Способ измерения малых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов и устройство для его осуществления

Способ измерения малых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения ма- : лых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов. Целью изобретения является повышение точности измерений.Для этого компенсирующее напряжение формируют из дополнительного путем уменьшения его по амплитуде и смешения по фазе на угол 90, формируют Также тестовое напряжение путемуценьшения его по амплитуде, а приращение удельной электрической проводимости определяют по величине отношения изменения выходного суммарного напряжения к тестовому напряжению. Устройство для осуществления способа содержит генератор 1, основной и дополнительный трансформаторные вихретоковые преобразователи 2, 3, компенсатор 4 в виде делительной резистивно-емкостной цепочки, три ключа 8, 9, 10, сумматор 5, блок 6 обработки сигнала, блок 15 управления ключами, два устройства 12, 13 выборки и хранения, делитель 14 и индикатор 7. По изменению показаний индикатора 7 судят о приращении удельной электрической проводимости , т.к. суммарное напряжение содержит информацию об удельной электрической проводимости изделия, на котором расположен основной преобразователь 2. В то же время эти показания не зависят от изменения внешних условий, в которых находятся преобразователи 2, 3, и от изменения коэффициента усиления в блоке 6 обработки сигнала. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. § Ю 00 ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дц 4 С 01 Н 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3901 154/25-28 (22) 28,05.85 (46) 15.01.87 . Бюл. 11р 2 (71) Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева (72) Ю.С.Дмитриев и В.С.Вопилин (53) 620.179.14(088.8) (56) Герасимов В.Г. и др. Неразрушающий контроль качества. изделий электромагнитными методами. — М.: Энергия, 1978, с.170-171. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПРИРАЩЕНИЙ УДЕЛЪНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения ма- .. лых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов. Целью изобретения является повышение точности измерений.Для этого компенсирующее напряжение формируют из дополнительного путем уменьшения его по амплитуде и смешения по фазе на угол 90, формируют также тестовое напряжение путем умень„SU„„1283645 А 1 щения его по амплитуде, а приращение удельной электрической проводимости определяют по величине отношения изменения выходного суммарного напряжения к тестовому напряжению. Устройство для осуществления способа содержит генератор 1, основной и дополнительный трансформаторные вихретоковые преобразователи 2, 3, компенсатор 4 в виде делительной резистивно-емкостной цепочки, три ключа 8, 9, 10, сумматор 5, блок 6 обработки сигнала, блок 15 управления ключами, два устройства 12, 13 выборки и хранения, делитель 14 и индикатор 7. По изменению показаний индикатора 7 судят о g приращении удельной электрической проводимости, т.к. суммарное напряжение содержит информацию об удельной электрической проводимости изделия, на котором расположен основной преобра- Я зователь 2. В то же время эти показания не зависят от изменения внешних условий, в которых находятся преобразователи 2, 3, и от изменения коэффи- Оо циента усиления в блоке 6 обработки 44 сигнала. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. ЯЪ

1283645

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения малых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов. 5

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет устранения дополнительной погрешности при изменении внешних условий из-за нестаf0 бильности суммарного напряжения и коэффициента усиления.

На фиг.l приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжений в конт15 рольных точках.

Устройство для измерения малых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов содержит генератор 1, подключенные к нему основной и дополнительный трансформаторные вихретоковые преобразователи 2 и 3, компенсатор 4, последовательно соединенные сумматор

5 и блок 6 обработки сигнала, второй вход которого подключен к второму выходу генератора, индикатор 7, три ключа 8-10, длительную резистивную цепочку 11, два блока 12 и 13 выборки и хранения, делитель 14 и блок 15 управления ключами. Компенсатор 4 выполнен в виде делительной реэистив" но-емкостной цепочки, вход которой соединен с выходом вторичной обмотки дополнительного преобразователя 3, а выход — через первый ключ 8 с входом сумматора 5, выход блока 6 обработки сигнала соединен через второй . и третий ключи 9 и 10 с входами первого и второго блоков 12 и 13 выбор- 40 ки и хранения, выходы которых соединены с входами делителя 14, выход которого подключен к входу индикатора

7, а выход блока 15 управления ключами подключен к управляющим входам 45 трех ключей 8 — 10.

Сущность способа заключается в том, что в объекте из электропроводящего материала возбуждают вихревые токи, формируют выходное суммарное напряжение из основного и дополнительного напряжений с обмоток вихретоковых преобразователей 2 и 3, а также из компенсирующего напряжения, причем компенсирующее напряжение формируют из дополнительного путем уменьшения его по амплитуде и смещения по фазе на угол 90, формируют также тестовое напряжение из дополнительного путем изменения его по амплитуде, а приращение удельной электрической проводимости определяют по величине отношения изменения выходного суммарного напряжения к тестовому напряжению.

При суммировании основного напряжения вихретокового преобразователя

U с дополнительным U и компенсирующим U суммарное напряжение достигает тысячных долей процента от основного:

U,= U + О + U», (ц l = 1ц1 10

Прн измененйи внешних условий, в которых находятся вихретоковые преобразователи 2 и 3, изменяются напряжения

u, =u(t); О =О (t) .

Изменение напряжения пропорционально его величине и изменению мешающего параметра ht:

1 .дс Цо1 дЦЯ 1д Ц9в где k — коэффициент пропорциональности.

Суммарное напряжение меняетея на величину дц, =Й + дц =1д (ц. + О.,)

1 д Цк °

Компенсирующее напряжение U формируют из дополнительного и при изменении мешающего параметра оно также меняется: дЦк = 1 д Цк °

При этом изменение суммарного напряжения составит дц дЦ,+ дц + дЦ kit(U +

+U> + Ц„.)=1см Ц что на несколько порядков меньше,чем у известного устройства.

Дополнительная погрешность при изменении внешних условий из-за нестабильности коэффициента усиления устраняется тем, что формируют тестовое напряжение U„ из дополнительного и усиливают в тех же блоках, что и суммарное напряжение.

При изменении мешающего параметра

Ц, {t)=(l+kat)U,; Ц,(е)=(1+1 ле)Ц,; целых т(") =пЦт () 1 Ц вых. () =пЦ,(") где n — - коэффициент усиления.

Выходной сигнал с делителя равен.

Цьых a (t) n(1+kat) Uv

Цвы» (t) n {1+kit) U ц, I и не зависит от изменения мешающего параметра и коэффициента усиления.

Устройство работает следующим образом.

1283645

Еяп чи 8 — 10 периодически и одновременно переключаются с частотой, задаваемой блоком 15 управления ключами. При положении ключей 8 — 10 (фиг.1), вход сумматора 5 соединен с вторичной обмоткой дополнительного и основного преобразователей 2 и

3 и компенсатором 4, выход блока 6 обработки сигнала — с вторым блоком

13 выборки и хранения, при этом вход первого блока 12 выборки и хранения закорочен. При переключении ключей

8 — IO вход сумматора 5 соединен с ,выходом резистивной делительной цепочки 11, выход блока 6 обработки сигнала — с первым блоком 12 выборки и хранения, а вход второго блока 13 выборки и хранения закорочен. На диаграмме (фиг.2а) показано напряжение, поступающее после сумматора 5 на вход блока 6 обработки сигнала. На выходе блока 6 обработки сигнала напряжение представляет собой усиленную огибающую входного напряжения (см.диаграмму б, фиг.2). На входе первого блока

12 выборки и хранения напряжение пропорционально только тестовому напряжению, т.к. в момент поступления суммарного напряжения его вход закорочен (см. диаграмму в, фиг. 2). На выходе блока 12 выборки и хранения формируется постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде тестового напряжения (см. диаграмму д, фиг.2).

Аналогично работает второй блок

13 выборки и хранения, на выходе которого .напряжение пропорционально суммарному напряжению (см.диаграммы г и е, фиг.2). Делитель 14 формирует постоянное напряжение, пропорциональное отношению напряжений

Пвылт (t) H Ug „y(t) °

Это напряжение поступает на индикатор 7. В качестве делителя 14 с индикатором 7 может быть использован логометр. По изменению показаний индикатора 7 судят о приращении удельной электрической проводимости, т.к. суммарное напряжение содержит инфор-. мацию об удельной электрической проводимости изделия, на котором расположен основной преобразователь 2. В то же время эти показания не зависят от изменения внешних условий, в которых находятся преобразователи, и оТ изменения коэффициента усиления в блоке обработки сигналов. формула и з о б р е т е н и я дополнительного преобразователя, а выход — через первый ключ с входом сумматора, выход блока обработки сигналов соединен через второй и третий

50 ключи с входами первого и второго блоков выборки и хранения, выходы которых соединены с входами делителя, выход которого подключен к входу ин55 дикатора, а выход блока управления ключами подключен к управляющим входам трех ключей.

1. Способ измерения малых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов, основанный на возбуждении вихревых токов в объекте из электропроводящего материала, формировании выходного суммарного напряжения из основного и дополнительного напряжений с обмоток вихретоковых преобразователей, а также из компенсирующего напряжения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, компенсирующее напряжение формируют из дополнительного путем уменьшения его по амплитуде и смещения по фазе на угол 90, формируют также тестовое напряжение из дополнительного путем изменения его по амплитуде, а прира25 щение удельной электрической проводимости определяют по величине отношения изменения выходного сумматора напряжения к тестовому напряжению.

2. Устройство для измерения малых приращений удельной электрической проводимости электропроводящих материалов, содержащее генератор, подключенные к нему основной и дополнительный трансформаторные вихретоковые преобразователи, компенсатор, последовательно соединенные сумматор и блок обработки сигнала, второй вход которого подключен к второму выходу генератора, и индикатор, о т л и—

40 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено тремя ключами, длительной резистивной цепочкой, двумя блоками выборки и хранения, делителем и бло45 ком управления ключами, компенсатор выполнен в виде делительной реэистивно-емкостной цепочки, вход которой соединен с выходом вторичной обмотки

1283645 а) Составитель И.Рекунова

Техред Л.Сердюкова Корректор K.Ñèðîõìàí

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 7432/42 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4