Измеритель толщины изоляционных покрытий. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Принцип действия основан на измерении добротности и индуктивности катушки при приближении ее к проводящей поверхности металла.

Этим несложным прибором можно измерять толщину изоляционных покрытий на металлах и определять вид металла подложки (цветной или черный) без разрушения покрытия. С помощью его можно, например, найти шпатлевку под слоем краски на корпусе автомобиля и одновременно проверить оцинкован ли металл корпуса. Предел измерений составляет 0,5-8 мм для стали и чугуна, 0,3-5 мм для цветных металлов.

Измерительная катушка L1 является частью колебательного контура (L1, С1, С2, С3) генератора на элементах DD1.1, DD1.2 с частотой генерации около 350 кГц. Особенностью схемы генератора является его способность устойчиво работать при значительном изменении амплитуды напряжения на контуре, это достигается за счет высокого коэффициента усиления в петле обратной связи. Поскольку мощность "подкачки" (прямоугольник с уровнем КМОП, поступающей с выхода элемента DD1.2 через R3 на С2) не зависит от напряжения на входах DD1.1, амплитуда колебаний в контуре уменьшается с увеличением потерь в L1 и наоборот.

При приближении датчика к металлу переменное магнитное поле катушки наводит на его поверхности вихревые токи, вызывая увеличение потерь (уменьшение добротности) и изменяя индуктивность. Это, в свою очередь, отражается на амплитуде и частоте колебаний. Синусоидальный сигнал снимается через R2, усиливается VT1, выпрямляется диодами VD3, VD4 и поступает на измерительный прибор РА1, по которому определяется толщина покрытия. Резистором R2 устанавливают стрелку прибора на конечное деление шкалы перед началом измерения. Поскольку цветные металлы имеют лучшую проводимость и ухудшают добротность в меньшей степени, но значительно уменьшают индуктивность (частота генератора увеличивается на 10-15%), в прибор введен детектор цветных металлов (пороговый частотный детектор на элементах DD1.3, DD1.4 и транзисторе VT1).

Детектор работает следующим образом: Прямоугольный сигнал с частотой генерации снимается с вывода 11 микросхемы, поступает на вход 6 элемента DD1.3 напрямую и на вход 5 через фазосдвигающий контур и инвертирующий усилитель-формирователь DD1.4. При совпадении частоты настройки фазосдвигающего контура с частотой генерации (сдвиг фазы в цепи R4, L2, С6 отсутствует) на выводах 5 и 6 присутствует противофазное напряжение и соответственно логический 0 на выводе 4. При повышении (понижении) частоты измерительного генератора контур начинает сдвигать фазу сигнала. На вход 5 DD1.3 импульсы приходят с отставанием по фазе. На выводе 4 МС появляется лог. 1 в моменты совпадения лог. 0 на входах DD1.3. Из импульсов выделяется постоянная составляющая цепочкой R7, С10 и при достижении напряжения открывания VT2 и VD2 загорится светодиод VD1. Прибор питается от батареи "Крона" (6F22). Потребляемый ток не превышает 5мА. Кнопки SB1 и SB2 типа МП10 или МР-1, первая - включение прибора, вторая -контроль напряжения батареи (переключает прибор в цепь батареи через R11 и диоды VD3, VD4 выпрямителя). Толкатели кнопок вырезаны из толстой резины.

Измерительная катушка L1 содержит - 100 витков ПЭВ 0,1. Намотана в половинке сердечника СБ-12 из карбонильного железа, залита эпоксидной смолой и вклеена заподлицо в переднюю стенку корпуса открытой частью наружу. Катушка L2 намотана также, только сердечник в сборе и установлен на плате. Контурные конденсаторы С1 и С6 для лучшей термостабильности использовались одного типа с небольшим ТКЕ. R2 типа СП4-1. Измерительный прибор М4247 (ток полного отклонения 100мкА, сопротивление рамки 2,9кОм) вклеен в вырез передней стенки (крепежные ушки спилены). Выпрямительные диоды VD3, VD4 обязательно германиевые, a VD5 и VD2 кремниевые. Остальные детали особенностей не имеют. Боковые стенки корпуса (габариты 160x54x26) изготовлены из облицовочного трехслойного пластика толщиной 3мм, передняя и задняя стенки из текстолита (8мм). Печатная плата установлена на 4-х стойках высотой 4-5 мм.

Поставить R2 в положение минимального усиления и подбором R3 установить стрелку прибора на середину шкалы. Затем при помощи R2 установить стрелку на конечное деление и вплотную поднести к датчику плоскую пластину из стали или чугуна, подбором R8 установить стрелку прибора на 0. Подбором С6 грубо и сердечником L2 точно, добиться начала зажигания VD1 при приближении датчика к алюминиевой или медной пластинам на 4-6 мм (нужно учесть, что при соприкосновении датчика с цветными металлами прибор будет показывать 20-30мкА). Для точных измерений прибор нужно проградуировать, подкладывая между датчиком и металлом пластины изоляции известной толщины. Результаты можно занести в таблицу или график и приклеить на верхнюю крышку корпуса (для черных и цветных металлов градуировка разная). Если потребуются частые измерения одинаковых изделий точность замера можно повысить.

Для этого нужно изготовить металлическую линейку из того же металла что и измеряемое изделие, на нее каким либо способом нанести слой изоляции с плавным изменением толщины и проставить деления в соответствии с текущей толщиной слоя. Измеритель прикладывается сначала к измеряемой поверхности, затем резистором R2 устанавливается стрелка на максимально возможное деление шкалы, после чего прибор переносится на изготовленную полосу и двигается вдоль до совпадения показаний. Толщина считывается по делениям на линейке При таком способе измерения погрешности прибора на точность замера не влияют.

Как показала практика на точность измерений мало влияют влажность покрытия и толщина металла подложки, но при работе с цветными металлами погрешность вносит чистота обработки поверхности. Нужно учесть, что прибор реагирует только на поверхностный слой металла и если подложка, например, оцинкованная сталь, то светодиод покажет цветной металл и измерение будет вестись, соответственно, по шкале цветного металла. Также прибором можно определить ферритовые материалы, при этом загорится светодиод (по понижению частоты) а добротность катушки возрастет (стрелка прибора пойдет вверх).

Литература

1. В. Нарыжный. Измеритель толщины полимерной пленки. Радио, №3, 2004 с. 47.

Автор: С.Барцов

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Шум улучшает работу датчиков 05.09.2020 Добавление шума для усиления слабого сигнала - явление восприятия, обычное в животном мире, но необычное для датчиков, созданных человеком. Теперь исследователи штата Пенсильвания добавили небольшое количество фонового шума, чтобы усилить очень слабые сигналы в источнике света, слишком тусклом для восприятия. В отличие от большинства датчиков, для которых шум является проблемой, которую необходимо подавлять, ученые обнаружили, что добавление нужного количества фонового шума может фактически усилить сигнал, слишком слабый для восприятия обычными датчиками, до уровня, на котором его можно обнаружить. Хотя их датчик, основанный на двумерном материале, называемом дисульфидом молибдена, обнаруживает свет, тот же принцип может быть использован для обнаружения других сигналов, а поскольку он требует очень мало энергии и места по сравнению с обычными датчиками, может найти широкую адаптацию в ближайшем будущем. Интернет вещей развернет продажу десятков миллионов датчиков для мониторинга условий в доме и на фабриках, а низкое энергопотребление станет сильным бонусом. Это явление часто наблюдается в природе. Например, веслонос (вид пресноводных лучеперых рыб), живущий в илистых водах, не может с помощью зрения найти себе пищу, которая представляет собой фитопланктон, называемый дафниями. У веслоноса есть электрорецепторы, которые могут улавливать очень слабый электрический сигнал от дафний на расстоянии до 50 метров. Если добавить немного шума, то веслонос сможет найти дафнию на расстоянии 75 или даже 100 метрах. Эта способность добавляет баллы к эволюционному успеху этого животного. Другой интересный пример - жуки - златки, которые могут обнаружить лесной пожар на расстоянии 50 миль. Самый продвинутый инфракрасный детектор может это сделать только на расстоянии от 10 до 20 миль. Это происходит из-за явления, которое используют эти животные, под названием стохастический резонанс.

Другие интересные новости:

▪ Игровые мониторы MSI QD-OLED

▪ Новый автомобильный датчик угла поворота

▪ MESO вместо КМОП

▪ Подсластитель из яблочных и грушевых отходов

▪ Двухслойный пишущий DVD+/-RW привод с возможностью апгрейда от Benq

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья На мази. Крылатое выражение

▪ статья Почему Солнце светит и греет? Подробный ответ

▪ статья Сердечно-легочная реанимация. Медицинская помощь

▪ статья Небольшие ветрогенераторы для дома. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья SONY PLAYSTATION, или Схемотехника 32-битных видеоприставок. Модуль для просмотра видео-CD. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026