SU1599756A1 - Method of simulation of changes of parameters of electric conducting surface for testing instruments having eddy transducers - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к средствам испытани  приборов с вихретоковыми преобразовател ми. Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение точности имитации. Способ основан на целенаправленном функциональном изменении электрических параметров, вносимых в измерительную катушку вихретокового преобразовател  путем расположени  ее на фиксированном рассто нии относительно имитационной неподвижной катушки индуктивности, цепь которой замкнута на сопротивление нагрузки, функционально измен емой сигналами от внешних источников, и тем самым, создающей эффект, аналогичный воздействию токопровод щей поверхности при ее перемещении относительно измерительной катушки вихретокового преобразовател . 4 ил.The invention relates to a measurement technique, in particular to means of testing instruments with eddy current transducers. The purpose of the invention is to expand the scope and improve the accuracy of simulation. The method is based on the purposeful functional change of electrical parameters introduced into the measuring coil of the eddy current transducer by placing it at a fixed distance relative to the imitation stationary coil of inductance, whose circuit is closed to the load resistance functionally changed by signals from external sources, and thereby creating the effect similar to the effect of a conductive surface as it moves relative to the measuring coil of the eddy current transducer l. 4 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может Г-ыть использовано дл  имитации изменени  параметров электропровод щей поверхности, например перемещени  дл  испытани  приборов с вихретоковыми преобразовател ми .The invention relates to a measurement technique and can be used to simulate changes in parameters of an electrically conductive surface, such as displacement for testing instruments with eddy current transducers.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет имитации различных параметров и возможности использовани  способа дл  приборов с парамет;1ическимр преобразовател ми и повышение точности имитации за счет устранени  вли ни  внешних полей На фиг.1 приведена принципиальна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - структурна  схема устройства имитации перемещени  j на фиг.З - экспериментальные функциональные зависимости изменени  частоты выходного сигнала вихретокового преобразовател  с измерительной катушкой в колебательном контуре генератора (крива  I - при изменении зазора о между токопровод щей поверхностью и измерительной катушкой; крива  2 - при изменении величины активного сопротивлени  в цепи имитационной катушки, выполненнойThe purpose of the invention is to expand the scope by simulating various parameters and the possibility of using the method for devices with parametric transducers and improving the accuracy of the simulation by eliminating the influence of external fields Figure 1 shows a schematic diagram of a device that implements the proposed method; Fig. 2 is a block diagram of a device for simulating the displacement j; Fig. 3 shows experimental functional dependences of the frequency variation of the output signal of the eddy current transducer with the measuring coil in the oscillator circuit (curve I - when the gap between the conductive surface and the measuring coil changes; curve 2 - when changing the value of active resistance in the circuit of the simulation coil, made

СПSP

СОWITH

г сдg sd

Однотипной с измерительной и расположенной соосно и неподвижно на фиксированном рассто нии); на фиг.4 - экспериментальна  функциональна  св зь между величиной перемещени  и величиной сопротивлени  в цепи имитационной катушки.One-type with measuring and located coaxially and motionless at a fixed distance); Fig. 4 shows an experimental functional relationship between the magnitude of the displacement and the magnitude of the resistance in the circuit of the simulation coil.

Устройство, реализующее способ имитации перемещени  токопровод щей Поверхности дл  испытани  прибора, содержит имитационную катушку 1, |зазмещенную в электромагнитном |сорпусе - экране 2 цилиндрической формы и замкнутую на функционально управл емое комплексное сопротивление , выполненное, например, в виде преобразовател  3 напр жени  U в )величину сопротивлени  Z, который Подключен к формирователю 4 сигнала управлени , например к генератору сигналов. Испытываемый прибор содер- Жит измерительный блок 5, вихрето- Ковый преобразователь 6, выполненный в виде измерительной катушки 7, вклю ченной в колебательный контур генератора 8.A device that implements a method for simulating the movement of a conductive Surface for testing an instrument contains a simulation coil 1, replaced in a electromagnetic screen with a cylindrical shape and closed on a functionally controlled impedance made, for example, in the form of a voltage converter U to ) The resistance value Z, which is connected to the control driver 4, for example to a signal generator. The device under test contains a measuring unit 5, a vortex-to-die converter 6, made in the form of a measuring coil 7, included in the oscillator circuit of the generator 8.

Сущность способа заключаетс  в следующем.The essence of the method is as follows.

Явление взаимодействи  измерительной катушки вихретокового преобразовател  с токопровод щей поверхностью объекта аналогичны  влени м в индуктивно св занных контурах. При этом установка измерительной катушки вихретокового преобразовател  над Перемещающейс  токопровод щей поверхностью приводит к изменению ее электрических параметров за счет вносимых, а именно изменению ее активного и индуктивного сопротивлени  аналогично изменению величины вносимого сопротивлени  в первичной обмотке трансформатора при изменении на- грузки во вторичной обмотке.The interaction phenomenon of the measuring coil of the eddy current transducer with the conductive surface of the object is similar to that in inductively coupled circuits. In this case, the installation of the measuring coil of the eddy current transducer over the Moving conductive surface leads to a change in its electrical parameters due to the input, namely its active and inductive impedance changes, similar to the change in the value of the impedance in the transformer primary winding when the load in the secondary winding changes.

1one

Следовательно, представл етс  возможность токопровод щую поверхность заменить катушкой (обмоткой), индуктивно св занной с измерительной катушкой вихретокового преобразовател  и рассматривать их взаимодействие на основе разработанной теории св занных контуров применительно к трансформаторам . В соответствии с этой теорией величина внесенного активног и реакт1- вного сопротивлени  измерительной катушки вихретокового преобConsequently, it is possible to replace the conductive surface with a coil (winding) inductively connected to the measuring coil of the eddy current transducer and consider their interaction based on the developed theory of coupled circuits in relation to transformers. In accordance with this theory, the magnitude of the active and reactive resistance of the measuring coil of the eddy current source

разовател  за счет имитационной ка- тушки 1 , замк гутой на сопротивление 2, может быть представлена в виде:The developer due to the imitation trap 1, closed on resistance 2, can be represented as:

1 у со -К1 with co-K

(RO+RH) MWL;+X;)(RO + RH) MWL; + X;)

w.M w.M

в (к;+к;Гм ъ7г„)in (к; + к; Гм ъ7г „)

(1)(one)

5 0 5 5 0 5

QQ

Q 5 Q 5

5five

00

LO UUQ коэффициент вэаигде М LO UUQ coefficient vaigde M

моиндуктивности;inductance;

R| н активное и реактивное сопротивлени  нагрузки в цепи образцовой катушки; LU - индуктивность измерительнойR | n resistance and load impedance in an exemplary coil circuit; LU - measuring inductance

катушки;coils;

L - индуктивность образцовой катушки; k - коэффициент св зи междуL is the inductance of an exemplary coil; k is the coupling coefficient between

катушками.coils.

Величина внесенного сопротивлени  имитационной катушкой 1 в измерительную катушку вихретокового преобразовател  соответствующим образом зависит ОТ изменени  величин R)( и X , составл ющих нагрузки в цепи образцовой катуи1ки при посто нном коэффициенте св зи k, т.е. при неизменном взаимном их положении.The magnitude of the resistance introduced by the simulation coil 1 into the measuring coil of the eddy current transducer appropriately depends on the change in the values of R) (and X) which make up the loads in the reference circuit with a constant coupling coefficient k, i.e., with their constant mutual position.

Таким образом, расположение измерительной катушки вихретокового преобразовател  на фиксированном рассто нии и неподвижно относительно имитационной катушки 1, замкнутой на сопротивление, позвол ет имитировать перемещение токопровод щей поверхности путем изменени  величины сопротивлени , т.е. измен ть величину вносимого электрического сопротивлени  в измерительной катушке аналогично воздействию токопровод щей по- верхности.Thus, the location of the measuring coil of the eddy current transducer at a fixed distance and stationary relative to the simulation coil 1, closed to resistance, makes it possible to simulate the movement of the conductive surface by changing the resistance value, i.e. To change the value of the applied electrical resistance in the measuring coil is similar to the effect of a conductive surface.

Изменением величины сопротивлени  в цеци образцовой катушки, замкнутой, например, только на активное сопротивление , допускающее изменение его величины по функциональному закону (гармоническому или иному), можно задавать (имитировать) перемещени  объекта контрол  дл  испытани  приборов в диапазоне частот, завис щей только от возможностей функциональных преобразователей сопротивлени  в цепи образцовой катушки.By changing the resistance value in a cecy model coil closed, for example, only on active resistance, allowing its value to change according to a functional law (harmonic or other), it is possible to set (simulate) the displacement of the test object to test instruments in the frequency range depending only on the possibilities functional impedance converters in an exemplary coil circuit.

Способ имитации перемещени  токопровод щей поверхности дл  испытани  приборов осуществл ют следующим образом .A method for simulating the movement of a conductive surface for testing instruments is carried out as follows.

Вихретоковый преобразователь 6, содержащий измерительную катушку 7, включенную в колебательный контур генератора 8, устанавливают в корпусе 2 на фиксированном рассто нии. сР от имитационной катушки 1„ Затем, сохран   взаимное положение катушек 1 и 7 неизменным, измен ют.величину сопротивлени  Z в цепи имитационной катушки 1, дл  чего на вход преобразовател  3с формировател  4 подают управл ющий сигнал, соответствующий характеру и величине имитируемого перемещени . Ввиду того, что при неизменном взаимном положении катуше 1 и 7.коэффициент взаимоиндукции М const, функциональное изменение сопротивлени  в цепи катушки 1 при помощи преобразовател  3 соответствует величине rt характеру изменени  напр жени  U на его входе, подаваемого с формировател  4 функционального сигнала управлени , например , по гармоническому или иному закону, будет измен тьс  величина вносимого сопротивлени  в измерительную катушку 7 вихретокового преобразовател  6 в полном соответствии с выражением (1), аналогично воздействию перемещающейс  токопровод щей поверхности на измерительную катушку 7 о В результате выполнени  данных операций в цепи катушки 1 имитируют перемещение токопровод щей поверхности относительно измерительной катушки 7 вихретокового преобразовател  6. Св зь между величиной сопротивлени  и величиной перемещени The eddy current transducer 6, containing the measuring coil 7 included in the oscillating circuit of the generator 8, is mounted in the housing 2 at a fixed distance. cp from simulation coil 1 "Then, keeping the mutual position of coils 1 and 7 unchanged, the resistance value Z in the circuit of simulation coil 1 is changed, for which a control signal corresponding to the nature and magnitude of the simulated displacement is input to the converter 3c. Since the coil 1 and 7 are constant at the mutual position of mutual induction, the functional change of resistance in coil 1 by means of converter 3 corresponds to the value of rt to the character of change of voltage U at its input, supplied from the generator 4 of the functional control signal, for example by harmonic or other law, the magnitude of the insertion resistance in the measuring coil 7 of the eddy current transducer 6 will change in full accordance with expression (1), similar to the effect of meschayuscheys conductive surface of the measuring coil 7 on a result of performing these operations in the coil circuit 1 mimic the movement of the conductive surface relative to the measuring coil 7, eddy current transducer 6. The relationship between the resistance value and the amount of movement

5five

00

5five

00

5five

устанавливаетс  по коэффициенту преобразовани  преобразовател  3 либо пр мым или косвенным методом измерени  сопротивлени  в цепи имитационной катушки 1.is determined by the conversion rate of converter 3, either directly or indirectly, by measuring the resistance in the circuit of simulation coil 1.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ имитации изменени  параметров электропровод щей поверхности дп  испытани  приборов с вихретоко- выми преобразовател ми, заключающийс  в том, что в .рабочей зоне вихретокового преобразовател  размещают имитационную катушку, которую индуктивно св зывают с измерительной катушкой преобразовател , и измен ют вносимое в вихретоковый преобразователь сопротивление, имитиру  заданный параметр электропровод щей поверхности , отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  и повышени  точности имитации , имитационную катушку нагружают на комплексное сопротивление и размещают соосно с измерительной, экранируют обе катушки от внешнего пространства и сохран ют их взаимное положение неизменным, возбуждают в контуре с измерительной катушкой колебани  электрического тока, а изменение вносимого в вихретоковый преобразователь сопротивлени  осуществл ют путем фyнкциoнaльнo o изменени  величины комплексного сопротивлени  в цепи имитационной катушки, по которой суд т о величине имитируемого параметра.A method for simulating changes in the parameters of the electrically conductive surface dp of testing devices with eddy current transducers, which consists in placing an imitation coil in the working area of the eddy current transducer, which inductively connects with the transducer measuring coil, and changes the resistance introduced into the eddy current transducer, imitating a given parameter of an electrically conductive surface, characterized in that, in order to broaden the scope of application and increase the accuracy of imitation the coil is loaded onto the impedance and placed coaxially with the measuring coil, shields both coils from the external space and maintain their mutual position unchanged, excites in the circuit with the coil the oscillations of the electric current, and the change in the resistance introduced into the eddy current transducer is implemented by means of a func- resistance in the circuit of the simulation coil by which the value of the simulated parameter is judged. 33 x A x A 6(4 vj л r  6 (4 vj l r 22 . 2. 2 .5.five