Устройство для измерения удельного сопротивления немагнитных материалов

Устройство для измерения удельного сопротивления немагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

м993153

- Союз Советскик

Социалистически»

Республик

ОП ИС

ИЗОБРЕ

АНИЕ

ТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22).Заявлено 060б.80 (21) 2937318/18-21

f$1j h4. Ки.з

6 -01 и 27/00

G 01 М 27/00 сприсоединениеказаявки Ио(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР но делам изобретений и о..ткрытий

Опубликовано Зй01ЯЗ. Бюллетень Йо4

Дата опубликования описания 300183 (ЩУШ б21. 317..33{088. 8 ) /

А.Я. Тетерко и В.Г. Рыбачук

Физико-механический институт АН Украинской CCP и Специальное конструкторско-технологиЧесйое бюро Физико-механического института

AH Украинской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявители

{54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к электро измерениям, s частности к неразрушаю щему контролю параметров материалов электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения удельного сопротивления немагннтных электропроводящих материалов.

Известно устройство для измерения . удельного сопротивления немагнитных материалов и изделий, содержащее генератор переменного. тока, два воздушных трансформатора с регулируемыми акснально смещенными катушками, каждйй. из которых включен на выходе систевы, .преобразователь †.компенсатор, уси.— литель — ограничитель, фазовый детек. тор, нуль-индикатор и отсчетные уст ройства, соединенные с одной из катушек соответствующего воздушного трансформатора Е1 3.

Недостатком устройства является малый диапазон измерений вследствие ограниченного" диапазона изменения эквивалентного диаметра вихретокового преобразователя, малая точность измерений из-за зависимости фазы вносимого в преобразователь сигнала от эа— зора между преобразователем и измеряемым образцом.

Наиболее близким к предлагаемому ,двляется устройство, содержащее управляеьяай по частоте генератор синусоидальних колебаний, вихретоковый преобразователь, измерительный и опор ный выходы которого подключены к синхронному ключу, выход которого через первый триггер-формирователь подключен к первому входу нуль-органа, опорный выход вихретокового преобразователя подключен к входу второго усилителя-ограничителя-, первый выход-которого через второй триггерформирователь †.к второму входу нульоргана, а второй выход - к третьему входу нуль-органа, выход нуль-органа через цифровой интегратор соединен с управляющим входом генератора синусоидальных колебаний, к выходу которого подключен индикатор {.23. Недостатком известного устройства такие является низкая точность измерений.,так как фаза вносимого в вихретоковый преобразователь напряжения зависит.не только от удельного сопротивления но и от зазора.

Цель изобретения — повышенйе точности за счет устранения зависимости выходного сигнала от зазора.

993153

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения удельного сопротивления немагнитных материалов, содержащее управляемый генератор синусоидальных колебаний, вихретоковый преобразователь, измеритель 5 разности фаз, нуль-орган, блок управ-. ления, блок измерения частоты и блок индикации, причем выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с входами вихретокового 10 преобразователя, входом блока измерения частоты и первым входом измерителя разности фаз, выход блока измерения частоты соединен с входом блока индикации, выход нуль-органа подключен к входу блока управления, дополнительно введены блок вычитания сигналов, блок измерения амплитуды, первый, второй и третий запоминающие блоки, усилитель с регулируемым коэф-20 фициентом передачи, управляемый фазорегулятор, первый, второй, третий и четвертый переключатели, причем выход вихретокового преобразователя через последовательно соединенные первый переключатель, блок измерения амплитуды и первый запоминающий блок подключен к первому входу усилителя с регулируемым коэффицИентом передачи, первый вход второго переключателя и первый вход блока вы-ЗО читания сигналов соединены с выходом вихретокового преобразователя, выход блока вычитания сигналов соединен с вторым входбм второго переключателя, выход которого подключен к второму входу измерителя разности фаз, выход измерителя разности фаэ соединен с входом третьего переключателя, первый выход третьего переключателя через второй запоминающий блок соеди-Щ нен с первым входом управляемого фазорегулятора, второй выход третьего переключателя через третий запоминающий блок соединен с первым входом нуль-органа, а третий выход третьего переключателя подключен к второму входу "нуль-органа, выход управляемого генератора синусоидальных колеба- . ний соединен с вторым входом управляемого фазорегулятора, выход которого соединен с вторым входом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход усилителя с регулируемым .1 оэффициентом передачи соединен с торым входом блока вычитания сигналов и третьим входом управляемого фазорегулятора, а выход блока управления через четвертый переключатель соединен с входом управляемого генератора синусоидальных колебаний.

На фиг. 1 приведена блок-схема 60 устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит управляемый генератор 1 синусоидальных колебаний, 65 вихретоковый преобразователь 2, управляемый фазорегулятор 3, усилитель

4 с регулируемым коэффициентом передачи первый 5, второй б и третий 12 блоки запоминания сигналов, измеритель 7 амплитуды сигнала, блок 9 вычитания -сигналов, измеритель 11 разности фаз, первый, второй, третий и четвертый переключатели 8, 10, 13 и 1б, соответственно нуль-орган 14, блок 15 управления, блок 17 измерения частоты, блок 18 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 питает вихретоковый преобразователь 2 синусоидальным напряжением..В начальный момент времени переключатели 10 и 13 находятся в положении 1, переключатель 8 замкнут, а переключатель 16 разомкнут. При этом начальную частоту мо генератора

1 устанавливают такой, чтобы при данном радиусе измерительной обмотки вихретокового преобразователя 2 и контрольным образце с удельным сопротивлением рв величина обобщенного параметра ф находилась в области оптимальных значений. Устанавли- . вают вихретоковый преобразователь на поверхность контрольного образца с максимальным заданным зазором Ев, „.

При этом на его выходе возникает сигнал, изображенный на векторной диаграмме вектором ОВ. Амплитуда этого сигнала измеряется измерителем 7 амплитуды, значение которой фиксируется запоминающим блоком 5. Фаза выходного сигнала преобразователя 2 измеряется измерителем 11 разности фаз, и ее значение запоминается в запоминающем блоке б. Затем переключатель 8 размыкают, а переключатели 10 и 13 переводят каждый в положение 2. Вихретоковый преобразователь устанавливают на контрольный образец без зазора (абсолютная величина 7 щ,. и з азора при этом минимальна и обусловлена конструкцией вихротокового преобразователя, шероховатостью поверхности контрольного образца и т.д.) .

Выходной сигнал вихретокового преобразователя при этом изображается вектором OA на векторной диаграмме. Этот сигнал подается на первый вход блока 9 вычитания сигналов ° На второй вход блока вычитания поступает вспомогательный сигнал, формируемый последовательно соединенными управляемым фазорегулятором 3 и усилителем 4 с регулируемым коэффициентом передачи. На упюавляющие входы усилителя 4 и фазорегулятора 3 поступают сигналы с выходов запоминающих блоков 5 и б. В.соответствии с ними амплитуда напряжения на выходе усилителя 4 устанавливается .равной значению, зафиксированному в запоминающем блоке 5, а сдвиг по фазе это993153 го напряжения относительно напряжения генератора -1 регулируется фазорегулятором 3 так, чтобы он соответ,ствовал значению, поотупающему с вы хода запоминающего блока 6. Поэтому второй вход Фазорегулятора соединен с выходом генератора 1, а третий его вход подключен к выходу усилителя 4. Сдвиг фаз на втором и третьем входах фазорегулятора 3 определя-. ется сигналом на его первом управляющем входе. В соответствии с этим на выходе усилителя 4 формируется синусоидальное напряжение той же частоты, с которой работает генератор 1, а по амплитуде и фазе — равное сигналу вихретокового преобразователя

2 при установлении его на контрольный образец с максимальным. заданным зазором. На векторной диаграмме он изображен вектором ОВ. На выходе блока вычитания сигналов при этом образуется разностный сигнал, который на диаграмме показан вектором BA.

Измеритель 11 разности Фаз измеряетФазу этого разностного сигнала относительно фазы напряжения генератора 1 и величина этого фазового сдвига запоминается в запоминающем блоке 12. На этом завершается второй цикл работы устройства. Следует заметить, что описанные выае первые два цикла работы устройства необходимы при калибровке устройства.

На третьем цикле .работы устройства переключатель 13 переводится в положение 3, переключатель 16 замыкается, переключатель 8 разомкнут, а переключатель 10 остается в положении 2. При установке вихретокового: преобразователя 2 на контролируемый материал с удельным сопротивлением фаза разностного сигнала будет изменяться и на выходе нуль-органа, который сравнивает текущее значение фазы разностного сигнала с тем номинальным значением, которое зафиксиовано в запоминающем блоке 12, будет озникать сигнал рассогласования.

В соответствии с этим сигналом блок

15 управления через замкнутый переключатель 16 воздействует на управляющий вход генератора 1 таким образом, чтобы фаза разностного сигнала на выходе блока 9 вычитания сигналов все время поддерживалась равной величине, зафиксированной в запоминающем блоке 12

При этом выполняется равенство

y,= x, (1> го

45

° 55 ляемого фазорегулятора, а выход блока управления через четвертый переключатель — с входом управляемого ге-. нератора синусоидальных колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 265525, кл. С 01 R 27/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 463300, кл. G 01 R 31/00, 1973

65 !(прототип). где с — постоянный коэффициент.

Частота колебаний генератора .1 измеряется блоком 17 измерения частоты и результат представляется с помощью блока 18 индикации.

Формула изобретения

Устройство для измерения удельноIro сопротивления немагнитных мате,риалов, содержащее управляеьий генератор синусоидальных колебаний, вихретоковый преобразователь, измеритель разности фаз, нуль-орган,. блок управления, блок измерения частогы и блок индикации, причем выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с входами вихретокового преобразователя, блока измерения частоты и первым входом измерителя разности фаз, выход блока измерения частоты соединен с входом блока индикации, выход нуль-органа подключен к входу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,, с целью повьыения точности, в него до-, полнительно введены блок вычитания сигналов, блок измерения амплитуды, первый, второй и третий запоминающий блоки, усилитель с регулируеьым коэффициентом передачи, управляеьый фазорегулятор, первый, второй, третий и" четвертый переключатели, причем выход вихретокового преобразова- теля.через последовательно соединенные первый переключатель, блок измерения амплитуды и первый запоминающий блок подключен к первому входу усилителя.с регулируеьым коэффициентом передачи, первый вход второго

ЗО переключателя и первый вход блока вычитания сигналов соединены с выходом вихретокового преобразователя, вы.— ход блока вычитания сигналов — с вторым входом второго переключателя, выход ксжорого подключен к второму входу измерителя разности фаз, выход измерителя разности Фаз соединен с входом третьего переключателя, первый выход третьего переключателя через второй запоминающий блок — с первым

4О входом управляемого Фазорегулятора, второй выход третьего переключателя через третий запоминающий блок — c первым входом нуль-органа, а третий выход третьего переключателя подключен к второму входу нуль-органа, выход управляемого генератора синусоидальных колебаний соединен с вторым входом управляемого фазорегулятора, выход которого соединен с вторым вхо дом усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, выход усилителя с регулируемым коэффициентом передачи соединен с вторым входом блока вычитания сигналов и третьим входом управ99315 3

Составитель В. Стукан

Редактор A. Фролова Техред E. Харитончик . Корректор В. Прохненко

«4

Заказ 448/60 Тираж 708 Нодписное

ВНКИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4