Библиотека 1
О П И С А Н И Е 368471
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Реоо7боик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 11.Xll.!969 (№ )385489/25-28) с неприсоединением заявки № 1656253/25-28
Приоритет
Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 6.IV.1973
М. Кл. б Olb 7/14
Комитет оо делом ивобретеииЯ и открытиЯ при Совете Миниотров
СССР
УДК 621.317:531.71 (088.8) Авторы изобретения
Э. Л. Айрапетов, В. И. Апархов и Н. А. Глухов
Заявитель Государственный научно-исследовательский институт машиноведения
ТОКОВИХРЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ
ДО МЕТАЛЛИЧЕСКОИ ПОВЕРХНОСТИ
Известно токовихревое устройство для измерения расстояния до металлической поверхности, содержащее токовихревой датчик, автогенератор, в контур которого включен этот датчик, опорный генератор, преобразователь частоты, связанный входом с выходами автогенератора и опорного генератора, и частотный детектор, подключенный к выходу преобразователя частоты.
Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно дополнительно снабжено фазосдвигающей цепочкой, включенной в цепь автогенератора, а частотный детектор выполнен в виде последовательно связанных вентиля и двух триггеров и подключенного ко входу триггера мультивибратора. Это повышает точность и надежность измерения.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — блок-схема автогенератора; на фиг. 3 — блок-схема частотного детектора; на фиг. 4 — амплитудночастотные характеристики колеоательного контура автогенератора; на фиг. 5 — фазо-частотные характеристики колебательного контура автогенератора.
Устройство содержит датчик 1, включенный в колебательный контур автогенератора 2, опорный генератор 3, преобразователь 4 частоты, входы которого соединены с выходами автогенератора и опорного генератора, а выход — с входом фильтра 5 нижних частот.
Устройство содержит также соединенные последовательно с фильтром 5 усилитель-ограничитель 6, частотный детектор 7 и фильтр 8 нижних частот.
Автогенератор устройства выполнен в виде усилителей 9 и 10, колебательного контура 11 и фазосдвигающей цепочки 12, включенной между усилителями 9 и 10.
Частотный детектор 7 содержит мультивиб10 ратор 18, подключенный выходом к первому входу триггера 14, который связан выходом через вентиль 15 с общим входом триггера 15, выход которого соединен со вторым входом триггера 14. Второй вход вентиля 15 соединен с выходом усилителя-ограничителя б.
Кривые 1 (фиг. 4 и 5) соответствуют наименьшему вносимому индуктивному сопротивлению и наибольшему вносимому активному
20 сопротивлению; кривые 11 соответствуют наибольшему вносимому индуктивному сопротивлению и наименьшему вносимому активному сопротивлению.
На некоторой частоте f, фазо-частотные ха25 рактеристики пересекаются, и фазовые сдвиги
pBBHbl между собой р= ри=<р,.
Устройство работает следующим образом.
Одним из условий генерации является равенство нулю фазового сдвига в замкнутой
30 цепи: вход усилителя — выход усилителя—
368471 Риг 3 колебательный контур — вход усилителя, Поэтому фазосдвигающая цепочка подбирается такой, чтобы фазовый сдвиг в цепи: усилитель
9 — фазосдвигающая цепочка 12 — усилитель
l0 был равен q, = — cp„во всем диапазоне измеряемых перемещений. В этом случае для обеспечения условия равенства нулю общего фазового сдвига в замкнутой цепи автогенератора в колебательном контуре возникает фазовый сдвиг р,= „. При заданном расстоянии между датчиком и поверхностью частота генерации будет равна f, и одинакова для поверхностей с крайними электромагнитными свойствами и близка к f для поверхностей с промежуточными электромагнитными свойствами. При изменении расстояния между токовихревым датчиком и исследуемой поверхностью изменяется величина вносимых в катушку токовихревого датчика индуктивных и активных сопротивлений. Вследствие этого изменяется частота автогенератора. После преобразования в преобразователе частоты и фильтрации фильтром нижних частот напряжение, частота которого равна разности частот автогенератора и опорного генератора, поступает на усилитель-ограничитель б и далее — на частотный детектор 7.
Импульс мультивибратора 18 перебрасывает триггер 14, напряжение на выходе которого открывает вентиль 15. Два импульса промежуточной частоты, проходя через вентиль 15, формируют на выходе триггера lб импульс, длительность которого равна периоду промежуточной частоты. Задний фронт этого импульса перебрасывает триггер 14 в исходное состояние. При фиксированной частоте мультивибратора постоянная составляющая напряжения на выходе триггера lб обратно пропорциональна промежуточной частоте. Если частоту опорного генератора выбрать так, чтобы промежуточная частота была обратно
1о пропорциональная расстоянию, то постоянная составляющая напряжения на выходе устройства будет линейно зависеть от расстояния между датчиком и поверхностью.
15 Предмет изобретения
Токовихревое устройство для измерения расстояния до металлической поверхности, содержащее токовихр евой датчик, автогенератор, в контур которого включен этот датчик, опорный генератор, преобразователь частоты, связанный входом с выходами автогенератора и опорного генератора, и частотный детектор, подключенный к выходу преобразователя частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно снабжено фазосд вигающей цепочкой, включенной в цепь автогенератора, а частотный детектор выполнен в виде последовательно связанных вентиля и двух триггеров и подключенного ко входу триггера мультивибратора.
368471
Редактор С. Титова
Заказ 62272 Изд. № 172 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5
Типография, пр. Сапунова, 2
2z
Езо тг Ри .4
Составитель А. Духанин
Текред Т. Курилко Корректоры: С. Сатагулова н T. Журавлева
