Преобразователь толщины в интервал времени

 

Изобретение предназначено для контроля толщин электропроводящих неферромагнитных изделий. Цель изобретения - повыщение точности преобразования. Для этого источник 2 магнитного поля, запитываемый от источника 1 треугольного тока, создает изменяющееся магнитное поле. На выходе индукционного преобразователя, состоящего из двух катушек 3 и 4, формируются сигналы, соответствующие ЭДС, наводимой в одной катушке, и разности ЭДС, наводимых в обеих катушках. Усиотители 6 и 11 усиливают данные сигналы в соответствующее число раз, обеспечивающее оптимальные условия преобразования. Ключи 7 и 12 поочередно подключают выходы усилителей к входу интегратора 8, сигнал с которого обрабатывается нуль-органом 9. С.хема 10 управления обеспечивает режим функционирования устройства. 3 ил. ее ел СП 00 с: Фи&. J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<511 4 G О! В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4024914/25-28 (22) 21.02.86 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (71) Львовский лесотехничеекий институт (72) Д. В. Алексенко и В. Г. Брандорф (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1270544, кл. G 01 В 7/06, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОЛШИНЫ

В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение предназначено для контроля толщин электропроводящих неферромагнитных изделий. Цель изобретения — повышение точности преобразования. Для этого источник 2 магнитного поля, запиты„„SU„„1355861 А 1 ваемый от источника 1 треугольного тока, создает изменяющееся магнитное поле. На выходе индукционного преобразователя, состоящего из двух катушек 3 и 4, формируются сигналы, соответствующие ЭДС, наводимой в одной катушке, и разности ЗДС, наводимых в обеих катушках. Усилители

6 и 11 усиливают данные сигналы в соответствующее число раз, обеспечивающее оптимальные условия преобразования. Ключи 7 и 12 поочередно подключают выходы усилителей к входу интегратора 8, сигнал с которого обрабатывается нуль-органом 9. Схема 10 управления обеспечивает режим функционирования устройства. 3 ил.

1355861

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения толщины неферромагнитных материалов и изделий электромагнитным методом.

Цель изобретения — повышение точности преобразования толщины в интервал времени за счет увеличения отношения сигнал/шум измерительной цепи преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя толщины в интервал времени; на фиг. 2 — конструкция и взаимное расположение источника поля и индукционного преобразователя; на фиг. 3 временные диаграммы и таблица состояния ключей, поясняющие работу устройства.

Преобразователь толщины в интервал

10 времени содержит последовательно соединенные источник 1 треугольного тока i (t) и источник 2 магнитного поля, последовательно соединенные индукционный преобразо- 20 ватель, состоящий из двух идентичных катушек 3 и 4, соединенных последовательно-встречно и размещенных на каркасе 5, первый усилитель 6, первый ключ 7, интегратор 8; нуль-орган 9 и схему 10 управления, выход которой подключен к входу источника 1, и последовательно соединенные второй усилитель 11 и второй ключ 12, которые включены между общей точкой катушек 3 и 4 и входом интегратора 8. Второй и третий выходы схемы 10 управле30 ния соединены с вторыми входами ключей 7 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Источник 2 поля и индукционный преобразователь поля в виде катушек 3 и 4 накладывают на разные поверхности изделия (не показано) в контролируемой зоне соосно относительно друг друга. При этом они занимают положение, показанное на фиг. 2. Временные соотношения при работе преобразователя выбираются исходя из максимального значения удельной электрической проводимости а и размеров изделия, толщина которого подлежит преобразованию в интервал времени. При этом определяющим временным параметром является длительность т- переходного процесса установления стационарных значений ЭДС

45 (е) катушки 3 и разности (Ле) ЭДС, наводимых в катушках 3 и 4. Величина т . выбирается из соотношения т-(гпту. где тс — длительность периода сетевого напряжения, m — целое цисло. Величина т-, а следовательно, и m тем больше, чем выше значение о и чем больше измеряемая толщина.

Источник 1 треугольного тока i (t) с помощью источника 2 магнитного поля создает в окружающем пространстве изменя- 55 ющееся по треугольному закону во времени магнитное поле. Длительность импульсов Uc> синхронизации источника 1, формируемых на соответствующем выходе схемы 10 управления, выбирается исходя из двух условий: она должна быть больше величины т„, что исключает влияние о и размеров возможных электропроводящих включений на точность преобразования толщины в интервал времени, и кратна величине т., что обеспечивает высокую помехозащищенность процесса преобразования.

В момент 1О (фиг. 3) ток i(t) начинает линейно нарастать от нулевого значения и

ЭДС е и Ле начинают изменяться от предшествующих положительных стационарных значений +е и + е к последующим отрицательным стационарным значениям — е и — е. При этом длительности переходных процессов становления одинаковы и равны т . В момент tl переходные процессы завершаются, и в момент tq прихода ближайшего импульса U замыкается ключ

12 и постоянное отрицательное напряжение

Ui= — К е, где Ki — коэффициент усилителя 11, интегрируется интегратором 8. При этом выходное напряжение интегратора 8

U, линейно возрастает от начального нулевого значения до момента tz. Таким образом процесс интегрирования осуществляется за время, равное периоду тс питающей сети.

В момент 4 начинается линейный спад тока i(t) и ЭДС е и е вновь начинают изменяться от стационарных значений — е и — е к стационарным значениям +е и +,е соответственно. На временном интервале

t; — tq, большем т и кратном т, интегратор

8 отключен от источников сигналов (ключи

7 и 12 разомкнуты) и выполняет функцию аналогового запоминающего устройства его выходнное напряжение U, не изменяется.

В момент tg замыкается ключ 7 и на вход интегратора 8 подается постоянное напряжение Vq= К Ле, где К вЂ” коэффициент усилителя 6, по абсолютной величине большее напряжения i Vi i, что необходимо для обратного возвращения U,. по линейному закону во времени за интервал времени, меньший времени интегрирования напряжения U . В момент t,. когда значение V, становится равным нулю. срабатывает нульорган 9, воздействуя на схему управления так, что ключ 7 размыкается и выходное напряжение интегратора 8 остается равным нулю до начала следующего аналогичного цикла преобразования (1г) . Временной интервал т„=- t„„— 4, во врЕмя которого на выходе схемы 1О управления формируется напряжение U„, является выходной информационной величиной, которая практически линейно зависит от толщины контролируемого объекта.

Для данного преобразователя величина т„прямо пропорциональна значению в М1Х 2

М (х — 1 /2) — М(х+ 1 /2) 1355861 где М (х — 1 /2) и М(х+1-/2) — коэффициенты взаимной индукции катушки источика 2 магнитного поля с катушками 3 и 4 соответственно.

L/2 — сдвиг центров катушек 3 и 4 относительно центра каркаса 5. х — расстояние от центра каркаса 5 до центра каркаса источника 2 поля.

Формула изобретения

Преобразователь толщины в интервал вре мени, содержащий источник магнитного поля, индукционный преобразователь, выполненный в виде каркаса с расположенной на нем парой идентичных катушек с прямоугольным сечением обмоток, разделенньг средней щекой и соединенных последовательно-встречно, соединенные последовательно первый ключ, интегратор, нуль-орган, схему управления и источник треугольного тока, выход которого подключен к источнику магнитного попя, второй ключ, выход которого подключен к интегратору, входы управления первого и второго ключей подключены соответственно к второму и третьему выходам схемы управления, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен двумя дифференциальными усилителями, неинвертирующие входы которых подключены соответственно к выходу индукционного преобразователя и к обшей точке соединения катушек индукционного преобразователя, а их выходы — к вторым входам ключей.

1355861 j 4 f х б

Составитель И. Рекунова

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 5461/36 Тираж 6.77 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4