Устройство для измерения удельного электросопротивления немагнитных материалов

Устройство для измерения удельного электросопротивления немагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТР( ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее. широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного злектросопротивления в цепи обратной связи усилителя .и цифровой частотомер, подключенный к усилителю, отличающееся тем, что, с целью упрощения и ускорения измерений, оно снабжено регулируемьи чястотяонезависимым фазовращателем включенным между выходом датчика удельного злектросопротивления и входом усилителя , фазовый сдвиг tf в фазовращателе установлен в соответствии с соотношением Cfiqrcl() где d - диаметр oбpaзцa ei - рассчитанная численно и табу (Л лированная функция величины igcp .

ÄÄSUÄÄ 11 59

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК

4(51) G 01 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3653553/24-25 (22) 17. 10. 83 (46) 07.07.85. Бюл. В 25 (72) Я.А. Крафтмахер (53) 537.311(088.8) (56) 1. Варченко А.А. и др. Научные труды Гиредмета, 1980, с. 96, с. 26-40.

2. Двинских В.А. Измерительные схемы с самовозбуждением. М.-Л., Госэнергоиздат, 1962, с. 46-48 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УДЕЛЬНОГО ЗЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ НЕ-.

МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного электросопротивления в цепи-обратной связи усилителя и цифровой частотомер, подключенный к усилителю, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью упрощения и ускорения измерений, оно снабжено регулируемьм ччстотнонезависимым фазовращателем; включенным между выходом датчика удельного электросопротивления и входом усилителя, фазовый сдвиг ф в фаэовращателе установлен в соответствии с соотношением ф= " S(t ®1 где d — диаметр образца, а — рассчитанная численно и табу. лированная функция величины1 .

1165961

Изобретение относится к области измерений физических свойств материалов, конкретно к измерениям удельного сопротивления немагнитных веществ, и может быть использовано 5 для определения удельного сопротивления металлов, сплавов, полупроводников и электролитов, а также для контроля чистоты металлов по остаточному удельному сопротивлению.

Известно устройство для бесконтактного измерения удельного сопротивления, основанное на возбуждении в образце вихревых токов, в частности автогенераторное устройство. Та-, кое устройство представляет собой автоколебательную систему, в которой входное воздействие измерительного преобразователя приводит к изменению амплитуды, частоты или фазы генери- Ю руемых колебаний. Это устройство с вихретоковым датчиком применяется для определения удельного сопротивления среды. Амплитуда напряжения на колебательном контуре генератора о зависит от вносимого в контур активного сопротивления, которое опреде,!ляется удельным сопротивлением среды.

Устройство градуируется по образцам с иэвестньм удельным сопротивле- 30 нием (1) .

Недостатком данного устройства является отсутствие прямого цифрового отсчета измеряемого удельного сопротивления и необходимость использования эталонных образцов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для бесконтактного измерения удельного электросопротивления немагнитных материалов, содержащее широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного электросопротивления в цепи обратной связи усилителя и цифровой час- 4 тотомер, подключенный к усилителю.

Устройство используется для разбраковки металлических прутков по величине сопротивления, изменения которого вызываются. наличием продоль- 5О ных трещин. В одну из катушек дифференциального датчика помещается испытуемый образец, а во вторую— эталонный .При одинаковых образцах выходное напряжение датчика равно у нулю и колебания в схеме не возникают. Различие образцов приводит к возникновению автоколебаний (21.

Недостатками известного устройства являются отсутствие прямого цифрового отсчета измеряемого удельного сопротивления и необходимость в эталонных образцах.

Целью изобретения является упрощение и ускорение измерений.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения удельного электросопротивления немагкитных материалов, содержащее широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного. электросопротивления в цепи обратной связи усилителя и цифровой чижготомер, подключенный к усилителю, снабжено частотно-независимым фазовращателем, включенным между .выходом датчика удельного электросопротивления и входом усилителя, а фазовый сдвиг () в фазовращателе установлен в соответствии с соотношением

/=orch/(Y J (з ) где d — диаметр образца; — рассчитанная численно и табулированная функция величины /CD.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит широкополосный усилитель 1, дифференциальный датчик 2 удельного сопротивления, частотно-независимый фазовращатель

3, цифровой частотомер 4. К выходу усилителя 1 подключены первичные обмотки датчика 2 удельного сопротив ления, вторичные обмотки которого присоединены к частотно-независимому фазовращателю 3, а выход последнего подключен к входу усилителя 1.

Устройство работает следующим образом.

Без образца выходное напряжение датчика 2 равно нулю, так что автоколебания в системе не возникают.

При помещении испытуемого образца внутрь рабочей катушки датчика 2 возникает выходное напряжение датчи. ка, фаза которого зависит от удельного сопротивления образца. Для цилиндрических образцов справедливо соотношение

2 2, где P — удельное сопротивление образца, мкОм см;

3 1165961

d — диаметр ооразца, см; т

f — частота тока в первичных об- в мотках, кГц; б — сдвиг фаз между током в пер- л вичных обмотках и выходным н напряжением датчика; ч

a — рассчитанная численно и табулированная функция величи- к ны t((f (1). в

Для возникновения автоколебаний 10 г полный фазовый сдвиг в цепи обратной т связи автогенератора должен быть ра- з вен нулю. В данном случае это озна- Д чает, что фазовый сдвиг, вносимый Ц датчиком удельного сопротивления, 15 1 должен быть равен по величине и II противоположен по знаку фазовому с сдвигу в фазовращателе 3. Частотно-. 1 независимый фазовращатель 3 устанавливается заранее так, чтобы вно- 20 р симый им фазовый сдвиг удовлетворял У соотношению с

Составитель В. Вертоградский

Редактор Л. Гратилло Техред Т.Маточка Корректор А. Обручар

Заказ 4302/36 . Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 g 9 = I> 4 /> 0 2)

Так как o|, является однозначной функцией величины 4gq то по известному диаметру образца всегда можно рассчитать необходимый фазовый сдвиг, а фазовращатель 3 может быть . проградуирован непосредственно в значениях диаметра образца. При усановке фазовращателя в соответстии с формулой (2) частота автоколеарий согласно выражению (1), чис- . енно равна удельного сопротивлеию образца и измеряется цифровым астотомером 4.

Чтобы определить фазовый сдвиг, оторый следует установить в фазоращателе, достаточно построить рафик зависимости g tglf>f((), коорый рассчитывается по известным ависимостям Сд С от (и оС от йдф ля измерения могут. использоваться илиндрические образцы диаметром

-1,5 см, длиной 3-5 см и более. ри диаметре образцов 1 см угол ф оставляет 68, а при диаметре о ,5 см — 76

Использование предлагаемого устойства упрощает и в несколько раз скоряет проведение измерений по равнению с расчетом удельного сопротивления образца по формуле (1) °

Кроме того, появляется возможность

25 автоматизировать измерения удельного электросопротивления.

Предлагаемое устройство может найти применение в исследовательской практике.и при технологическом контроле свойств материалов и изделий по их удельному электросопротивлению.