Устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий

Устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю физико - механических показателей ферромагнитных материалов и изделий и повышает точность контроля. Это достигается за счет введения между контроллером 1 тока намагничивания и генератором 3 тока намагничивания аналого - цифрового делителя 2, связаного с блоками 11,16 цифровой обработки и управления, что позволяет изменять величину тока намагничивания с выхода генератора 3 в зависимости от цифрового кода на входе аналого - цифрового делителя 2, поступающего с блока 11 цифровой обработки по сигналу блока 16 управления. Введение датчика поля, расположенного внутри компенсационной обмотки 4 преобразователя, и подключение его выхода к первому входу коммутатора 8 позволяет по команде блока 16 управления подключить выход датчика 7 поля к входу аналого - цифрового преобразователя 9 и тем самым измерить текущее значение напряженности поля. Совокупность указанных блоков в соответствии с программой работы блока 11 цифровой обработки обеспечивает стабилизацию поля намагничивания измерительного преобразователя. Использование второго и третьего блоков 13,14 памяти дискретных отсчетов, цифроаналогового преобразователя 15 и дифференциального усилителя 6, связанных с блоками 16,11 управления, цифровой обработки, измерительным преобразователем и коммутатором 8, позволяет производить автоматическую электронную компенсацию высокого начального уровня сигнала от эталонного изделия как при изменении величины тока намагничивания в процессе адаптивного поиска оптимального тока намагничивания, так и при постоянной величине тока намагничивания в процессе обучения и контроля. 1 ил.

СОЮЗ COBETCHHX.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 4 01 N 27/80 т !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4248336/25-28 (22) 25. 05. 87 (46) 30.05.89, Вюл. М - 20 (72) В. Д. Остапенко, С, В. Логинов и В. В. Лехтцинд (53) 620. 179. 14(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1128156, кл. G 01 N 27/90, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРРОМА1НИТНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

„„SU„„1483347 А 1

2 (57) Изобретение относится к неразру- шающему контролю физико-механических показателей ферромагнитных материалов и изделий и повышает точность контроля. Это достигается за счет введения между контроллером 1 тока намагничивания и генератором 3 тока намагничивания аналого-цифрового делителя 2, связанного с блоками 11, 16 цифровой обработки и управления, что позволяет изменять величину тока намагничивания с выхода генератора

1483347

3 в зависимости от цифрового кода на входе аналого-цифрового делителя 2 ° поступающего с блока 11 цифровой обработки по сигналу блока 16 управления. Введение датчика поля, расположенного внутри компенсационной обмотки 4 преобразователя, и подключение его вь1хода к первому входу коммутатора 8 позволяют по команде блока 16 управления подключить выход датчика

7 поля к входу аналого-цифрового преобразователя 9 и тем самым измерить текущее значение напряженности поля.

Совокупность укаэанных блоков в. соответствии с программой работы блока

11 цифровой обработки обеспечивает стабилизацию поля намагничивания изИзобретение относится к нераэрушающему контролю Физико-механических показателей ферромагнитных материалов и может быть использовано в машино . строении для контроля качества термической обработки изделий.

Цель изобретения — повышение точности контроля эа счет стабилизации напряженности поля измерительного преобразователя и автоматической .электронной компенсации сигнала измерительного преобразователя от эталонного изделия.

На чертеже представлена блок-схе- 15 ма устройства для контроля физико-механических показателей Ферромагнитных изделий.

Устройство содержит соединенные последовательно контроллер 1 тока на- 2р магничивания, .управляемый аналого- . цифровой делитель 2, генератор 3 тока намагничивания, измерительный преобразователь, состоящий из двух идентичных обмоток: компенсационной 4 и 25 . измерительной 5, которые включены последовательно-встречно, и дифференциальный усилитель б. Устройство содержит также последовательно соеди-ненные.датчик 7 поля намагничивания, 30 размещенный внутри компенсационной обмотки 4, коммутатор 8, второй и третий входы которого подключены к выходам дифференциального усилителя мерительного преобразователя. Использование второго 13 и третьего 14 блоков памяти дискретных отсчетов, цифроаналогового преобразователя )5 и ди) ференциального усилителя 6, связанньк с блоками 16, ll управления и цифровой обработки измерительным преобразователем и коммутатором 8, позволяет производить автоматическую электронную компенсацию высокого начального уровня сигнала от эталонного изделия как при изменении величи-. ны тока намагничивания в процессе адаптивного поиска оптимального тока намагничивания, так и при постоянной величине тока намагничивания в про цессе обучения. и контроля. 1 ип.

6 и измерительного преобразователя соответственно, аналого-цифровой преобразователь 9, первый блок 10 памяти дискретных отсчетов, блок 1 1 циф ровой обработки сигнала и индикатор:

12, второй блок 13 памяти дискретных отсчетов, первый вход которого подкдочен к выходу аналого-цифрового преобразователя 9, а выход - к второму входу блока ll цифровой обработки сигнала, последовательно соединенные третий блок 14 памяти дискретных отсчетов, первый вход которого соединен с выходом блока 11, и цифроаналоговый преобразователь 15 выход которого подключен к второму входу дифференциального усипителя 6, а также блок 16 управления, выходы ко-. торого подключены соответственно к второму входу первого блока 10 памя ти, третьему входу аналого-цифрового делителя 2, второй вход которого пов)ключен к второму выходу блока 11 цифровой обработки сигнала, четвертому входу коммутатора 8, второму входу второго блока 13 памяти, второму входу аналого-цифрового преобразователя

9 третьему входу блока 1 1, второму входу индикатора 12 и второму входу третьего блока 14 памяти, Устройство функционирует следующим образом.

Далее следует цикл "Стабилизация ноля намагничивания". Датчик 7 поля находится внутри обмотки 4 и постоянно фиксирует величину напряженности магнитного поля измерительного преобразователя, создаваемую током намагничивания. Аналоговый сигнал с выхода датчика 7 поля поступает на первый вход коммутатора 8. По команде блока 16 управления сигнал датчика 7 поля поступает на вход аналого-циАрового преобразователя 9 и в виде цифрового кода. записывается во второй блок

13 памяти дискретных отсчетов. В соответствии с программой работы вычислительной системы блок 11 цифровой обработки периодически сравнивает текущее значение напряженности поля датчика с записанным цифровым кодом во втором блоке 13 памяти дискретных отсчетов и обеспечивает выдачу раэностного кода на вход управляемого аналого-циАрового делителя 2 для подстройки величины тока намагничивания.

Затем осуществляется цикл "Обучение".

В измерительную обмотку 5 измерительного преобразователя поочередно помещаются образцы иэ представительной обучающей выборки. Исходные аналого- вые сигналы от обучающих образцов и эталонного изделия поступают на первый и второй входы дифференциального усилителя 6. Разностный сигнал по третьему входу коммутатора 8 поступает на вход аналого-цифрового пре образователя 9 и в виде цифрового кода записывается в первый блок 10 памяти дискретных отсчетов. По завершении дискретизации исходного сигнала измерительного преобразователя от обучающей выборки образцов блок 16 упуправления переключает работу устройства на вычисление спектральных составляющих в базисе тригонометрических функций, Результаты вычислений спектральных составляющих вместе с соответствующими им значениями физико-механических показателей образцов из обучающей выборки записываются в оперативной памяти блока 11 цифровои обработки. После этого блок 11 цифровой обработки проводит корреляционнорегрессионный анализ результатов обучения с целью подбора функциональной зависимости между физико-механическими показателями ферромагнитного иэделия и спектральным составом сигна5 14833

Первоначально осуществляется цикл

"Компенсация", обеспечивающий элект—

poHHylo компенсацию высокого начального уровня сигнала произвольной Аор5 мы от эталонного изделия. Для этого контроллер 1 тока намагничивания обеспечивает на выходе генератора 3 тока намагничивания синусоидальную форму намагничивающего тока определенной амплитуды и часто;.,>, воз буждающего измерительный преобразователь. Поскольку компенсационная 4 и измерительная 5 обмотки включены последова— тельно-встречно и выполнены идентичными, сигнал с выхода измерительного преобразователя о тсут ствует. При установке в обмотку 5 измерительного преобразователя эталонного образца на выходе измерительного преобразователя 20 появляется сигнал разбаланса сложной формы, который поступает на первый вход дифференциального усилителя 6 и второй вход коммутатора 8. Программа работы вычислительной системы уст- 25 ройства построена так, что в цикле

"Компенсация" блок 16 управления разрешает прохождение на вход аналогоцифрового преобразователя 9 только сигнала, поступающего на второй вход коммутатора 8. Аналого-цифровой преобразователь 9 преобразует исходный аналоговый сигнал сложной формы от эталонного изделия в двойной параллельный код соответствующей разрядно35 сти, который поступает в вычислительную систему, в дальнейшем с выхода блока 11 цифровой обработки записывается в третий блок 14 памяти дискретных отсчетов, в виде цифрового кода поступает на цифровой вход цифроана-. логового преобразователя 15, а с его аналогового выхода — на второй вход дифференциального усилителя 6. Цикл

"Компенсация завершается по команде 45 блока 16 управления путем подачи управляющего сигнала, разрешающего прохождение на аналого-цифровой преобразователь 9 разностного сигнала, поступающего с выхода дифференциального усилителя 6 на третий вход коммутатора 8. Таким образом, по завершении цикла "Компенсация" в третьем блоке

14 памяти записана форма сигнала измерительного преобразователя от эта55 лонного изделия в виде дискретных отсчетов, а на выходе иифроаналогового преобразователя 15 она вновь восстановлена в виде аналогового сигнала.!

483347 ла сложной формы иэмерительногo пре— образователя, определения оценок коэффициентов уравнения регрессии, коэффициента множественной корреляции и стандартной ошибки оценки физикомеханических показателей. При адаптивном поиске оптимальной формы тока намагничивания циклы "Компенсация

Стабилизация поля намагничиваниян 10 и. Обучение" повторяются. Во втором блоке 13 и третьем блоке 14 памяти дискретных отсчетов автоматически переэаписываются цифровые коды сигналов эталонного изделия и датчика 7 15 поля. На выходе контроллера 1 тока намагничивания обеспечивается такой характер зондирующего воздействия, при котором коэффициент множественной корреляции имеет максимальную 20 величину для конкретной обучающей выборки.

В цикле "Измерение" для каждого измеряемого образца разностный сигнал с выхода дифференциального усипи- 25 теля 6 поступает на третий вход коммутатора 8 и по команде блока 16 управления проходит на вход аналогоцифрового преобразователя 9. После осуществления дискретизации информа- 30 тивного сигнала полученная совокупность дискретньгх отсчетов записывается в первый блок 10 памяти дискретных отсчетов. В соответствии с программой работы вычислительной системы блок 11 цифровой обработки проводит функциональное преобразование для вычисления требуемых физико-механических показателей по установленной в цикле «Обучениеп модели конт- 40 роля, а именно обеспечивает сравнение текущего значения напряженности поля датчика 7 с заданным кодом, вычисление спектральных составляющих и проведение корреляционно-регрессионного анализа результатов обучения. Результаты вычислений в соответствующих единицах измерения физико-механических показателей поступают на вход индикатора 12.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает высокую стабильность зондирующего воздействия на объект контроля, формирование оптимального для дискретизации диапазона измене55 ний информативного сигнала, воэможность исключения иэ процедуры функционального преобразования начального уровня различной совокупности фиэикомеханических показ ателей ферромагнитньгх изделий, что повьыает точность измерения физико-механических показателей изделиИ из широкого класса ферромагнитных сталей.

Формула изобретения

Устройство для контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий, содержащее контроллер тока намагничивания, последовательно соединенные генератор и измерительный преобразователь, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и первый блок памяти дискретных отсчетов, коммутатор, блок управления, подключенный к второму входу первого блока памяти дискретных отсчетов, и последовательно соединенные блок цифровой обработки сигнала и индикатор, о т л и ч -а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения точности контроля, оно снабжено включенным между выходом контроллера тока намагничивания и управляющим входом генератора аналого-цифровым делителем, второй и третий входы которого подключены соответственно к второму выходу блока цифровой обработки сигнала и второму выходу блока управления, дифференциальным усилителем, первый вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя, датчиком поля намагничивания, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам дифференциального усилителя, измерительного преобразователя и третьему выходу блока управления, а выход коммутатора — к входу аналого-цифрового преобразователя, вторым блоком памяти дискретных отсчетов, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу аналого-цифрового преобразователя и четвертому выходу блока управления, пятый, шестой и седьмой выходы которого подключены соответственно к второму входу аналого-цифрового преобразователя, первому входу блока цифровой обработки сигнала и второму входу индикатора, и последовательно соединенными третьим блоком памяти дискретных отсчетов, первый и второй входы которого подключены соответственно к восьмому выходу блока управ1483347

Составитель И. Рекунова

Редактор А. Лежнина Техред Л. Олийнык Корректор Пилипенко

Заказ 2821/41 Тира к 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ултород, ул. Гагарина, 101 ления и второму выходу блока цифровой обработки сигнала, и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подклочен к второму входу дифференциального усилителя, второй и третий входы блока цифровой обработки сигнала подключены соответственI но к выходам первого и второго блоков памяти, измерительный преобразователь выполнен с двумя последовательно встречно включенными обмотками — измерительной и компенсацюнной, а датчик поля намагничивания размещен внутри компенсационной обмотки.