SU1165961A1 - Устройство дл измерени удельного электросопротивлени немагнитных материалов - Google Patents

Abstract

УСТР( ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее. широкополосный усилитель, дифферен- циальный датчик удельного злектросопротивлени  в цепи обратной св зи усилител  .и цифровой частотомер, подключенный к усилителю, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  и ускорени  измерений, оно снабжено регулируемьи ч стот онезависимым фазовращателем включенным между выходом датчика удельного злектросопротивлени  и входом усилител , фазовый сдвиг tf в фазовращателе установлен в соответствии с соотношением Cfiqrcl() где d - диаметр oбpaзцa ei - рассчитанна  численно и табу (Л лированна  функци  величины igcp .

Description

9д СЛ

3 г

9д

Х

2

и 1 Изобретение относитс  к области измерений физических свойств материалов , конкретно к измерени м удел ного сопротивлени  немагнитных веществ , и может быть использовано дл  определени  удельного сопротивлени  металлов, сплавов, полупровод ников и электролитов, а также дл  контрол  чистоты металлов по остато ному удельному сопротивлению. Известно устройство дл  бесконтактного измерени  удельного сопротивлени , основанное на возбуждении в образце вихревых токов, в частнос ти автогенераторное устройство. ТаКое устройство представл ет собой автоколебательную систему, в которо входное воздействие измерительного преобразовател  приводит к изменени амплитуды, частоты или фазы генерируемых колебаний. Это устройство с вихретоковьм датчиком примен етс  дл  определени  удельного сопротивлени  среды. Амплитуда напр жени  на колебательном контуре генератора О зависит от вносимого в контур актив ного сопротивлени , которое опреде (л етс  удельным сопротивлением сред Устройство градуируетс  по образцам с известным удельным сопротивлением 1 . Недостатком данного устройства  вл етс  отсутствие пр мого цифрового отсчета измер емого удельного сопротивлени  и необходимость использовани  эталонных образцов. Наиболее близким к изобретению пр технической сущности  вл етс  устройство дл  бесконтактного измерени  удельного электросопротивлени  немагнитных материалов, содер жащее широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного электросопротивлени  в цепи обратной св зи усилител  и цифровой частотомер , подключенный к усилителю. Устройство используетс  дл  разбраковки металлических прутков по вели чине сопротивлени , изменени  которого вызываютс  наличием продольных трещин. В одну из катушек диффе ренциального датчика помещаетс  иcпытye ЯJй образец, а во вторую эталонный .При одинаковых образцах выходное напр жение датчика равно нулю и колебани  в схеме не возникают . Различие образцов приводит к возникновению автоколебаний 2. 612 Недостатками известного устройства  вл ютс  отсутствие пр мого цифрового отсчета измер емого удельного сопротивлени  и необходимость в эталонных образцах. Целью изобретени   вл етс  упрощение и ускорение измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  удельного электросопротивлени  немагнитных материалов, содержащее широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного-.электросопротивлени  в цепи обратной св зи усилител  и цифровой чисиготомер, подключенный к усилителю, снабжено частотно-независимым фазовращателем, включенным между выходом датчика удельного электросопротивлени  и входом усилител , а фазовый сдвиг (С) в фазовращателе установлен в соответствии с соотношением Cf arct(), где d - диаметр образца; tf- - рассчитанна  численно и табулированна  функци  величины . На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит широкополосный усилитель 1, дифференциальный датчик 2 удельного сопротивлени , частотно-независимьй фазовращатель 3, цифровой частотомер 4. К выходу усилител  1 подключены первичные обмотки датчика 2 удельного сопротивлени , вторичные обмотки которого присоединены к частотно-независимому фазовращателю 3, а выход последнего подключен к входу усилител  1. Устройство работает следующим образом. Без образца выходное напр жение датчика 2 равно нулю, так что автоколебани  в системе не возникают. При помещении испытуемого образца внутрь рабочей катушки датчика 2 возникает выходное напр жение датчика , фаза которого зависит от удельного сопротивлени  образца. Дл  цилиндрических образцов справедливо соотношение - . p -n - f/ otlg-.Cf, где j3 - удельное сопх отивление образца , мкОмСм;

3

d - диаметр ооразца, см;

f - частота тока в первичных обмотках , кГц;

Cj - сдвиг фаз между током в первичных обмотках и выходным напр жением датчика; oi - расснйтанна  численно и табулированна  функци , величины tgtp D

Дл  возникновени  автоколебаний полный фазовый сдвиг в цепи обратной св зи автогенератора должен быть равен нулю. В данном случае это означает , что фазовый сдвиг, вносимый датчиком удельного сопротивлени , должен быть равен по величине и противоположен по знаку фазовому сдвигу в фазовращателе 3. Частотнонезависимый фазовращатель 3 устанавливаетс  заранее так, чтобы вносимый им фазовый СДВИГ удовлетвор л соотношению

igq Hd /3oi.. f2)

1 Так как оС  вл етс  однозначной

функцией величины f(f, то по известному диаметру образца всегда можно рассчитать необходимый фазовый сдвиг, а, фазовращатель 3 может быть проградуирован непосредственно в значени х диаметра образца. При ус659614

тановке фазовращател  в соответствии с формулой (2) частота автоколебаний согласно выражению (1), чис- . ленно равна удельного сопротивлению образца и измер етс  цифровым частотомером 4.

Чтобы определить фазовый сдвиг, который следует установить в фазовращателе , достаточно построить 10 график зависимости с tg((c) , который рассчитьшаетс  по известным зависимост м tg О) от Cf и ot от tglf. Дл  измерени  могут использоватьс  цилиндрические образцы диаметром 5 см, длиной 3-5 см и более. При диаметре образцов 1 см угол (fсоставл ет 68, а при диаметре 1,5 см - 76°.

Использование предлагаемого устройства упрощает и в несколько раз ускор ет проведение измерентШ по сравнению с расчетом удельного сопротивлени  образца по формуле (1). Кроме того, по вл етс  возможность автоматизировать измерени  удельного электросопротивлени .

Предлагаемое устройство может найти применение в исследовательской практике, и при технологическом контроле свойств материалов и изделий . по их удельному электросопротивлению.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее. широкополосный усилитель, дифференциальный датчик удельного электро сопротивления в цепи обратной связи усилителя и цифровой частотомер, подключенный к усилителю, отличающееся тем, что, с целью упрощения и ускорения измерений, оно снабжено регулируемые частотнонезависимым фазовращателем* включенным между выходом датчика удельного электросопротивления и входом усилителя, фазовый сдвиг tf в фазовращателе установлен в соответствии с соотношением где d - диаметр образца^ eL - рассчитанная численно и табулированная функция величины .