Устройство для магнитографического контроля

Устройство для магнитографического контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к магнитографической дефектоскопии и может быть использовано при расшифровке магнитограмм в процессе контроля качества изделий. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности за счет исключения влияния нестабильности параметров функциональных узлов устройства на уровень считанного сигнала. Для достижения цели устройство содержит блок 5 детектирования, выполненный в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя 6, подключенного к выходу формирователя 12 синхроимпульсов, цифрового компаратора 7 и реверсивного счетчика 8. Кроме того, в устройство введен варикап 11, связанный с преобразователем 10 ток - напряжение, и цифроаналоговый преобразователь 9, входом подключенный к выходу реверсивного счетчика 8. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 27/85

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

: (21) 4366284/25-28, (22) 20.01.88

;(46) 07.08.90. Бюл. № 29 . (71) Белорусский политехнический институт (72) В.Ф.Силюк, В.В,Петраковский и Е.А.Полякова

;(53) 620.179.14 (088.8)

l(56) Авторское свидетельство СССР

, ¹ 862189, кл. G 11 В 5/00, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

i(57) Изобретение относится к магнитогра ;фической дефектоскопии и может быть использовано при расшифровке магнито:грамм в процессе контроля качества изделий. Целью изобретения является .

„„ЯЛÄÄ 1583826 А1 повышение чувствительности и точности за счет исключения влияния нестабильности параметров функциональных узлов устройства на уровень считанного сигнала. Для достижения цели устройство содержит блок

5 детектирования, выполненный в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя 6, подключенного к выходу формирователя 12 синхроимпульсов, цифрового компаратора 7 и реверсивного счетчика 8. Кроме того, в устройство введен варикап 11, связанный с преобразователем 10 ток — напряжение, и цифроаналоговый преобразователь 9, входом подключенный к выходу реверсивного счетчика 8. 3 ил.

Изобретение относится к магнитографической дефектоскопии и может быть использовано при расшифровке магнитограмм в процессе контроля качества изделлй, Целью изобретения является повышение чувствительности и точности эа счет исключения влияния нестабильности

Параметров Функциональных узлов устроЙства на уровень счита;ного сигнала, На ФиГ. 1 пока"-ана структурная схема устройства для магнитографического контроля; на фиг. 2 и 3- временные диаграммы, пояс ня»Огцие работ j устройства, :, стройlство содер)кит послед . вательно соединенные Г6нератор 1 фиксиl. ОВанной частоты, воспроизвОдящу»0 маГнитную ГОло»тку 2. Ко»-»де»1с ITO», 3 и ОперациОнныЙ усилитель 4, в»орой ней»»веотирующиЙ ВХОД которого подключен к общей шине, блок 5 детект» рования, вь»полненный в виде последовательно соединенных аналога-цифрового преобразователя 6.(АЦП). цифрового компаратора 7 и реверсивного счетчика 8, последовательно вкл»оченные цифроаналоГовый преобразователь 9 (ЦАП), входом подключенный к выходу реверсивного счетчика

8, преобразователь 10 ток — напряжение и варикап 11, включенный параллельно конленсзтору 3. формирователь 12 синхроими льсов, Г»ыполненный в виде последовательно вкл»оченнь»х фазовращателя 13, входом подключен»»ОГО t<. Выходу Генератора

I фиксированной частоты, и нуль-органа 14, вь»ходом подкл»оченноГО K входу аналоГО цифрового преобразователя б (АЦП), электоон н ь! и кл»Оч 15, вход которОГО пОДключен к выходу нуль-органа 14, à выход — к управляющему входу рев рсивного счетчика 8, блок 16 управления, вход которого предназнач6н для пОД»;лючения K истОчнику синхронизирующего импульса (не показан), а выход - к управляющему входу электронно"0 ключа 15, и блОк 17 Вычитания, пОДключенный одним вхр»»ом к второму выходу аналого-ц»лфрового преобразователя 6, а другим входом — к вь»ходу цифрового компаратора 7, а выводы блока 17 вычитания и ревеосивного 6 6T В<КВ 8 явля10тся Выходом устройства. устройство раба Гает следующим обра3O»v». запря>кени» генератора 1 фиксированной частоты (например, кварцевый) поступает НB инвертиру Ощий вход усилителя 4, в который Вкл»О 16HB I»BI HIITHBA Головка 2 IIO следовательно с конденсатором 3. Параллельно конденсатору включен варикап 11.

Исходнь»е значения частоты кварцевого генер-iTîðà f, емкости конденсатора 3 и исход40

Код реверсивного счетчика 8 поступает на вход ЦАП и с его выхода в виде соответ45 ствуащего уровня тока подается на преоб25

30 ной емкости варикапа выбраны так, что работа осуществляется на одном из пологих участков резонансной кривой входного контура. В отсутствие входного сигнала формирователь 12 синхроимпульсов с фазовращателем 13 вырабатывает импульс синхронизации, который поступает на синхронизирующий вход АЦП (в момент, когда гармонически изменяющееся напряжение усилителя 4 достигает минимального значения), который преобразует напряжение усилителя 4 в цифровой код. Этот код запоминается B цифровом компараторе 7 и в дальнейшем служит уровнем стабилизации выходного напряжения усилителя 4, Предусмотрена работа устройства в двух режимах — дифференциальном и нулевом.

При нулевом режиме работы импульс синхронизации Оси, на вход блока 16 управления не поступает, и код АЦП поступает в цифровой компаратор 7. Если код АЦП соответствует коду, записанному в цифровой компаратор 7 в исходном состоянии, то с выхода компаратора на управляющий вход реверсивного счетчика 8 напряжение не поступает и хотя электронный ключ 15 под действием выходного напряжения блока 16 управления открыт, и частота кварцевого генератора на выход реверсивного счетчика 8 поступает, его код не изменяется, При считывании информации магнитной головкой 2 в зависимости от значения выходного напряжения усилителя 4 код АЦП изменяется, цифровой компаратор 7 формирует сигнал, который в зависимости от направления ухода напряжения п0 отношению к исходному уровню включает прямой или реверсивный счет реверсивного счетчика 8. Код счетчика изменяется до тех пор, пока выходное напряжение АЦП не станет равным исходному уровню, Подстройка осуществляется следующим образом. разователь 10 ток — напряжение. Выход последнего поступит на управляющий вход варикапа 11, емкость. которого изменяется так, что уровень рассогласования уменьшается. В этом режиме выходная информация

О значении измеряемого потока представляется в цифровой и аналоговой формах с выходов реверсивного счетчика 8 и выхода преобразователя 10 ток-напряжение.

Точность определяется только количеством разрядов реверсивного счетчика и стабильностью характеристики варикапа.

Все параметры работы электронной схемы, включая влияние различных неста1583826

6 схемы появляется "0". Выходные сигналы обеих схем поступают в логический каскад, который из совокупности сигналов схем сравнения формирует "1" на одном иэ двух своих выходов, если код АЦП меньше опор45

50 ного, и "1" на другом выходе, если код АЦП больше опорного. При равенстве сравнива:емых кодов сигналы на обоих выходах отсутствуют.

Формирователь 12 синхроимпульсов содержит связанные последовательно фа- 55 зовращатель и нуль-орган (каскад формиро,вания импульсов). Так как формирователь должен выработать сигнал, обеспечиваю- . ,щий преобразование выходного напряжебильностей и нелинейных искажений, на точность работы устройства не влияют, В нулевом режиме скорость сканирования должна быть пренебрежимо малой в сравнении с длительностью процесса урав- 5 новешивания. Это накладывает известные ограничения на производительность контроля, При работе устройства в дифференциальном режиме на вход блока 16 управле- 10 ния поступает импульс синхронизации

Осин„из входного напряжения импульса

U.... длительности считывания информации формируется сигнал, который на время считывания информации по строке разры- 15 вает цепь отрицательной обратной связи.

Поэтому в этом интервале времени код

АЦП без учета кода исходного уровня блока 16 управления напряжения, записанного в цифровом компараторе 7, является числом, 20 пропорциональным регистрируемому потокуФ, Этот разностный код, пропорциональный регистрируемоу потоку Ф, формируется в блоке 17 вычитания. В этом режиме 25 допустима очень высокая скорость считывания, но несколько ограничена за счет влияния нелинейных искажений точность.

Цифровой компаратор 7 содержит регистр, в который записан (вручную или с 30 выхода АЦП) опорный код, две схемы сравнения кодов и логический каскад, Текущий код АЦП и опорный сравниваются в двух схемах сравнения кодов. В одной из схем код АЦП исследуется на равнозначность, 35 т,е, выясняется совпадает ли он с опорным.

На выходе этой схемы при совпадении кодов сигнал равен "1", при несовпадении—

"0". Параллельно с этим в другой схеме код

АЦП сравнивается также с опорным, и 40 исследуется характер неравенства кодов.

Если код АЦП меньше опорного, то на.выходе схемы появляется "1", если. коды равны или код АЦП больше опорного, на выходе ния Uy усилителя в цифровой код Ny в момент, когда оно отрицательно и равно амплитудному, а усилитель фращает фазу напряжения Ок кварцевого генератора на

180, то фаэовращатель 13 должен поверЛ нуть фазу напряжения 0к на —. Из выходно2 го напряжения 0ф фазовращателя в нуль-органе 14 при переходах через "0" формируются синхроим пул ьсы Оф (времен ная диаграмма на фиг. 2).

Блок 16 управления служит для переключения работы устройства в нулевой (импульс Ос длительности считывания информации не подается) или дифференциальный режимы (при U<9 О).

При 0 =0 ключ 15 открыт, и обратная связь подключена, а при О, 9 О обратная связь отключается. При считывании информации с магнитной ленты за счет ее сканирования в поперечном направлении, как это осуществляется в магнитографических дефектоскопах, импульс формируется только на время длительности сканирования магнитной ленты. В остальное время движения магнитной головки U<-О, так как в это время должна осуществляться подстройка как при нулевом, так и при дифференциальном режимах работы. В магнитографических дефектоскопах импульс U< формируется дополнительными средствами, например, с помощью свето- и фотодиодов.

Назначение выходов условно поясняется на временной диаграмме (фиг.3). При нулевом режиме работы обратная связь включена. Если информация с магнитной ленты не считывается, то код N> выходного напряжения усилителя равен опорному коду NK, и выходной сигнал Npc реверсивного счетчика равен No. При начале считывания информации в момент времени t код Ny резКо уменьшается, и начинается процесс подстройки за счет изменения емкости варикапа. В момент t2 подстройка заканчивается. Код реверсивного счетчика увеличивается на значение Np, которое и является носителем полезной информации.

Очевидно, время 2-t> должно быть малым в сравнении с временем сканирования конкретного участка магнитной ленты, т,е. выигрыш в чувствительности и точности за счет исключения влияния нелинейности характеристик связан с потерями быстродействия.

При дифференциальном режиме обратная связь отключается, быстродействие возрастает, но уменьшаются чувствительность и точность. В этом случае в момент t> код

АЦП изменяется на значение Nb, и код Nb> на выходе блока 17 вычитания равен уровню

1583826 йь. Быстродействие устройства в эгом случае не ограничено.

В предлагаемом устройстве за счет действия отрицательной обратной связи и автоподстройки уровня выходного напряжения операционного усилителя исключается влияние нестабильности амплитуды напряжения кварцевого генератора, нестабильности параметров в магнитной головке и коэффициента усиления операционного усилитеяя.

При нулевом режиме дополнительно исключается влияние нелинейностей характеристик всех электронных элементов, что способствует дальнейшему увеличению чувствительности и точности измерения.

Формула изобретения

Устройство для магнитографического контроля, содержащее последовательно соединенные генератор фиксированной частоты, воспроизводящую магнитную головку, конденсатор и операционный усилитель, второй неинвертирующий вход которого подключен к общей шине„и блок детектирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, блок детектирования выполнен в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, цифрового компаратора и реверсивного счетчика, а устройство снабжено последовательно включенными цифроаналоговым преобразо5 вателем, входом подключенным к выходу реверсивного счетчика, преобразователем ток-напряжение и варикапом, включенным параллельно конденсатору, формирователем синхроимпульсов, выполненным в виде по1Î следовательно соединенных фазовращателя, входом подключенного к выходу генератора фиксированной частоты, и нульоргана, выходом подключенного к входу аналого-цифрового преобразователя, элект15 ронным ключом, вход которого подключен к выходу нуль-органа, а выход- к управляющему входу реверсивного счетчика, блоком управления, вход которого предназначен для подключения к источнику синхронизи20 рующего импульса, а выход- к управляющему входу электронного ключа, и блоком вычитания, подключенным одним входом к второму выходу аналого-цифрового преобразователя, а другим входом — к выходу циф25 рового компаратора, а выводы блока вычитания и реверсивного счетчика являются выходом устройства, 1583826 б

iyjr

Уу у

Фу

Составитель А. Бодров

Редактор В,Бугренкова Техред ММоргентал Корректор M.Ñàìáoðcêàÿ

Заказ 2250 Тираж 512 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