Способ измерения линейных и угловых перемещений плоских электропроводящих объектов

Сотов Советск ив

Социапистичвси ни

Рес убп

О П И С А Н И Е 896378

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено08.04. 80 (21) 2906940/25-28 с присоелииениеет заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень й1е 1

Дата опубликования описания 07.01.82 ° (5 t ) M. Кл.

G 01 В 7/00

G 01 В 7/30

Государстеаииый ксиитет

СССР

II0. делаи изебретеии11 и открытий (53) УДК621.317. .39:531.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.С.Быховский и И.10.Быховский

Куйбышевский ордена Трудового Красного Зн ени авиационный институт им. С. If. Королева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ

ИЕРЕМЕЩЕНИЙ Ш10СКИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояния до плоского проводящего объекта, угла наклона этого объекта отнбсительно датчика, толщины диэлектрического покрытия и т.п.

Известны способы бесконтактного измерения линейных и угловых перемещений, основанные на возбуждении в контролируемом объекте вихревых токов и измерении вносимых объектов индуктивного или активного сопротивления, а также модуля и фазы вносимого напряжения Г1 1.

Однако эти способы измерения име ют относительно низкую точность из-за влияния различных мешающих факторов окружающей среды, главным образом, внешних магнитных полей на величину измеряемых вносимых параметров.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо соб измерения линейных и угловых перемещений плоских электропроводящих объектов, заключаняцийся в том, что у поверхности объекта размещают параллельно ей возбудитель вихревых токов, в качестве которого используют линейный проводник, и определяют направление вектора магнитной составляющей поля в двух точках пространства над поверхностью объекта (2).

Однако данный способ измерения обладает высокой чувствительностью не только к контролируемым параметрам (линейным и угловым перемещени1$ ям объекта), но и ко многим другим параметрам объекта и окружающей среды, которые могут изменяться в процессе измерений, что снижает

20 точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности.

Для достижения данной цели выбирают эти точки расположенными в

896378 плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, определяют координаты этих точек и по известным координатам и направлениям векторов магнитной составляющей поля в них определяют линейные и угловые перемещения объекта.

На чертеже показана схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Возбудитель 1 вихревых токов размещают над контролируемой плоской проводящей поверхностью 2. В качестве возбудителя 1 используют плоскую.прямоугольную катушку, нижнюю сторону которой, представляющую собой линейный проводник, располагают параллельно контролируемой поверхности 2. Проекция этого проводника в плоскости чертежа обозначена точкой. А. Вихревые токи возбуждаются в контролируемой поверхности, главным образом, этим проводником, а влиянием трех других сторон (линейных проводников) катушки возбудителя

1 на поле вихревых токов в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику (нижней стороне катушки возбудителя l), можно пренебречь. Картина магнитного поля линейного проводника с током в плоскости, перпендикулярной проводнику, представляет собой концентрические окружности с центром в точке пересечения плоскости с проводником. Поскольку поле вихревых токов в точках В и С направлено перпендикулярно линиям, соединяющим эти точки с точкой 0 зеркального изображения возбуждающего проводника, а амплитуды обратно пропорциональны расстояниям BD и CD, то, определив положение точки D зеркального изображения линейного возбудителя, можно определить положение контролируемой поверхности относительно возбудителя, т.е. линейные и угловые перемещения объекта.

Для этого с помощью известных средств определяют направление поля вихревых токов в двух точках, лежащих в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, например в точках

В и С, координаты которых известны.

Зная координаты точек В и С и определив натфавления векторов Н и Н магнитной составляющей поля вихре5 !

20 пространстве составляющих магнит25

35

50 вых токов в этих точках, определяют полярные координаты (радиус AO и угол ф) точки зеркального изображения возбудителя вихревых токов. Расстояние Z до проводящей поверхности 2 равно - - AD, а угол наклона этой поверхности равен углу V т.е. углу между осью возбудителя и направлением на его зеркальное изображение (точку 0).

В данном случае неконтролируемые параметры объекта и окружающей среды влияют на амплитуду и фазу (во времени) магнитной составляющей поля вихревых токов, но не влияют на местоположение зеркального изображения возбудителя вихревых токов, а следовательно, и на направления в ного поля вихревых токов в выбранных точках. Благодаря этому точность данного способа измерения перемещений объектов повышается ° Данный способ позволяет не только исключить влияние мешающих, меняющихся во время измерения факторов, но и управлят) чувствительностью и функцией преобразования измерительной аппаратуры путем выбора месторасположения в пространстве контролируемых точек

В и С.

Формула изобретения

Способ измерения линейных и угловых перемещений плоских электропроводящих объектов, заключающийся в том, что у поверхности объекта размещают параллельно ей возбудитель вихревых токов, в качестве которого используют линейный проводник, и определяют направление вектора магнитной составляющей поля вихревых токов в двух точках пространства над поверхностью объекта, отличающийся тем, что, " с целью повышения точности, выбирают эти .точки расположенными в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику и проходящей через его центр симметрии, определяют координаты этих точек Й по известным координатам и направлениям векторов магнитной составляющей поля вихревых токов в них определяют линейные и угловые перемещения объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I, Справочник Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделйй. Под ред. В.В.Клюева, т. 2, 896378 4

M., "Машиностроение", 1976, с. 143-149.

2. Авторское свидетельство СССР

11 578609, кл. G 01 И 27/86, G 0I В 7/06, 1972 (прототип).

Составитель С. Скрыпник

Редактор С.Патрушева Техред А. Бабинец Корректор А.Дзятко

Заказ 11676/25 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4