Устройство для контроля физико-механических параметров ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности устройства и его быстродействия . В устройство введены фильтр 8 низких частот, компараторы 9 и 10, дифференциальный и интегрируюпщй усилители 12 и 13, сумматор 14, регулируемые источники 11 и 15 опорного напряжения и генератор 16 тактовых импульсов. В случае, если контролируемое свойство детали отклонилось от нормы, индуктивность датчика 4 меняется. Периодическое замыкание ключа 3 под действием тактовых импульсов приводит к появлению на входе компараторов 9 и 10 переменного напряжения. Если изменение свойства превысило предельное значение, амплитуда сигнала на входе компараторов 9, 10 превысит пороги их срабатывания, при этом усилителями 12 и 13 на сумматоре 14 формируют напряжение управления генератором 1. Частота генератора 1 меняется до тех пор, пока новое значение рабочей частоты не будет соответствовать собственной частоте контура, включающего индуктивньм датчик 4. 2 ил. (С сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1453310 А1 д 4 С 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4282002/25-28 (22) 13.07.87 (46) 23.01,89. Бюл. № 3 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) О.P. Калабухов, В.И. Богданов и В.Г. Трофименко (53) 620. 179. 14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1259174, кл. G 01 N 27/90, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФЕРРОМАГНИТHblX МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности устройства и его быстродействия ° В устройство введены фильтр 8 низких частот, компараторы 9 и 10, дифференциальный и интегрирующий усилители 12 и 13, сумматор 14, регулируемые источники 11 и 15 опорного напряжения и генератор 16 тактовых импульсов. В случае, если контролируемое свойство детали отклонилось от нормы, индуктивность датчика 4 меняется. Периодическое замыкание ключа 3 под действием тактовых импульсов приводит к появлению на входе компараторов 9 и 10 переменного напряжения. Если изменение свойства превысило предельное значение, амплитуда сигнала на входе компараторов 9, 10 превысит пороги их срабатывания, при этом усилителями

12 и 13 на сумматоре 14 формируют напряжение управления генератором 1.

Частота генератора 1 меняется до тех пор, пока новое значение рабочей частоты не будет соответствовать собственной частоте контура, включающего индуктивный датчик 4. 2 ил.

1453310

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано для контроля магнитной проницаемости и электропровод5 ности ферромагнитных материалов.

Целью изобретения является повышение точности и скорости контроля параметров материалов за счет автоматизации подстройки рабочей часто- 1р ты генератора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2временная диаграмма напряжений сигналов в различных цепях устройства. 15

Устройство содержит соединенные последовательно перестраиваемый генератор 1, эталонный резистор 2, ключ 3, индуктивный датчик 4, второй вывод которого соединен с вторым выходом перестраиваемого генератора 1, конденсатор 5, второй вывод которого соединен C общей точкой эталонного резистора 2 и ключа З,амплитудный детектор 6, второй вход которого сое-25 динен с первым выходом перестраиваемого генератора 1, и измеритель 7 частоты

Устройство также содержит фильтр

8 низких частот, вход которого соеди-gp нен с выходом амплитудного детектора 6, первый 9 и второй 10 компараторы, первый вход каждого из которых соединен с выходом фильтра 8 низких частот, первый регулируемый источник

i1 опорного напряжения, выход которого соединен с-вторыми входами первого 9 и второго 10 компараторов, соединенные последовательно дифференциальный усилитель 12, два входа ко-4 торого соединены с выходами соответственно первого 9 и второго 10 компараторов 9 и 10, интегрирующий усилитель 13, сумматор 14, выход которого соединен с управляющим входом 45 перестраиваемого генератора 1, второй регулируемый источник 15 опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом сумматора 14, и генератор 16 тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа 3.

Устройство работает следующим образом.

Характеристики индуктивного дат55 чика 4, емкость конденсатора 5 и номинальная частота перестраиваемого генератора 1 рассчитываются так, что удвоенное значение реактивного сопротивления Х индуктивного датчика 4 равно реактивному сопротивлению Х конденсатора 5

2Х периодически разрывает цепь индуктивности датчика 4. Если при заданной вторым регулируемым источником

15 опорного напряжения частоте выходного напряжения перестраиваемого генератора 1 выполняется условие (1), то снимаемый с эталонного резистора

2 и поступающий на вход амплитудного детектора 6 сигнал U < не меняется по амплитуде. Это следует из уравнения для тока I в неразветвленной части цепи, состоящей из параллельно соединенных индуктивного датчика 4 и конденсатора 5, подключенных к источнику переменного напряжения (2) I = U где U — выходное напряжение генератора 1;

Ь вЂ” реактивная проводимость

С компенсирующего конденсатора;

Ь вЂ” соответственно активная и реактивная проводимости индуктивного преобразователя.

При удалении из цепи и включении в цепь индуктивного датчика 4, величина выражения (Ь L — bc) не меняется, а следовательно, е меняется и амплитуда сигнала U на эталонном резисторе 2. В этом случае на выходе амплитудного детектора 6 формируется неизменный по амплитуде сигнал несуРабочая частота управляемого напряжением перестраиваемого генератора 1 определяется параметрами его схемы и величиной входного напряжения, которое устанавливается вторым регулируемым источником 15 опорного напряжения. При включении устройства на выходе перестраиваемого генератора 1 появляется переменное напряжение, поступающее на индуктивный датчик 4.

На выходе генератора 16 тактовых импульсов формируются импульсы прямоугольной формы заданной длительности, частота следования которых значительно (обычно на порядок) меньше рабочей частоты перестраиваемого генератора

1 ° Эти импульсы управляют работой полупроводникового ключа 3, который

1453310

)Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для контроля физикомеханических параметров ферромагнитных материалов, содержащее соединенные последовательно перестраиваемый генератор, эталонный резистор, ключ, индуктивный датчик, второй вывод которого соединен с вторым выходом перестраиваемого генератора, конденсатор, второй вывод которого соединен с общей точкой эталонного резистора и ключа, и амплитудный детектор, второй вход которого соединен с первым выходом перестраиваемого генератора, и измеритель частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, устройство снабжено фильтром низких частот, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, первым и вторым компараторами, первый вход каждого из которых соединен с выходом фильтра низких частот, первым регулируемым источником опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом каждого из компараторов, соединенными последовательно дифференциальным усилителем, два выхода которого соединены с выходами соответственнопервого и второго компараторов, интегрирующим усилителем и сумматором, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого генератора, вторым регулируемым источником опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом сумматора, и генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа. щей частоты, равный номинальной частоте колебаний перестраиваемого генератора 1. Выходное напряжение фильтра 8 низких частот меньше напряжения

0„, срабатывания компараторов 9 и 10, сигнал на выходе дифференциального усилителя 12 отсутствует, а выходное напряжение U интегрирующего усилителя 13 равно нулю. Результиру- 0 ющий сигнал на выходе сумматора 14, определяющий частоту колебаний напряжения перестраиваемого генератора 1, равен при этом по величине выходному напряжению первого регулируемого ис- 15 точника 15 опорного напряжения.

Отклонение контролируемого гнраметра от заданного значения, на которое первоначально была настроена схема, приводит к нарушению условия 20 (1). Тогда при работе ключа 3 напряI жение П, Пя становится модулированным по амплитуде (фиг. 2). Периодическое увеличение амплитуды сигнала

UR по сравнению с исходным или, 25 наоборот, уменьшение (сигнал U )

R в момент удаления из цепи индуктивного датчика 4 соответствует отклонению контролируемого параметра в одну или другую сторону от заданного зна- 30 чения. В первом случае выходной сигнал UR фильтра 8 нижних частот имеет периодическое положительное превыше ние над пороговым уровнем U компор йараторов 9 и 10. Первый компаратор

9, имеющий отклик на положительное превышение входного сигнала над установленным уровнем U „ р срабатывания, начинает периодически срабатывать. На его выходе и на выходе 40 дифференциального усилителя формируются положительные импульсы прямоугольной формы. Выходное напряжение

U интегрирующего усилителя 13 уменьшается, и результирующее напря- 45 жение на выходе сумматора 14 увеличивается, частота колебаний выходного напряжения перестраиваемого генератора 1 увеличивается. Это увеличение продолжается до тех пор, пока 50 вновь начинает выполняться условие (1). Во втором случае начинает срабатывать второй компаратор 10, имеющий отклик на отрицательное превышение входного сигнала над установленным уровнем Uz,< срабатывания. На выходе дифференциального усилителя 12 появляются отрицательные импульсы

U, выходное напряжение Б „ интегрирующего усилителя 13 увеличиваетя, частота перестраиваемого генеатора 1 уменьшается до величины, ри которой выполняется условие (1).

1453310

Уу

Составитель И. Рекунова

Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко редактор О. Головач

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна я 4

Заказ 7278/4 1 Тираж 788 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5