Устройство для бесконтактного измерения диаметра и электропроводности немагнитных цилиндрических деталей

 

ОП ИС

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

277264

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х.1968 (№ 1277806/25-28) Кл. 42Ъ, 12/03

21е, 29/01 с присоединением заявкч №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

MIlK G 01Ь 7!28

G 01г 27/02

УДК 620.179.142 (088.8) Опубликовано 22.V11.1970. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 14.Х.1970

Авторы изобретения

В. П. Деиискин, А. С. Попов и Л. И. Трахтенберг

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА

И ЗЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ НЕМАГНИТНЪ|Х ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Известны устройства для бесконтактного измерения диаметра и электропроводности цилиндрических деталей„содержащие генер атор переменного тока, проходной датчик вихревых токов с компепсатором напряжения холостого хода, усилитель вносимого напряжения, два фазочувствительных детектора, один из которых настроен в фазе с током датчика, а другой — в квадратуре с ним, сумматор, фазовращатели и индикаторы диаметра и электропроводности.

Целью изобретения является повышение точности измерений в широких диапазонах контролируемых параметров.

Для этого предлагаемое устройство снабжено каналом измерения фазы вносимого напряжения, содержащим многокаскадный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, подключенный к выходу усилителя вносимого напряжения, дополнительный усилитель, подключенный к одному из средних каскадов многокаскадного усилителя, два амплитудных детектора, входы которых соединены с выходом дополнительного усилителя, а выходы — с элементами регулировки коэффициента усиления многокаскадного усилителя, суммо-разностный фазовый детектор, вход которого через фазовращатель подключен к генератору, а диагональ опорного напряжения — к выходу многокаскадного усилителя. Устройство снабжено также функциональным преобразователем, соединенным с выходом суммо-разностпого детектора, и обеспечивающим линейную зависимость выходно5 го напряжения преобразователя от величины электропроводностп. усилителем постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, к входу которого подключен выход функционального преобразователя, а к выходу—

10 индикатор электропроводностп, и вторым сум,матором, вход которого соединен с выходом первого сумматора и выходом усилителя постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, а выход — с индикатором диа15 метра H genzMn peryaI коэффициенты усиления усилителя постоянного тока.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 перемеп20 ного тока, датчик 2 вихревых токов проходного типа, компенсатор 3 напряжения холостого тока, токов проходного типа, компенсатор 8 напряжения холостого тока, усилитель

4 вносимого напряжения, фазочувствительный

25 детектор 5, настроенный синфазно с током токовой катушки проходного датчика 2, фазочувствительный детекгор 6, настроенный в квадратуре с током в токовой катушке проходного датчика 2, фазовращатели 7 и 8, сумЗо матор 9, многокаскадный усилитель 10 пере277264

65 менного напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, дополнительный усилитель

11, амплитудные детекторы 12 и 18, фазовый суммо-разностный детектор 14, (раэовращатель 15, функциональный преобразователь 16, усилитель 17 постоянного тока с регулируамым коэффициентом усиления, сумматор 18, индикатор 19 диаметра н индикатор 20 электропроводности.

Устройство работает следующим образом.

От генератора 1 переменного тока запитывается токовая катушка датчика 2 вихревых токов проходного типа. С помошью компепсатора 8 напряжения холостого хода датчик 2 настраивается таким образом, чтобы в отсутствие контролируемого образца (не показан) напряжение на измерительной катушке да гчика было равно нулю. При появлении в датчике 2 контролируемого образца на его измерительной катушке возникает вносимое напряжение, которое усиливается усилителем 4 вносимого напряжения. Амплитуда и фаза вносимого напряжения зависят от величины диаметра и электропроводности контролируемого образна. Для получения двух сигналов, один из которых зависит только от величины диаметра изделия, а другой — от величины его электропроводности, ведут дальнейшую обработку вносимого напряжения. С усилителя 4 напряжение подается на фазочувствптельные детекторы 5 и б, один из которых настроен в фазе, а другой — в квадратуре с током в токовой катушке датчика.

Настройка фазочувствич ельных детекторов осуществляется с помощью фазовращателей

7 и 8. В результате на выходе фазочувствнтельного детектора 5 получают активную, а на выходе фазочувствительного детектора б реактивную (относительно тока датчика) составляющие вносимого напря>кения. При з ьачении обобщенного параметра датчика (ка) )6,25 по сумме модулей действительн< и и мнимой составляющих вносимого напряжения в первом приближении можно судипгь о площади поперечного сечения, а следовательно, и о диаметре (для цилиндрическн; деталей) контролируемого образца.,Однако при оценке диаметра контролируемого образца все же имеет место значительная погрешность от изменения его электропроводностн.

Для исключения этой погрешности напряжение с выхода сумматора 9 подается на сумматор 18, где складывается с напряжением, пропорциональным электропроводности контролируемого образца. В результате на выходе сумматора 18 получается напряжение, практически не зависящее от электропроводности контролируемого п и измеряемое индикатором 19 диаметра.

1-1апря>кение, пропорциональное электропроводности контролируемого образца, получается следующим образом. С выхода усилителя 4 напряжение подается также на многокаскадный усилитель 10 с регулируемым коэффициентом усиления. Усилитель 10 выполнен

55 таким образом, что амплитуда напряжения на его выходе не зависит от амплитуды входного напряжения. Это достигается с помощью дополнительного усилителя 11, подключенного к одному из средних каскадов усилителя 10 и двух амплитудных детекторов 12 и 18, входы которых подключены к выходу дополнительного усилителя 11, а выходы — к цепям регулировки коэффициента усиления усилителя 10.

Фаза выходного напря>кения усилителя 10 изменяется в соответствии с изменением диаметра и электропроводности контролируемого изделия. С выхода усилителя 10 напряжение поступает в качестве опорного на фазовый детектор 14. Входным напряжением для этого детектора является напряжение, поступающее от генератора 1 чер з фазовращатель 15.

Использование напряжения с выхода усилителя 10 в качестве опорного позволяет о1строиться от влияния нестабильности амплитудной характеристики усилителя 10 на выходное напря>кение фазового детектора 14.

Фазовращатель 15 служит для настройки фазового детектора 14 на максимальную чувствительность к разности фаз подводимых напряжений. С выхода фазового детектора 14 напря>кение поступает на функциональный преобразователь 15, с помощью которого осуществляется линеаризация зависимости выходного напряжения фазового детектора 14 от величины электропроводности контролируемого образца.

Чтобы исключить влияние изменения диа. метра контролируемого образца на результат измерения его электропроводности, напряжение с выхода функционального преобразователя 1б подается на вход усилителя 17 постоянного тока, коэффициент усиления которого изменяется ttO закону, соответствующему изменению диаметра, год действием напряжения, поступающего с выхода сумматора 18.

Таким образом, на выходе усилителя 17 получают напряжение, пропорциональное величине электропроводности контролируемого образца и фактически не зависящее от изменения диаметра. Напряжение с выхода усилителя 17 поступает на сумматор 18, где с определенным коэффициентом складывается с напряжением, поступающим с сумматора 9, в результате чего на выходе сумматора 18 получается напряжение, практически не зависящее от изменения электропроводности контролируемого иэделия. Напряжение с выхода усилителя 17 поступает на индикатор 20 электропроводности, а с выхода сумматора

18 — на индикатор 19 диаметра.

Предмет изобретения

Устройство для бесконтактного измерения диаметра и электропроводности немагнитных цилиндрических деталей, содержащее генератор переменного тока, проходной датчик вихревых токов с компенсатором напряжения холостого хода, усилитель вносимого напряже277264

Составитель И. Кесоян

Корректор С. А. Кузовенкова

Редактор Полещук

Заказ 2892/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 я, два фазочувствительных детектора, один которых настроен в фазе с током датчика, другой — в квадратуре с ним, сумматор, зовращатель и индикаторы диаметра и ектропроводности, отличаюш,ееся тем, что, целью повышения точности измерений в шпких пределах изменения контролируемых раметров, оно снабжено каналом измерения зы вносимого напряжения, содержащим югокаскадный усилитель с регулируемым эффициентом усиления, подключенный к выду усилителя вносимого напряжения, допол.

:тельный усилитель, подключенный к одному средних каскадов многокаскадного усилиля, два амплитудных детектора, входы кото х соединены с выходом дополнительного илителя, а выходы — с элементами регуливки коэффициента усиления многокаскадго усилителя, суммо-разностный фазовый детектор, вход которого через фазовращатель подключен к генератору, а диагональ опорного напряжения — к выходу многокаскадного усилителя, функциональным преобразователем, соединенным с выходом сумма-разностного детектора и обеспечивающим линейную зависимость выходного напряжения преобразователя от величины электропроводн ости, усилителем постоянного тока с регулируемым

10 коэффициентом усиления, к входу которого подключен выход функционального преобразователя, а к выходу — индикатор электропроводности, и вторым сумматором, вход которого соединен с выходом первого сумматора и выходом усилителя постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления, а выход — с индикатором диаметра и с цепями регулировки коэффициента усиления усилителя постоянного тока.