Устройство для измерения температуры ферромагнитных тел

Устройство для измерения температуры ферромагнитных тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в системах контроля и автоматического регулирования температурных режимов непрерывных процессов тер-мообработки стальной проволоки с целью повышения точности достигается тем, что разностный сигнал ЭДС измерительных катушек 8 и 9, первая из которых охватывает контролирующий участок тела, а вторая - участок с известной температурой формируется сумматором 10 и после усилителя 11 подается в качестве делимого на первый вход блока деления 15. На второй вход этого блока в качестве делителя поступает сигнал разности ЭДС измерительных катушек 9 и 12, формируемый сумматором 13 и усилителем 14, В результате на выходе блока деления 15 получают сигнал, зависящий только от разности магнитных проницаемостей участков ферромагнитного тела в зоне контроля и в зоне с известной температурой, По величи- . не этого сингала судят о разности температур на соответствующих участках. Повышение точности измерений обеспечивается за счет питания катушек возбуждения 5, 6, 7 от управляемого источника тока 4, задающий сигнал которого формируется .сумматором 3, ко входам которого подключены задатчик постоянной составляющей тока возбуждение 1 и источник переменного напряжения 2, Кроме того, между входом устройства и блоком деления 15, включены полосовой фильтр 16 и выпрямитель 17. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕ 7СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Tsi)s G 01 К 11/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) с

ОПИСАНИЕ ИЗОЫЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4888905/10 . (22) 10.12,90 (46) 15.04.93. Бюл. ¹ 14 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.И.Чикалоч (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 328775, кл, G 01 К 11/2, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1574429, кл, G 01 К 7/38, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в системах контроля и автоматического регулирования температурных режимов непрерывных процессов термообработки стальной проволоки с целью повышения точности достигается тем, что разностный сигнал ЭДС измерительных катушек 8 и 9, первая из которых охватывает контролирующий участок тела, а вторая — участок с известной температурой формируется сумИзобретение относится к области измерительной техники и предназначено для применения в системах контроля и автоматического регулирс вания температурных режимов непрерывных процессов термооб- . работки стальной проволоки.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем обеспечения инвариантности его чувствительности к размерам поперечного сечения контролируемого тела.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Сигналы от задатчика постоянной составляющей тока возбуждения 1 и источни. Ж 1809331 А1 матором 10 и после усилителя 11 подается в качестве делимого на первый вход блока деления 15, На второй вход этого блока в качестве делителя поступает сигнал разности ЭДС измерительных катушек 9 и 12, формируемый сумматором 13 и усилителем . 14, В результате на выходе блока деления 15 получают сигнал, зависящий только от разности магнитных проницаемостей участков ферромагнитного тела в зоне контроля и в зоне с известной температурой, По величи. не этого сингала судят о разности температур на соответствующих участках. Повышение точности измерений обеспечивается за счет питания катушек возбуждения 5, 6, 7 от управляемого источника тока 4, задающий сигнал которого формируется .сумматором

3, ко входам которого подключены задатчик постоянной составляющей тока ворбужденир 1 и источник переменного напряжения

2, Кроме того, между входом устройства и блоком деления 15, включены полосовой фильтр 16 и выпрямитель 17, 1 ил, С ка переменного напряжения 2 поступают на о входы первого сумматора 3, на выходе кото- 16д рого формируется задание для управляемого источника тока 4, питающего последовательно соединенные катушки возбуждения б, б и 7. Напряжения, индуцируемые в измерительных катушках 8 и 9, подаются на вход второго сумматора 10 таким образом, что íà его выходе формируется разностный сигнал, который поступает на первый усилитель 11. Дополнительная измерительная катушка 12 совместно с измерительной катушкой 9 также в и ротивофазе подключены ко входам третьего сумматора 13, что позволяет получить на его

1809331

50

55 выходе еще один разностный сигнал, который подается на вход второго усилителя 14, Выходной сигнал первого усилителя 11 подается в качестве делимого на один вход блока деления 15, а на второй его вход в качестве делителя поступает сигнал с выхода второго усилителя 14. Блок деления 15 своим выходом связан со входом полосового фильтра 16, к выходу которого подключен выпрямитель 17, формирующий однополярный сигнал, по величине которого судят о температуре контролируемого тела.

Устройство для измерения температуры ферромагнитных тел работает следующим образом, Одну пару катушек 6, 9 устанавливают перед нагревательным устройством и пропускают через нее холодный металл, температура которого известна, Вторую пару катушек 5, 8 размещают после нагревательного устройства, пропуская через нее горячую проволочку; а дополнительную пару катушек 7, 12 оставляют свободной от металла, Сложные магнитные поля, созданные катушками возбуждения 5, 6, благодаря наличию в них постоянной составляющей, уровень которой определяется уставкой задатчика постоянной составляющей тока возбуждения 1, обеспечивают намагничивание металла, находящегося в обеих катушках, до состояния насыщения. На этом фоне переменные составляющие магнитных палей возбуждения, уровень которых задается источником переменного напряжения 2, индуцируют в измерительных катушках 8, 9

ЭДС, величины которых пропорциональны как магнитным проницаемостям металла на соответствующих участках, так и площади поперечного сечения контролируемого тела. ЭДС дополнительной измерительной катушки всегда остается неизменной.

При повышении температуры металла его магнитная проницаемость в зоне насыщения уменьшится, что приведет к снижению ЭДС, индуцируемой в измерительной катушке 8, а это повлечет за собой рост сигнала на выходе второго сумматора 10.

Благодаря постоянству температуры холодного металла в катушке 9 и его отсутствию в дополнительной измерительной катушке 12 при постоянном сечении контролируемого тела сигнал на выходе третьего усилителя 13 остается постоянным, Выходной сигнал второго сумматора 10 через первый усилитель

11 в качестве делимого поступает на один вход блока деления 15, а на другой вход последнего в качестве делителя через второй усилитель 14 поступает выходной сигнал третьего сумматора 13. В результате выполнения в этом блоке операции деления происходит сокращение всех одинаковых параметров, влияющих на величины выходных сигналов второго 10 и третьего 13 сумматоров, в том числе сокращается площадь поперечного сечения контролируемого тела, что обеспечивает инвариантность чувствительности устройства к этому параметру.

На выходе блока деления 15 формируется сигнал пропорциональный разности относительных магнитных проницаемостей контролируемого тела до и после нагрева, по величине которого можно судить о степени нагрева тела. С целью устранения помех и повышения точности измерений этот сигнал через полосовой фильтр 16, подавляющий напряжения с частотами, не совпадающими с первой гармоникой переменной составляющей тока возбуждения подается через выпрямитель 17 на выход устройства. Его уровень соответствует разности температур проволоки до и после нагрева независимо от площади поперечного сечения, Формула изобретения

Устройство для измерения температуры ферромагнитных тел, содержащее задатчик постоянной составляющей тока возбуждения, источник переменного напряжения, которые подключены своими выходами к входам первого сумматора, соединенного выходом с входом управления источника тока, выход которого подсоединен к цепи двух последовательно включенных катушек возбуждения, индуктивно связанные с ними измерительные катушки, подключенные в противофазе ко входам второго сумматора, соединенного своим выходом с входом первого усилителя, а на выходе устройства включена цепочка из последовательно соединенных полосового фильтра и выпрямителя, отл и ч а ю щее ся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий сумматор, второй усилитель, блок деления, дополнительные измерительная катушка и катушка возбуждения, которая последовательно включена в цепь последовательно включенных двух катушек возбуждения, а дополнительная измерительная катушка в противофазе с одной иэ измерительных катушексоединены с Входом третьего сумматора, выход которо "о через второй усилитель соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход — с входом полосового фильтра.

1809331

Составитель В.Чикалов

Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Редактор В.Тычына

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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