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:

Таурин не является биомаркером старения 22.06.2025

В поисках биомаркеров старения ученые все чаще обращаются к молекулам, которые ранее демонстрировали многообещающие результаты на животных. Одной из таких субстанций стал таурин - аминокислота, известная широкому кругу людей как компонент энергетических напитков. В последние годы ей приписывали способность замедлять возрастные изменения и даже продлевать жизнь. Однако новое масштабное исследование, проведенное учеными из Национального института здоровья США (NIH), поставило под сомнение ее значимость в контексте старения человека. Исследование включало сравнительный анализ уровня таурина в крови у трех видов: людей, макак-резусов и лабораторных мышей. Авторы проекта изучали, как меняется концентрация вещества в организме от молодого возраста до глубокой старости. Ожидалось, что таурин будет снижаться с возрастом, подтверждая его возможную роль как биомаркера старения. Однако полученные данные оказались куда более сложными. Как пояснила Мария Эмилия Фернандес, одна из соавторов ра ...>>

Стандарт NFC 15 22.06.2025

Технология ближней бесконтактной связи NFC стала повседневным инструментом для миллионов пользователей по всему миру. Она обеспечивает быстрые и удобные платежи, позволяет открывать двери, оплачивать проезд и мгновенно подключать устройства. Однако, несмотря на широкое распространение, сам стандарт NFC развивался почти незаметно - без резонансных версий и громких анонсов. И вот теперь, в июне 2025 года, организация NFC Forum представила пятнадцатую версию протокола, которая принесет ощутимые улучшения в ежедневном взаимодействии с гаджетами. Одним из ключевых изменений стало увеличение радиуса действия: если раньше для работы NFC нужно было почти прикасаться телефоном к терминалу, то теперь соединение возможно уже на расстоянии до двух сантиметров. Хотя разница кажется незначительной, именно этот промежуток в доли сантиметра часто мешал корректной работе - пользователи нередко вынуждены были искать "тот самый угол" или точку, где произойдет считывание. В реальности некоторые устр ...>>

Эффективная защита от коррозии 21.06.2025

Коррозия - один из главных врагов железа и его сплавов, ежегодно причиняющий ущерб на миллиарды долларов в инфраструктуре, транспорте и промышленности. Существующие антикоррозионные решения, такие как цинковое покрытие, со временем теряют эффективность: они отслаиваются, повреждаются или дают микротрещины, открывая путь влаге и соли. На этом фоне ученые активно ищут способы сделать защиту от коррозии более стойкой, долговечной и экономичной. Группа исследователей из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме предложила новый подход к решению этой задачи. В отличие от традиционных защитных покрытий, которые опираются лишь на физическую адгезию к металлу, их метод включает создание прочной химической связи на молекулярном уровне. Основа разработки - двухслойная структура, где первым наносится слой N-гетероциклических карбенов, а вторым - полимер высокой прочности. Карбены играют роль своеобразного "молекулярного суперклея", надежно соединяя металл и полимер в единую систе ...>>

Случайная новость из Архива Гибкие тонкие солнечные элементы 18.02.2024 Ученые из Университета науки и технологий в Цзянсу (Китай) представили инновационные солнечные элементы, изготовленные из кремния и тоньше обычного листа бумаги. Разработка гибких и тонких кремниевых элементов представляет собой важный шаг в развитии солнечной энергии. Несмотря на вызовы, перед исследователями открываются новые возможности для создания более эффективных и универсальных солнечных систем. Солнечные батареи на основе кремния широко применяются для перехода к солнечной энергии. Однако технология имеет свои ограничения, включая невозможность использования на криволинейных поверхностях. Специалисты разработали кремниевые элементы толщиной всего 50 микрометров, что позволяет им быть гибкими и применимыми даже в космических условиях. Эти тонкие солнечные элементы имеют ряд преимуществ, включая снижение затрат на производство и более легкую транспортировку. Однако их эффективность остается ключевым вопросом. Ученые смогли повысить коэффициент преобразования энергии до уровня выше 26%, преодолевая предыдущие ограничения. Это достижение открывает новые перспективы в области солнечной энергии и может привести к созданию портативных, гибких солнечных панелей, которые будут легко скручиваться в пленку для удобства использования.

Другие интересные новости:

▪ Температура на вкус

▪ Альтернатива GPS работает даже под землей

▪ Дом на воде

▪ Частицы темной материи могут быть сверхлегкими

▪ Гном найдет затонувшие суда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Софокл. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему нам иногда кажется, что у едущего автомобиля колеса вращаются в обратную сторону? Подробный ответ

▪ статья Электромонтажник кабельных сетей. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Эхолот рыболова-любителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения, 4,5(9)/15 вольт 0,2 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025