Электронные толщиномеры в народном хозяйстве

August 21, 2015 by admin Комментировать »

Определение толщины различных покрытий на проводящей и непроводящей основе — важная и сложная народнохозяйственная задача. Сотни тысяч изделий различного назначения ежедневно покрывают разнообразными защитными илн декоративными покрытиями. Как правило, избыточный расход красителя приводит к увеличению толщины пленок и к снижению их прочностных характеристик. С другой стороны, снижение толщины пленок не обеспечивает требуемых защитных и декоративных свойств. Поддержание толщины пленок в необходимых пределах требует создания соответствующей контрольной аппаратуры. Наибольшее распространение для контроля толщины пленок получили индуктивные методы измерения, основанные на измерении изменения индуктивности датчика в зависимости от зазора между разомкнутыми частями магнитопровода и замыкающей их металлической накладкой. В случае окраски металлических изделий роль накладки выполняет металлическая основа. При этом зазор целиком определяется толщиной лакокрасочного покрытия.

Электронный толщиномер (авторы конструкции А. К. Цацорнн, П. И. Семенов). Он предназначен для измерения немагнитных покрытий на ферромагнитной основе (рис. 1-43) и состоит из генератора

Рис. 1-43.

Рис. 1-44.

низкой частоты (на схеме не показан), измерительного моста (резисторы #ь катушки — компенсационная Lx и измерительная 12), двухкаскадного усилителя (транзисторы 7\ и Т2) и микроамперметра чувствительностью 100—300 мкА с выпрямителем на диодах Дь—Де- Толщиномер работает следующим образом. Колебания частотой 1000 Гц от генератора низкой частоты поступают на согласующий трансформатор Три а с него на измерительный мост. Компенсационная катушка моста намотана на сплошном ферритовом кольце, а измерительная— на кольце с зазором. Мост настраивают на эталонной пластине без покрытия таким образом, чтобы при плотном прилегании этой пластины к зазору кольца L2 мост был уравновешен. При наличии слоя покрытия между торцевыми шлифованными поверхностями зазора кольца, на котором намотана катушка L2 датчика, и металлической основой образца равновесие моста нарушается тем больше, чем толще покрытие. Появляющийся сигнал разбаланса усиливается, выпрямляется и вызывает соответствующее отклонение стрелки ЯЯ.

Прибор позволяет контролировать покрытия толщиной от 5 до 500 мкм. Недостаток прибора — зависимость его показаний от свойств ферромагнитной основы и ограниченная сфера применения (возможность измерения толщин покрытий только на такой основе).

Электронный толщиномер гальванических покрытий (авторы конструкции В. М. Бакриев, В. В. Сапентъев, экспонат 27-й ВРВ).

Толщиномер (рис. 1-44) состоит из кварцевого генератора на частоту 1000 Гц, выполненного на левой половине лампы Ли катодного повторителя (правая половина лампы Jh), двух детекторов (диоды Μι н ^2) i двух ячеек (R uCj и ./^13^12)» балансного усилителя постоянного тока (лампа Л2) и блока питания. В качестве датчика Дт использована катушка индуктивности, намотанная на ферритовом сердечнике с собственной индуктивностью в 50 мкГ. Прибор позволяет измерять толщины материалов с погрешностью, не превышающей 0,01 мкм. Принцип действия прибора основан на сравнении напряжений двух сигналов постоянного тока, снимаемых с RC ячеек на входы балансного усилителя и образованных, с одной стороны, путем детектирования и фильтрации сигнала, поступающего непосредственно с генератора, и, с другой стороны, детектирования и фильтрации снимаемого с катодного повторителя сигнала, прошедшего через дополнительный полосовой фильтр, составными элементами которого являются датчик и конденсаторы Сю, Си. При этом ослабляющее влияние полосового фильтра определяется толщиной гальванического покрытия. Начальная регулировка прибора при отсутствии покрытия осуществляется резисторами Rg, Rg, Ru, Rtb н Rig, а также подстроечными конденсаторами С\ и CiQ. Прибор имеет линейную шкалу, и а которой приращение тока в 1 мкА соответствует изменению толщины на 1 мкм

Измеритель толщины покрытий (авторы конструкции Р. А. Беиюшис, А. И. Балтранас, экспонат 27-й ВРВ). Он предназначен для измерения толщины защитных лакокрасочных и полирующих немагнитных покрытий, нанесенных на ферромагнитную основу, может быть использован для определения гальванических покрытий (хром, цинк, кадмий и др.). Прибор позволяет измерять толщины от 0 до 200 мкм с точностью 0,1 мкм. Наименьшая толщина подложки из ферромагнитного материала 0,8 мм.

Принцип действия прибора основан на изменении комплексного сопротивления электромагнитного датчика в зависимости от толщины покрытий. Для измерений этого изменения использован четырех-

плечий мост переменного тока, питаемый напряжением с частотой 30 кГц. Прибор (рис. 1-45) состоит из генератора, выполненного на транзисторе Тi, усилителя напряжения (транзисторы Гг, Т4), измерительного моста с измерительным ДЧ и компенсационным КД датчиками, усилителя сигнала разбаланса (транзисторы Г?—Г9), фазового детектора с измерительным прибором на выходе и стабилизированного блока питания.

Рис. 1-46.

Датчик представляет собой катушку индуктивности, размещенную в металлическом экране. Его конструкция показана на рис. 1-46. Датчик 1 закреплен в подпружиненном держателе 61 который вставлен в отверстие 7 в корпусе кронштейна 5. Кронштейн установлен на опорной плите 3, на которой размещается столик для образцов 2. В кронштейне 5 расположена рукоятка 4, кинематически связанная с держателем 6У которая позволяет менять исследуемые образцы.

Внешний вид прибора изображен на рис. 1-47. Прибор прост в наладке и регулировке, компактен, хорошо технически н эстетически оформлен.

Рис. 1-47.

Перед началом измерений прибор прогревают в течение 15 мин, а затем калибруют по эталонной пластине с известной толщиной покрытия.

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты