Устройство для измерения удельной электрической проводимости

 

„„SU„„020775

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

А з(sg G N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3371299/25-28 (22) 28 ° 12.81 (46) 30.05«83- Бюл. У 20 (72) A.Ñ.Áàêóíoâ (71) Иосковский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 620 ° 179 ° 14 (088.8) (56) 1. Герасимов В.Г. и Терехов Ю.Н.

Характеристики накладного датчика, включенного в.параллельный колебательный контур, Доклады научн.-техн. конф. Моск.энерг.ин-та по итогам научи.-иссл.работ за 1968-1969 г.r.

Секция автоматики и телемеханики.

Подсекция электромагнитных элементов автоматики. N., 1969, с.38.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2941867, кл. G 01 N 29/00,1980 (прототип). (54) (56) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УДЕЛЬНОЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ, содержащее послндовательно соединенные автогенератор,и электромагнитный преОбразователь, подключенный выходом к входам двух фазочувствительных детекторов, настроенных в квадратуре друг к другу, и вычислительный блок, последовательно соединенный с блоком индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьыения точности измерений, оно снабжено тремя функциональными преобразователями и двумя сумматорами, первый функциональный преобразователь соединен .первым и вторым входами с соответствующими выходами фазочувствительных детекторов, а первым и вторым выходами — через соответствующий сумматор с первым и Я вторым входом вычислительного блока, соответственно, а второй и третий функциональные преобразователия идентичны друг другу и включены между вы- % ходом вычислительного блока и вторым входом соответствующего сумматора. Я

1020775

2. Устройство по и. l о т л ич а ю щ е е с я тем, что первый функциональный преобразователь состоит из последовательно соединенных первого усилителя постоянного тока, первого перемножителя с объединенными входами, первого сумматора и первого блока деления, подключенного вторым входом к выходу первого усилителя постоянного тока, последовательно соединенных второго усилителя постоянного тока, третьего усилителяь постоянного тока, второго перемножителя, подключенного вто- рым входом к выходу второго усилиf .Изобретение относится к неразрушающеюу контролю и может быть использовано для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости.

Известно устройство для измерения удельной электрической проводимости, содержащее последовательно аоединенные автогенератор с включенным в его параллельный колебательный контур электромагнитным преобразователем, компенсатор, амплитудный детектор и регистратор 1 ).

Недостаток устройства состоит в низкой точности измерения, что, с одной стороны, связано с низкой температурной стабильностью преобразователя параметрического типа а с другой — с погрешностью из-за смещения центров окружностей, аппроксимирующих рабочий участок годографа сигнала электромагнитного преобразователя. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения удельной электрической проводимости, содержащее последовательно соединенные as- 25 тогенератор, электромагнитный преобразователь, фазочувствительный детектор, вычислительный блок, сое,циненный вторым входом через второй фазочувствительный детектор, настро- у» енный в квадратуре к первому выходу электромагнитного преобразователя, вычислительный блок и блок индикации (21

Однако это устройство также не обеспечивает необходимой точности измерения, что связано с погрешностью измерений из-за смещения центров окружностей, аппроксимирующих рабочий участок годографов сигнала электромагнитноюо преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерений. теля постоянного тока, второго сумматора, соединенного вторым входом с выходом первого перемножителя, и второго блока деления, подключенного вторым входом к выходу . первого сумматора, а также третьего перемножителя с объединенными входами, включенного между выходом третьего усилителя постоянного тока и вторым входом первого сумматора, входы первого и второго усилителей постоянного тока являются входами первого функционального преобразователя., а выходы блоков деления — его выходами °

Поставленная цель достигается тем/ что в устройстве для измерения удель» ной электрической проводимости,содержащем последовательно соединенные автогенератор и электромагнитный преобразователь,подключенный выходом к входам двух фазочувствительных ( детекторов, настроенный в квадратуре друг к другу, и вычислительный блоа последовательно соединенный с блоком индикации, оио снабжено тремя функциональными преобразователями и двумя сумматорами, первый функциональный преобразователь соединен первым и вторым входами с соответствующими выходами фазочувствительных детекторов, а первым и вторым выходами — через соответствующий сумматор с первым и вторым входом вычислительного блока соответственно, а второй и третий функциональные преобразователи идентичные друг другу и включены между выходом вычислительного блока и вторым входом соответствующего сумматора.

Кроме того, первый функциональный преобразователь состоит из последовательно соединенных первого усилителя постоянного тока, первого перемножителя с объединенными входами,первого сумматора и первого блока деления, подключенного вторым входом к выходу первого усилителя постоянного тока, последовательно соединенных второго усилителя постоянного тока, третьего усилителя постоянного тока, второго перемиожителя, подключенного вторым входом к выходу второго

-усилителя постоянного тока, второго сумматора, соединенного вторым вхо» дом с выходом первого перемвожителя, и второго блока деления, подключенйого вторым входом к выходу первого сумматора, а также третьего перемножи« теля с объединенными входами, включенного между выходои третьего усили1020775

65 теля постоянного тока и вторым входом первого сумматора, входы первого и второго усилителей постоянного тока являются входами первого функционального преобразователя, а выходы блоков деления — его выходами.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства на фиг. 2блок-схема Функционального преобразователя.

Устройство для измерения удельной 10 электрической проводимости состоит из последователвно соединенных автоГенератора 1, электромагнитного преобразователя 2, фазочувствительного детектора 3 и иервого функционально- )5 го преобразователя 4, соединенного вторым входом через фазочувствительный детектор 5 с выходом электромагнитного. преобразователя 2,вычислительного блока б, сумматоров 7 и 8,,включенных между соответствующими выходами первого функционального преобразователя 4 и вычислительным блоком б, второго и третьего функциональных преобразователей 9 и 10, включенных между выходом вычислительного блока б .и вторым входом соответствующего сумматора 7,и

8, и блока 11 индикации, подключен- . ного к выходу вычислительного блока б. 30

Первый функциональный преобразователь 4 состоит из последевательно соединенных первого усилителя 12 постоянного тока, первого перемножителя 13 с объединенными входами, первого сумматора и первого блока

15 деления, подключенного вторым входом к выходу первого усилителя 12 постоянного тока, последовательно соединенных второго усилителя 16 постоян- 4О ного тока, третьего усилителя 17 пос-. тоянного тока, второго.перемножителя

18,подключенного вторым входом к выходу второго усилителя 16 постоянного то- ка, второго сумматора 19, подключенно. го вторым входом к выходу перемножителя 18,и второго блока 20 деления,соединенного. вторым входом с выходом сумматора 14, а также третьего пере-. множителя 21 с объединенными входами,5О включенного между выходом усилителя

l7 постоянного тока и вторым входом сумматора 14, входы усилителей 12 и

16 постоянного тока являются входами первого функционального преобразо 5 вателя, а выходы блоков 15 и 20 деления — его выходами.

Устройство работает следующим образом.

Автогенератор 1 питает синусоидальиым током электромагйитный пре- @ образователь 2, с выхода которого напряжение одновременно поступает на входы обоих фазочувствительных детекторов 3 и 5, настроенных в квадратуре друг к другу. Выходные напряжения фазочувствительных детекторов 3 и 5, пропорциональные активной и реактивной составляющим вносимого напряжения У нэлектромагнитного преобразователя 2, через первый функциональный преобразователь 4 сигналов и сумматоры 7 и 8 поступают на входы вычислительного блока б,где над ними производятся операции. Функциональный преОбразователь 4 позволяет привести выходные напряжения фазочувствительных.детекторов 3 и 5 к виду, пригодному для обработки в вычислительном блоке 6, откуда сигнал, пропорциональный удельной электропроводимости, подается одновременно в блоки индикации и на входы обоих функциональных преобразователей 9 и 10, которые вырабатывают напряжения, соответствующие тому, насколько надо изменить координаты центра окружности, аппроксимирующей рабочий участок годографа U8,÷òoáû попасть в точку, соответствующую измеренному значению удельной электропроводимости. Эти напряжения подаются на входные сумматоры 7 и 8. После значение удельной электропроводности уточняется в вычислительном блоке 6. В качестве функциональных преобразователей

9 и 10 могут использоваться, например усилители постоянного тока с нелинейной передаточной характеристикой.

Входные напряжения первого функционального преобразователя 4, пос- . тупающие с фазочувствительных детекторов 3 и 5,проходят через усилители 12 и 16 постоянного тока, причем передаточная характеристика усилителя 12 .реализует выражение,0 „= +

Выходное напряжение усилителя 16

-постоянного тока преобразуется еще усилителем 17 постоянного тока, Для HOTOpO1"O U8b Usx-< BHXOZ(HOe напряжение усилйтелей 12 и 17 поступает на объединенные входы перемножителей 21 и 13 .так, что уже их выходные напряжения, поступающие на входы сумматора 14, пропорциональны квадратам выходных напряжений усилителей 12 и 17. Выходные напряжения усилителей lб и 17 перемножаются перемножителями 18, сигнал с выхода которого поступает на сумматор 19.

На другой вход сумматора 19 подается выходное напряжение перемножителя 13. Выходное напряжение сумматора

l9 передается на вход делимого блока 20 деления. Одновременно с этим на вход делимого второго блока

15 деления поступает выходное напряжение усилителя 12 постоянного тока. На входы делителя обоих блоков 15 и 20 деления подается вы1020775 фиа2

Составитель П.Шкатов

Редактор О.Сопко Техред С.Мигунова Корректор

Заказ 3892/39 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ходное напряжение сумматора 14. Выходное напряжение преобразователя сигналов снимается с выходов бло» ков 15 и 20 деления. Если при этом коэффициент передачи перемножителя 13 около 0,0025, а коэффициент передачи блока 15 деления около 20, то первый функциональный преобразователь 4 преобразует выходные напряжения фазочувствительных детекторов так, что они полностью соответству- 1О ют годографам, аппроксимируемым окружностям, Предлагаемое устройство позволяет на одной рабочей частоте измерять удельную электропроводимость металлов при ее изменении в 100 раз. При этом изменения зазора между электромагнитным преобразователем и изделием на 50% от радиуса преобразователя вносят в измерения погрешность не более 0,5%.