Устройство для измерения толщины металлических покрытий

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит резистивно-емкостный делитель 8, в одно из плеч которого включен варикап 9. Изменение напряжения на выходе преобразователя устройства при отсутствии контролируемого изделия, вызванное изменением внешних условий, приводит к изменению напряжения на выходе блока 10 управления варикапом и изменению емкости последнего, что приводит к установке первоначального напряжения преобразователя. Коррекция режима настройки устройства осуществляется в моменты времени между измерениями. Выбор размеров измерительных катушек 3, 5 и 4 преобразователя, их взаимного расположения и числа их витков позволяет отстроиться от влияния на результаты измерений величины зазора между изделиями и преобразователем. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 B 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4079279/28 (22) 28.06.86 (46) 15.07,91. Бюл. ¹ 26 (71) Физико-энергетический институт АН

ЛатвССР (72) В. В. Гаврилин (53) 531.717.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 862063, кл. G 01 И 27/90, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 538213, кл. G 01 В 7/06, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения, Устройство содержит реэистив. Ж „1663400 А1 но-емкостный делитель 8, в одно из плеч которого включен варикап 9, Изменение напряжения на выходе преобразователя устройства при отсутствии контролируемого изделия, вызванное изменением внешних условий. приводит к изменению напряжения на выходе блока 10 управления варикапом и изменению емкости последне.го, что приводит к установке первоначального напряжения преобразователя.

Коррекция режима настройки устройства осуществляется в моменты времени между измерениями. Выбор размеров измерительных катушек 3, 5 и 4 преобразователя, их взаимного расположения и числа их витков позволяет отстроиться от влияния на результаты измерений величины зазора между изделием и преобразователем. 2 ил.

1663400

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля измерения толщины тонких металлических покрытий на диэлектриках.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет отстройки от влияния изменений зазора между преобразователем и измеряемым изделием на результаты измерений, а также эа счет использования системы автоподстройки нуля прибора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения толщины металлических покрытий; на фиг. 2 — схема блока управления делителем напряжения.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, вихретоковый преобразователь, состоящий из обмотки 2 возбуждения и измерительных обмоток 3, 4 и 5, блок 6 обработки сигнала, выполненный, например, в виде последовательно соединенных усилителя и амплитудного детектора, и индикатор 7, резистивно-емкостный делитель 8 напряжения, в одно из плеч которого включен варикап 9, и который подключен параллельно G измерительными обмотками 3, 4 и 5, причем средняя точка делителя 8 соединена с точкой соединения обмоток 3 и 4, и блок 10 управления делителем, вход которого подключен к выходу блока 6 обработки сигнала, а выход соединен со средней точкой делителя 8 напряжения.

Блок 10 управления делителем может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных дифференциального усилителя 11 с обратной связью, к инвертирующему входу которого подклю. чен резистор 12, а неинвертирующий вход является входом блока 10 управления, резистора 13, диода 14 и резистора 15; вывод которого является выходом блока 10, К точке соединения диода 14 и резистора 15 подключен электролитический конденсатор 16, а обратная связь выполнена на диоде 17.

Первая измерительная обмотка 3 преобразователя намотана поверх возбуждающей. обмотки 2, а вторая измерительная обмотка 4, имеющая тот же диаметр d, что и обмотка 2, имеет в два раза большее число витков, чем измерительная обмотка 3 и находится на расстоянии 0,5 d от возбуждающей обмотки 2. Третья измерительная обмотка 5, того же диаметра d, что и обмотка

4, имеет в четыре раза больше витков, чем обмотка 3, находится на расстоянии d от возбуждающей обмотки 2 и включена последовательно согласно с обмоткой 4, Устройство работает следующим образом.

При включении устройства, когда преобразователь, питаемый от генератора 1, расположен вдали от контролируемого изделия, выходной сигнал индикатора 7 равен

5 нулю, при этом напряжение на варикапе 9. устанавливается равным среднему рабочему напряжению для данного типа варикапа.

Это достигается подбором величин емкостей делителя 8. Соответствующий подбор

10 резисторов делителя 8 обеспечивает изменение сигнала в положительную сторону, при размещении преобразователя на иэделии, При появлении на выходе блока 6 обработки сигнала малого по величине

15 отрицательного постоянного напряжения, обусловленного уходом нуля устройства изэа изменений внешних условий, на вход блока 10 управления делителем подается малое отрицательное напряжение, которое

20 усиливается до напряжения питания и подается через резистор 13 и диод 14 на конденсатор 16, который задает рабочее напряжения верикапа и подзаряжается до напряжения, компенсирующего отрицатель25 ный уход нуля, Первоначальный режим работы устройства восстанавливается, Саморазрядка конденсатора 16 осуществляется через цепи элементов 14, 13, 11 и 15 и варикап 9. При этом постоянная времени

30 разряда составляет несколько десятков секунд, При разряде конденсатора 16 ниже уровня, определяющего напряжение, соответствующее установке индикатора 7 устройства на нуль, осуществляется его

35 подзарядка, При уходе нуля в положительную сторону происходит медленное восстановление нуля путем саморазрядки конденсатора 16. Таким образом, после включения устройства его выходной сигнал

40 в отсутствии измеряемого иэделия будет равен нулю и будет поддерживаться при помощи автоматической регулировки напряжения на варикапе 9 независимо от времени самонагрева, температуры среды и

45 изменения других внешних условий.

При размещении преобразователя.устройства на контролируемом изделии сигнал, пропорционал ьный величине покрытия, будет сниматься с обмоток 3, 4 и

50 5,преобразовываться в блоке 6 обработки сигнала, а результат измерений будет фик.сироваться на индикаторе 7. В промежутках между измерениями происходит автоматическая подстройка нуля выходного сигнала

55 устройства.

Выходкой сигнал преобразователя в процессе измерений не будет зависеть от изменений зазора между изделием и преобразователем в пределах около 0,1 d, так как благодаря заданному расположению обмо1663400

17 аоыкапу иг.

Составитель В,Крапивин

Техред М.Моргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Редактор M.Товтин

Заказ 2256 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г Ужгород. ул.Гагарина. 101 ток 2, 3, 4 и 5 изменение выходного напряжения от одной измерительной обмотки иэза изменения зазора компенсируется аналогичным изменением сигнала от других обмоток. Зависимости напряжения на каж- 5 дой из обмоток 3, 4 и 5 от изменения зазора будут нелинейными с разными углами наклона. При умножении сигнала от каждой из обмоток 3, 4 и 5 на соответствующий коэффициент можно добиться условий, при кото- 10 рых результирующий сигнал не будет зависеть от величины зазора в некотором диапазоне. Данный результат достигается путем определенного расположения обмоток преобразователя, подбором числа их 15 витков и соответствующей настройкой измерительной схемы таким образом, чтобы в о1.сутствие иэделия при среднем значении рабочего напряжения на варикапе 9 выходной сигнал устройства был бы равен нулю. 20

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины металлических покрытий, содержащее генератор, накладной вихретоковый преобразователь, состоящий из аксиально располо- 25 женных возбуждающей обмотки, подключенной к выходу генератора, и двух измерительных обмоток, включенных последовательно встречно, и последовательно соединенные блок обработки сигнала и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено третьей измерительной обмоткой. включенной между входом блока обработки сигнала и второй измерительной обмоткой последовательно согласно с ней, резистивно-емкостным делителем напряжения, в одно иэ плеч которого включен варикап, подключенным параллельно с измерительными обмотками, и блоком управления делителем, включенным между выходом блока обработки сигнала и средней точкой делителя напряжения, которая подключена к точке соединения первой и второй измерительных обмоток, вторая и третья измерительные обмотки имеют диаметры, равные диаметру d возбуждающей обмотки, расположены от нее с одной стороны на расстояниях соответственно 05d и

d, число их витков соответственно в два и четыре раза больше числа витков первой измерительной обмотки, а первая измерительная обмотка намотана поверх возбуждающей.