, выход которого подключен к входу блока 5 интегрирования, первый выход блока 7 управления подключен к управляющему входу первого ключа 4 и входу синхронизации источника 1 пилообразного тока, второй выход блока 7 управле- 30 .ния подключен к управляющему входу второго ключа 8 и предназначен для подключения к индикатору. Преобразователь содержит также катушку 9 индуктивности, включенную между источником 2 поля и выходом источника l пилообразного тока, второй и третий индукционные преобра.зователи 10 и

ll, с которыми индуктивно связана катушка 9, два переменных резистора 40

12 и 13. Преобразователи 10 и 11 выполнены с отводами„ между которыми включены соответственно переменные резисторы 12 и 13, а подвижные контакты последних подключены соответ- 45 ственно к первому индукционному преобразователю 3 и входу второго ключа 8, Конец катушки 9 и начало обмот.ки преобразователя 10 подключены к точке нулевого потенциала. Катушка 5О

9 и преобразователи 10 и 11 образуют воздушный трансформатор.

Устройство работает следующим образом.

Источник 2 поля помешают на одну из поверхностей контролируемого объ.екта (не показан). 1la противоположную поверхность соосно с источником

80 2

2 помещают индукционный преобразователь 3. Источник 1 пилообразного . тока формирует в источнике 2 магнитного поля пилообразный ток i(t) (фиг, 2) ° Синхронизация работы источника 1 тока осуществляется импульса- ми, формируемыми блоком 7 управления, частота которых выбирается такой, чтобы временной интервал cooTBBTствовал двум условиям: величина С, должна быть больше времени существования возмущенного поля вихревых токов в неферромагнитном объекте контроля и кратна периоду питающей сети, что исключает влияние электропроводности на точность преобразования и обеспечивает высокую помехозащищенность, В момент обратного хода t, ток

i(t,) спадает до нулевого значения, которое поддерживается на временном интервале t — t = 2i . H этот же о о момент на концах преобразователей

3, 10 и 11 возникают импульсы ЭДС и замыкается ключ 4, импульсное напряжение ае»(т,) отрицательной полярности интегрируется блоком 5 интегрирования на временном интервале t, 2 достигая своего стационарного значения, В момент t ключ 4 размыкается и одновременно вновь возникает пилообразнь>й ток i(t). На временном интервале t — 1 = блок 5

> 2 о интегрирования отключен от источников сигналов и выполняет роль памяНа этом же интервале все ЭДС достигают своих стационарных значений, пропорциональных скорости нарастания

К тока i(t). В момент t3 замыкается ключ 8 и на вход блока 5 интегрирования подается постоянная ЭДС е (t) положительной полярности, вследствие чего выходное напряжение 11 (1) этого блока линейно уменьшается. В момент 1„, когда U+(t ) = О, срабатывает нуль-орган 6 и воздействует на блок 7 управления так, что ключ

8 размыкается и напряжение U (t) остается равным нулю до начала следующего аналогичного цикла преобразования (момент т, ). Интервал >.»

4 Х является выходной величиной преЪ образователя толщины в интервал времени °

Опыт эксплуатации комплектов толщиномеров, в состав которых входят известные преобразователи толщины в

13220 интервал времени, свидетельствует о том, что основными источниками их долговременных погрешностей являются зависимости аддитивного а(т,) и мультипликативного b(t) тленов градуировочной характеристики преобразosателя толщины в интервал времени от текущего времени, Поэтому необходимы два органа калибровки, один из которых позволяет приводить a(t) к номи- 10 нальному значению а, второй — Ь(1) к номинальному значению ba . При этом диапазон регулировок должен быть небольшим и составлять 1-2Х от номинальных значений. f5

Обозначим: Ы, — относительная часть витков обмотки преобразователя

11, к которой подключено полное сопротивление переменного резистора 13; — относительная часть полного со- 20

1г противления резистора 13 между средним выводом и выводом, подключенным к отводу обмотки преобразователя ll; е« (t ) — ЭДС полной обмотки преобразователя 11; i(t) = Kt — закон изменения тока источника, его максимальное значение i > — — 2К,. Так как количество витков обмотки, зашунтированное резистором 13, мало (что следует непосредственно из необходимого и З0 указанного диапазона регулировки), то путем выбора величины этого резистора обеспечивают практическое отсутствие шунтирования этой обмотки.

Тогда можно записать . 35

e„(t) = (1 — (1-,,) le „(t ) аналогично для значения ЭДС е (t ) е,(t) = (1-(1- „) э3е (С) =

= К,„((3„)е (1) тогда (— постоянная времени блока

5 интегрирования) г

U5.() = — 2 К(М -К „(I3/ ™ o )

50 и выходной интервал времени (М вЂ” коэффициенты взаимоиндукции)

1(К1 1 (/ 1 )М1О x

Из последнего выражения следует, что с помощью переменного резистора

ЦО 4

13 возможна регулировка аддитивного а(т,) = а члена градуировочной характеристики, с помощью переменного резистора 12 — мультипликативного

b(t) = b, ÷ëåíÿ.

Калибровка выполняется с помощью двух стандартных образцов толщины методом итераций. Стандартные образцы снабжены торцевыми гнездами, в которых размещаются корпуса источника 2 и преобразователя 3.

Вначале источник 2 и преобразователь 3 устанавливают на первый стандартный образец, получают соответствующее значение величины „(при работе преобразователя в составе толщиномера результат получают непосредственно в единицах длины с помощью цифрового индикатора). С помощью второго стандартного образца аналогично получают второй отсчет. По значениям толщины стандартных образцов и полученным отсчетам судят о том, какие органы калибровки — подвижные контакты переменных резисторов 12 и

13 в какую сторону следует переместить. Затем с помощью стандартных образцов проверяют отсчеты.и, если это необходимо, вновь выполняют операции калибровки, Формула из обретения

Преобразователь толщинь1 в интервал времени, содержащий источник магнитного поля, соединенные последовательно индукционный преобразователь, первый ключ, блок интегрирования, нуль-орган и блок управления, источник пилообразного тока, второй и третий индукционные преобразователи и второй ключ, выход которого подключен к входу блока интегрирования, первыи выход блока управления подключен к управляющему входу первого ключа и входу синхронизации источника пилообразного тока, а второй выход блока управления подключен к управляющему входу второго ключа и предназначен для подключения к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен двумя переменными резисторами и катушкой индуктивности, включенной между источником поля и выходом источника пилообразного тока и индуКтивно связанной с вторым и третьим индукционными преобразователями, последние выполнены с отводами, между KoTopblMH включены соотве гствîнно соi>òÿåòствен :::о к «е эвом" индюк:..-.с.,-первый и второй переменные резисто;ы, номч преобпазователю и вход7 Б горо:: о подвижные контакты которых подключены к кя а*

/ !

Я (Д

Составитель И. Рекунова

Редактор О. Ирковецкая Техред Л, Серд1окова Корректор И. Иуска

Заказ 2852/35

Тираж 677 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР т-о делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35„ Раушская наб, д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г, Ужгород, ул. Проектная, ц

1

1 !

1

7g cp

7.