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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Dickenmessgerät für Isolierbeschichtungen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Haus, Haushalt, Hobby Das Funktionsprinzip basiert auf der Messung des Gütefaktors und der Induktivität der Spule, wenn sie sich der leitenden Oberfläche des Metalls nähert. Dieses einfache Gerät kann die Dicke isolierender Beschichtungen auf Metallen messen und die Art des Metalls des Substrats (nicht eisenhaltig oder schwarz) bestimmen, ohne die Beschichtung zu zerstören. Damit können Sie beispielsweise Spachtelmasse unter einer Lackschicht einer Autokarosserie finden und gleichzeitig prüfen, ob das Metall der Karosserie verzinkt ist. Die Messgrenze liegt bei Stahl und Gusseisen bei 0,5-8 mm, bei Nichteisenmetallen bei 0,3-5 mm.
Die Messspule L1 ist Teil des Schwingkreises (L1, C1, C2, C3) eines Generators auf Basis der Elemente DD1.1, DD1.2 mit einer Erzeugungsfrequenz von etwa 350 kHz. Ein Merkmal der Generatorschaltung ist ihre Fähigkeit, auch bei einer erheblichen Änderung der Spannungsamplitude im Stromkreis stabil zu arbeiten; dies wird durch die hohe Verstärkung in der Rückkopplungsschleife erreicht. Da die „Pumpleistung“ (ein Rechteck mit CMOS-Pegel, das vom Ausgang des Elements DD1.2 über R3 zu C2 kommt) nicht von der Spannung an den Eingängen von DD1.1 abhängt, nimmt die Amplitude der Schwingungen in der Schaltung mit ab zunehmende Verluste in L1 und umgekehrt. Wenn sich der Sensor dem Metall nähert, induziert das magnetische Wechselfeld der Spule Wirbelströme auf seiner Oberfläche, was zu einem Anstieg der Verluste (Verringerung des Qualitätsfaktors) und einer Änderung der Induktivität führt. Dies wiederum beeinflusst die Amplitude und Frequenz der Schwingungen. Das Sinussignal wird über R2 entnommen, durch VT1 verstärkt, durch die Dioden VD3, VD4 gleichgerichtet und an das Messgerät PA1 gesendet, das die Dicke der Beschichtung bestimmt. Der Widerstand R2 stellt die Instrumentennadel vor Beginn der Messung auf die letzte Skalenteilung ein. Da Nichteisenmetalle eine bessere Leitfähigkeit haben und den Qualitätsfaktor weniger verschlechtern, aber die Induktivität deutlich verringern (die Frequenz des Generators erhöht sich um 10-15 %), wird ein Nichteisenmetalldetektor in das Gerät eingebaut (Grenzfrequenz). Detektor auf den Elementen DD1.3, DD1.4 und Transistor VT1 ). Der Detektor funktioniert wie folgt: Ein rechteckiges Signal mit einer Erzeugungsfrequenz wird von Pin 11 der Mikroschaltung abgenommen, direkt an Eingang 6 des DD1.3-Elements und über eine Phasenverschiebungsschaltung und einen invertierenden Verstärker-Former DD5 an Eingang 1.4 geliefert .4. Wenn die Abstimmfrequenz des Phasenschieberkreises mit der Erzeugungsfrequenz übereinstimmt (in den Kreisen R2, L6, C5 gibt es keine Phasenverschiebung), liegt an den Pins 6 und 0 eine gegenphasige Spannung und dementsprechend eine logische 4 an Pin 5 an . Wenn die Frequenz des Messgenerators steigt (sinkt), beginnt die Schaltung, die Phase des Signals zu verschieben. Am Eingang 1.3 von DD4 kommen Impulse mit Phasenverzögerung an. An Pin 1 des MS erscheint ein Protokoll. 0 zu Zeitpunkten des Zufallsprotokolls. 1.3 an den Eingängen DD7. Die konstante Komponente wird durch die Kette R10, C2 von den Impulsen getrennt, und wenn die Öffnungsspannung von VT2 und VD1 erreicht ist, leuchtet die VD6-LED auf. Das Gerät wird mit einer Krona-Batterie (22F5) betrieben. Der Stromverbrauch überschreitet nicht 1mA. Tasten SB2 und SB10 Typ MP1 oder MP-11, die erste dient zum Einschalten des Geräts, die zweite dient zur Steuerung der Batteriespannung (schaltet das Gerät über R3 und die Gleichrichterdioden VD4, VDXNUMX auf den Batteriekreis um). Die Knopfdrücker sind aus dickem Gummi geschnitten. Die Messspule L1 enthält 100 Windungen PEV 0,1. Es ist um die Hälfte eines SB-12-Kerns aus Carbonyleisen gewickelt, mit Epoxidharz gefüllt und mit dem offenen Teil nach außen bündig in die Gehäusevorderwand eingeklebt. Spule L2 wird auf die gleiche Weise gewickelt, nur der Kern wird zusammengebaut und auf der Platine installiert. Zur besseren thermischen Stabilität wurden Schleifenkondensatoren C1 und C6 gleichen Typs mit kleiner TKE verwendet. R2 Typ SP4-1. Das Messgerät M4247 (Gesamtablenkstrom 100 μA, Rahmenwiderstand 2,9 kOhm) wird in den Ausschnitt der Vorderwand eingeklebt (die Befestigungsösen sind abgesägt). Die Gleichrichterdioden VD3, VD4 bestehen notwendigerweise aus Germanium und VD5 und VD2 aus Silizium. Die restlichen Details weisen keine Besonderheiten auf. Die Seitenwände des Gehäuses (Abmessungen 160x54x26) bestehen aus 3 mm dickem, dreischichtigem Kunststoff, die Vorder- und Rückwände bestehen aus Textolite (8 mm). Die Leiterplatte wird auf 4 Racks mit einer Höhe von 4-5 mm montiert. Stellen Sie R2 auf die minimale Verstärkungsposition und wählen Sie R3, um die Instrumentennadel auf die Mitte der Skala zu stellen. Stellen Sie dann mit R2 den Pfeil auf die letzte Teilung und bringen Sie eine flache Platte aus Stahl oder Gusseisen in die Nähe des Sensors. Wählen Sie R8, um den Gerätepfeil auf 0 zu setzen. Wählen Sie C6 grob aus und verwenden Sie den Kern L2 genau, um dies zu erreichen Beginn der Zündung VD1, wenn sich der Sensor den Aluminium- oder Kupferplatten auf 4-6 mm nähert (es ist zu berücksichtigen, dass das Gerät bei Kontakt des Sensors mit Nichteisenmetallen 20-30 µA anzeigt). Für genaue Messungen muss das Gerät kalibriert werden, indem Isolierplatten bekannter Dicke zwischen Sensor und Metall platziert werden. Die Ergebnisse können in eine Tabelle oder ein Diagramm eingetragen und auf den Deckel des Gehäuses geklebt werden (die Abstufungen sind für Eisen- und Nichteisenmetalle unterschiedlich). Wenn häufige Messungen identischer Produkte erforderlich sind, kann die Messgenauigkeit erhöht werden. Dazu müssen Sie ein Metalllineal aus dem gleichen Metall wie das zu messende Produkt herstellen, darauf eine Isolierschicht mit gleichmäßiger Dickenänderung auftragen und die Unterteilungen entsprechend der aktuellen Schichtdicke markieren . Das Messgerät wird zunächst an die zu messende Oberfläche angelegt, dann stellt der Widerstand R2 den Pfeil auf die maximal mögliche Skalenteilung ein, anschließend wird das Gerät auf das gefertigte Band übertragen und bewegt sich weiter, bis die Messwerte übereinstimmen. Die Dicke wird durch Teilungen auf dem Lineal abgelesen. Bei dieser Messmethode haben Instrumentenfehler keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung. Wie die Praxis gezeigt hat, wird die Genauigkeit der Messungen kaum durch die Feuchtigkeit der Beschichtung und die Dicke des Substratmetalls beeinflusst. Bei der Arbeit mit Nichteisenmetallen wird der Fehler jedoch durch die Sauberkeit der Oberflächenbehandlung verursacht. Es ist zu berücksichtigen, dass das Gerät nur auf die Oberflächenschicht aus Metall reagiert und wenn es sich bei dem Untergrund beispielsweise um verzinkten Stahl handelt, zeigt die LED Nichteisenmetall an und die Messung erfolgt entsprechend Buntmetallmaßstab. Das Gerät kann auch Ferritmaterialien erkennen, die LED leuchtet auf (wenn die Frequenz abnimmt) und der Qualitätsfaktor der Spule erhöht sich (der Gerätepfeil geht nach oben). Literatur
Autor: S.Bartsov
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