Цифровий автоматичний коерцитиметр

IVfflK6G 01 R 33/12 ЦИФРОВИЙ АВТОМАТИЧНИЙ КОЕРЦИТИМЕТР Винахід відноситься до магнітних вимірів, а саме, до цифрових автоматичних коерцитиметріє, та може бути використаний для виміру твердості та механічних характеристик корелюючих з коерцитивною силою виробів з феромагнітних матеріалів. Відомий коерцитиметр КИМФ-3 (див.ж-л.Дефектоскопия, 1977, №3, с.132.), до складу якого входить котушка Гельмгольца до входу якої залучений перший вихід генератора лінійного струму, послідовно сполучених блока керування, генератора лінійного струму, порогового блока, елемента І, лічильника імпульсів і цифрового індикатора. Перший вхід елемента І сполучений із виходом тригера, вхід якого приєднаний до виходу датчика тангенціальної складової напруженості поля, а вихід генератора тактових імпульсів приєднаний до третього входу елемента І. Недоліком відомого коерцитиметра являється відносно невисока точність виміру із-за впливу зовнішніх сторонніх магнітних полів. Найбільш близьким по своїй суті та досягаемому ефекту є цифровий автоматичний коерцитиметр (див. авторское свидетельство СССР № 1712937 по классу МГГК G 01 R 33/12, опубликованное 15 октября 1991 г.), що приймається за прототип. Відомий коерцитиметр разом з блоками, які містяться у коерцитиметрі КИМФ-3, включає до себе дільник імпульсів, вхід якого приєднаний до виходу генератора тактових імпульсів, піковий детектор вхід якого приєднаний до входу тригера, а вихід через диференцюючий блок, сполучений із входом блока керування. Недоліком відомого коерцитиметра являється те, що вимірюється лише тангенційна складова напруженості поля, яке утворюється намагніченим виробом, та при вимірі коерцитивної сили виробів, що мають високий коефіцієнт форми, можуть вноситися помилки. В основу винаходу поставлено задачу отримання високої точності вимірів твердості виробів яка корелює з коерцитивною силою, за рахунок отримання максимального інформаційного сигнал}' з намагніченого виробу . Рішення поставленої задачі забезпечується тим, що в цифровий автоматичний коерцитиметр, до складу якого входять котушка Гельмгольца, генератор лінійного струму, блок керування, пороговий блок, елемент І, лічильник імпульсів, цифровий індикатор, тригер, генератор тактових імпульсів, дільник імпульсів, піковий детектор, деференцюючий блок, датчик тангенційної складової напруженості, вводиться датчик нормальної складової напруженості поля, два квадратора, суматор та блок добуту кореня, причому датчик нормальної складової напруженості через квадратор з'єднаний з першим входом суматора, а датчик тангенціальної складові через квадратор з'єднаний з другим входом суматора, вихід суматора через блок добуту кореня з'єднаний з входом тригера та входом пікового детектору. Введення датчика нормальної складової напруженості дає можливість отримати максимальний інформаційний сигнал, який в запропонованому винаході містить в себе сигнал датчика тангенційної складової напруженості, як у прототипі, та сигнал датчика нормальної складової напруженості. Сутність винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображена блок-схема коерцитиметра/^г ?.), Запропонований цифровий автоматичний коерцитиметр складається з котушки Гельмгольца 1, генератора лінійного струму 2, блока керування З, порогового блока 4, елемента І 5, лічильника імпульсів 6, цифрового індикатора 7, тригера 8, датчика нормальної складової напруженості 9, пікового детектора 10, деференцюючого блока 11, генератора тактових імпульсів 12, дільника імпульсів 13, виробу 14, датчика тангенційної складової напруженості 15, квадраторов 16, 17, суматора 18, блока добуту кореня 19. Подальша сутність винаходу пояснюється сумісно з принципом роботи запропонованого цифрового автоматичного коерцитиметра. При подачі напруги живлення у цифровий автоматичний коерцитиметр та установлення виробу 14 у котушку Гельмгольца 1 блок керування 3 вмикає генератор лінійного струму 2 і в обмотку подається струм, зростаючий по лінійному закону. При зростанні струму відбувається намагнічення виробу 14, що відповідає збільшенню сигналів на виходах датчиків 9 та 15, сигнали зводяться у квадрат у квадраторах 16, 17, сумуються у суматорі 18, поступають на блок добуту кореня 19. При досягненні наситу виробу 14 сигнал з виходу блока добуту кореня 19 досягає максимального значення і через піковий детекторі 0, та деференцюючий блок 11 поступає на блок керування 3, який дає команду генератору лінійного струму 2. По цій команді струм зменшується до нуля та в момент переходу через нуль змінюється його полярність. В котушку 1 подається струм зворотної полярності, який розмагнічує виріб 14, Одночасно з генератора лінійного струму 2 подається сигнал на пороговий блок 4, який відкриває елемент І 5 при появі дозволяючого сигналу з тригера 8, і імпульси, які виробляє генератор тактових імпульсів 12, через дільник імпульсів 13 поступає на лічильник імпульсів 6. В міру зростання струму відбувається розмагніченая виробу, і в момент порівняння магнітного поля, наведеного у котушці 1, коерцитивній силі виробу 14 сигнал на виході блока добуту кореня 19 зменшується до нуля та відбувається перекидання тригера 8. Зачиняється елемент І 5 і зупиняється надходження імпульсів з генератора тактових імпульсів 12 через дільник імпульсів 13, який зменшує кількість імпульсів, вироблених генератором 12 в два рази, на лічильнику імпульсів, при цьому установлюється кількість імпульсів пропорційна половині значення твердості виробу, яка корелює з коерцитивною силою. Струм в котушці 1 продовжує змінюватись по лінійному закону, при цьому відбувається перемагнічення виробу 14 до досягнення максимуму сигналу з виходу блока добуту кореня 19 що відповідає намагніченню виробу до наситу. Під дією цього сигналу через піковий детектор 10 та деференцюючий блок 11, блок керування 3 впливає на генератор лінійного струму 2. По цій команді струм знову зменшується до нуля, і в момент переходу струму через нуль блок з керування 3 змінює напрямок струму генератора 2 лінійного струму на зворотне, одночасно через пороговий блок 4 та елемент І 5 на лічильник імпульсів 6 надходять імпульси з генератора тактових імпульсів 12 через дільник імпульсів 13. По мірі зростання струму в котушці 1 знову відбувається розмагнічення виробу 14, на виході блока добуту кореня 19 з'являється нуль, викликаючи перекидання тригеру 8. Зачиняється елемент І 5 та припиняється надходження імпульсів з генератора тактових імпульсів 12 на лічильник імпульсів 6, при цьому до кількості імпульсів, зареєстрованих лічильником при першому відліку додається кількість імпульсів пропорційна половині значення твердості, і на цифровому індикаторі 7 з'являється значення, відповідне твердості вимірюємого виробу 14. Введення датчика нормальної складової напруженості поля, квадраторов, суматора та блока добуту кореня дає можливість отримання високої точності вимірів твердості виробів, та механічних характеристик корелюючих з коерцитивною силою за рахунок отримання максимального інформаційного сигналу з намагніченого виробу. ЦИФРОВИЙ АВТОМАТИЧНИЙ КОЕРЦИТИМЕТР 7 ЛІЧИЛЬНИК lMIlVJIbU B іидікатор 16 квадратор 13 ДІЛЬНИК ІМПУЛЬСНІ 5 елемент І 8 18 триіер суматор 17 квадратор 12 генератор тактовик імпульсів 4 19 пороговий блок блок добуту кореня 10 піковий летектоо з блок кеоування генератор ЛІНІЙНОГО И деференцюючий блок