Амплитудный детектор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра "Вагоны и вагонное хозяйство"

Курсовая работа

по теме: "Амплитудный детектор"

Выполнил:

Корнейчук И.Л.

Омск 2012



Содержание

Введение

1. Обзор методов неразрушающего контроля, структурных схем дефектоскопов и схем детекторов

1.1 Виды неразрушающего контроля

1.1.1 Вихретоковый контроль

1.2 Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ

1.2.1 Феррозондовый контроль

1.2.2 Ультразвуковой контроль

1.3 Амплитудный детектор

2. Выбор, расчет и реализация амплитудного детектора на печатной плате

2.1 Расчет элементов детектора

2.2 Выбор элементов

2.3 Реализация амплитудного детектора на печатной плате

Заключение

Библиографический список



Введение

Вихретоковые методы неразрушающего контроля основаны на взаимодействии внешнего электромагнитного поля, генерируемого специальным источником, и вихревых токов, возникающих при этом в объекте контроля, из чего следует, что материал объекта контроля должен быть электропроводящим. Частотный диапазон взаимодействующих электромагнитных полей значителен - от единиц герц до десятков мегагерц. Преимуществами вихретокового контроля являются бесконтактность, получение информации об обнаружении дефекта в виде электрического сигнала, что обеспечивает высокую производительность контроля, технологичность и удобство эксплуатации дефектоскопов. Кроме того, на сигналы вихретокового контроля практически не влияют влажность, давление и загазованность окружающей среды, радиоактивное излучение, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами.

В работе рассмотрим принципы работы и основные характеристики ультразвукового, феррозондового и вихретокового дефектоскопов, используемых предприятиями для обнаружения различного рода дефектов, изучим работу амплитудного детектора и спроектируем его на печатной плате.



1. Обзор методов неразрушающего контроля, структурных схем дефектоскопов и схем детекторов

1.1 Виды неразрушающего контроля

1.1.1 Вихретоковый контроль

Вихретоковый контроль основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля, создаваемого вихретоковым преобразователем, с электромагнитным полем вихревых токов, возбуждаемых в электропроводящих объектах. Вихревые токи возникают в проводящих телах вследствие изменения магнитного потока во времени.

(1)

где - первая производная по времени; - потокосцепление.

В качестве источника электромагнитного поля используется индуктивная катушка. Синусоидальный (или импульсный) ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на катушках или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно его. Особенность вихретокового контроля в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Их взаимодействие происходит на расстояниях, достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметров до нескольких миллиметров).

Классификация вихретоковых преобразователей:

Вихретоковый преобразователь (ВТП) - это устройство, содержащее несколько обмоток, предназначенных для возбуждения в объекте контроля вихревых токов и преобразования, зависящего от параметров объекта электромагнитного поля в сигнал преобразователя. Обязательно одна из обмоток - обмотка возбуждения - обтекания переменным током от соответствующего генератора. Принцип работы многообмоточных ВТП не отличается от одно- или двухобмоточных.

ВТП могут быть классифицированы по следующим признакам:1) по типу преобразования параметров объекта и выходной сигнал;2) по способу соединения обмоток;3) в зависимости от расположения ВТП по отношению к объекту.

По типу преобразования параметров объекта выходной сигнал ВТП подразделяется на параметрические и трансформаторные.

Параметрические - это ВТП с одной катушкой индуктивности, по параметрам которой судят о качестве объекта. Выходным сигналом является изменение полного сопротивления катушки ВТП.

Трансформаторные - ВТП, содержащие две (или более) катушки индуктивности, одна из которых (возбуждающая) служит для создания электромагнитного поля, а следовательно, вихревых токов в объекте, а другая (измерительная) - для измерения ЭДС, наводимой в ней результирующим магнитным потоком, пронизывающим ВТП. Измерительная катушка играет роль вторичной обмотки трансформатора. Информативным параметром выходного сигнала преобразователя является изменение амплитуды и фазы синусоидального напряжения в измерительной катушке, которые зависят от параметров объекта.

Достоинствам параметрических ВТП является простота, а к недостаткам можно отнести зависимость выходного сигнала от температуры преобразователя. Трансформаторные ВТП характеризуются меньшей зависимостью выходного сигнала от температуры.

По способу соединения обмоток ВТП разделяются на абсолютные и дифференциальные.

Абсолютные - это ВТП, выходной сигнал которых определяется абсолютными значениями параметров объекта в зоне контроля. Они имеют возбуждающую 1 и измерительную 2 обмотки (рисунок 1а).

Дифференциальные - это ВТП, имеющие одинаковые возбуждающие обмотки 1, соединенные последовательно - согласно, и две одинаковые измерительные 2 (рисунок 1б). Здесь влияние "плавных" изменений г и м значительно уменьшено, так как выходной сигнал определяется разностью параметров объекта контроля в зоне контроля, что резко повышает отношение "сигнал/помеха".

Рисунок 1. Абсолютный и дифференциальный ВТП (1 - возбуждающая обмотка; 2 - измерительная обмотка; 3 - объект).

В зависимости от расположения ВТП по отношению к объекту контроля ВТП разделяют на проходные, накладные, экранные и комбинированные.

Проходные разделяют на наружные, внутренние и погружные. На рисунке 2 показаны разновидности трансформаторных проходных ВТП. Катушки проходных наружные ВТП (рисунок 2а, б) охватывают объект. Катушки проходные внутренних ВТП (рисунок 2в) вводят внутрь объекта. Погружные (рисунок 2г) используют для контроля жидких электропроводящих сред, куда их и помещают. В экранных проходных ВТП возбуждающие и измерительные катушки располагают по разные стороны объекта (рисунок 2д). В указанных конструкциях ВТП измерительная катушка может располагаться внутри возбуждающей катушки (рисунок 4 а) или охватывать измерительную катушку (рисунок 2б). К проходным можно отнести и так называемые "щелевые" ВТП с магнитопроводом (рисунок 2е), охватывающим протяженный объект.

Наружные, внутренние и погружные ВТП могут быть как параметрическими, так и трансформаторными. Экранные ВТП могут быть только трансформаторными.

Рисунок 2. Трансформаторные проходные ВТП (1 - возбуждающая обмотка; 2 - измерительная обмотка; 3 - объект; 4 - магнитопровод).

Накладные ВТП располагают вблизи поверхности объекта, они имеют одну или несколько обмоток, которые располагаются на одной стороне детали. Их прикладывают торцом, т. е. осью перпендикулярно контролируемой поверхности. Возможно и продольное расположение накладных ВТП, когда оси катушек направлены вдоль контролируемой поверхности. Катушки накладных ВТП могут быть круглыми коаксиальными (рисунок 3а), прямоугольными (рисунок 3б), прямоугольными крестообразными (рисунок 3в), с взаимно перпендикулярными осями (рисунок 3г). Возбуждающая и измерительная катушка накладных ВТП могут располагаться по разные стороны от объекта (рисунок 3д). Такие преобразователи называются экранными.



Рисунок 3. Катушки накладных ВТП (1 - возбуждающая обмотка; 2 - измерительная обмотка; 3 - объект).

Накладные ВТП выполняют с ферромагнитными сердечниками и без них. Благодаря сердечнику (обычно ферритовому) повышается абсолютная чувствительность к изменению контролируемых параметров и формируется электромагнитное поле заданной топологии. Иногда сердечники используются для локализации магнитного поля с целью уменьшения зоны контроля.

Рисунок 4. Конструкции комбинированных ВТП (1 - возбуждающая обмотка; 2 - измерительная обмотка; 3 - объект) .

Комбинированные ВТП представляют собой сочетания проходных возбуждающих катушек и накладных измерительных катушек. Конструкции комбинированных ВТП представлены на рисунке 4. Комбинированные ВТП характеризуются большой зависимостью выходного сигнала от перекоса осей проходных и накладных катушек ВТП относительно поверхности объекта. Данные преобразователи большого распространения не получили.

Катушки ВТП по отношению друг к другу могут быть подвижными и неподвижными. Подвижные катушки могут вращаться как внутри, так и вокруг неподвижных катушек. Преобразователи, у которых подвижные катушки вращаются внутри неподвижных, называются роторными.

Использование роторных ВТП позволяет осуществлять сканирование (круговое) поверхности детали (даже в том случае, когда ВТП по поверхности детали не перемещается. Кроме того, вращение катушек в процессе контроля приводит к дополнительной модуляции сигнала ВТП, которая различна для помех и сигналов. Это позволяет снизить влияние помех и повысить достоверность контроля.

Достоинства и недостатки ВТП:

Достоинства ВТП: 1) ВТП позволяет осуществлять многопараметровый контроль, так как ЭДС (или сопротивление) зависит от многих параметров ОК и взаимного расположения ВТП и ОК; 2) возможность бесконтактного контроля и измерения, что позволяет контролировать движущиеся объекты; 3) на выходные сигналы ВТП практически не влияют влажность, давления и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения.

Недостатки ВТП: 1) трудности реализации, вследствие влияния на выходной сигнал ВТП многих параметров объекта; 2) вихретоковые преобразователи имеют большие погрешности, обусловленные главным образом температурными изменениями электрической проводимости проводящего тела.

С помощью наружных проходных ВТП контролируют линейно протяженные объекты (проволоку, прутки, трубы и. т. п.), осуществляют массовый контроль мелких изделий. С помощью внутренних проходных ВТП контролируют внутренние поверхности труб, баллонов, стенки отверстий в различных деталях.

Погружные ВТП применяют для контроля жидких сред, экранные и проходные - для контроля труб, щелевые - для контроля проволоки. Проходные ВТП позволяют получить интегральную оценку параметров объекта по периметру, поэтому они имеют меньшую чувствительность к небольшим изменениям (локальным) его свойств.

Накладные ВТП обладают значительно большими возможностями, чем проходные. Они широко применяются в дефектоскопии и в основном контролируют объекты с плоскими поверхностями и объекты сложной формы, например ободья и диски колес. Они применяются также, когда требуется обеспечить локальность и высокую чувствительность контроля.

Кроме дефектоскопии ВТП специальной конструкции применяются: для контроля пространственного положения изделий, измерения параметров вибраций, скорости движения, бесконтактного контроля линейных размеров тонких пластин и толщины покрытий (индукционная толщинометрия), угловых и линейных перемещений. Применять вихретоковые датчики для измерения перемещения имеет смысл только в тех случаях, когда датчик не имеет ферромагнитных включений, так как чувствительность ВТП к перемещению в 5-20 раз меньше чувствительности такого же по габаритам индуктивного преобразователя с катушкой, помещенной в магнитопровод с перемещающимся сердечником.

1.2 Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФМ

Вихретоковый дефектоскоп (ВТД) ВД-12НФМ предназначен для поиска структурных и геометрических неоднородностей на токопроводящей поверхности объекта контроля.

Принцип работы дефектоскопа основан на возбуждении в контролируемом изделии вихревых токов и последующем выделении на выходе преобразователя сигнала, амплитуда и фаза которого определяется действующим вторичным полем.



Рисунок 5. Структурная схема дефектоскопа вихретокового ВД-12НФМ: 1 - генератор; 2 - преобразователь; 3 - усилитель; 4 - блок автоматической регулировки усиления (АРУ); 5 - фазовращатель; 6 - фазовый детектор; 7 - усилитель модулирующей частоты; 8 - фильтр; 9 - компаратор; 10 - временный селектор импульсов; 11 - регулятор порога; 12 - стрелочный индикатор; 13 - цифровой индикатор; 14 - световой индикатор; 15 - звуковой индикатор.

Дефектоскоп работает следующим образом:

Питание преобразователя 2 осуществляется от генератора 1 синусоидального напряжения.

Выход преобразователя 2 подключен к усилителю 3 автоматической регулировкой усиления 4 (АРУ). АРУ эффективно действует в диапазоне допустимого изменения зазора между наконечником преобразователя и контролируемой поверхностью.

Сигнал с выхода усилителя 3 поступает на один из выходов фазового детектора 6. Синусоидальное напряжение, несущее частоты с генератора 1 через фазовращатель 5 подается на другой выход фазового детектора 6, в котором проводится измерение фазы между двумя сигналами.

Сигнал с выхода фазового детектора 6 через усилитель модулирующей частоты 7 и фильтр подается на выход компаратора 9, который при превышении сигналом порогового уровня, устанавливаемого регулятором порога 11, формирует прямоугольный выход сигнала, поступающий через селектор импульсов по длительности 10 на устройства световой 14 и звуковой 15 сигнализации.

В качестве звукового сигнализатора 15 используется пьезоэлектрический звонок. Световой индикатор 14 представляет собой светодиод с малым током потребления.

Стрелочный индикатор представляет собой магнитоэлектрический прибор, измеряющий постоянную составляющую тока фазового детектора 6.

1.2.1 Феррозондовый контроль

Феррозондовый метод контроля основан на обнаружении магнитных полей рассеяния дефектов в предварительно намагниченных деталях. Магнитное поле рассеяния возникает над дефектом вследствие того, что в намагниченной детали магнитные силовые линии, встречая на своем пути дефект, огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью, в результате чего магнитное поле искажается, отдельные магнитные силовые линии вытесняются дефектом на поверхность, выходят из объекта и входят в нее обратно.

Рисунок 6. Структурная схема феррозондового контроля

На рисунке 6 представлена структурная схема построения феррозондового дефектоскопа. Генератор (Г) питает обмотки феррозондового преобразователя (ФП) стабилизированным переменным напряжением с частотой .

С феррозондового преобразователя поступает сигнал несущий весь спектр частот .

Полосовой фильтр (ПФ) выделяет вторую гармонику , несущую информацию о внешнем магнитном поле.

Сигнал поступает на усилитель, после усиления детектируется детектором и передается на индикатор.

1.2.2 Ультразвуковой контроль

Ультразвуковая дефектоскопия - поиск дефектов в материале изделия ультразвуковым методом, то есть путём излучения и принятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних несплошностей (дефектов), и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и других характеристик с помощью специального оборудования - ультразвукового дефектоскопа. Является одним из самых распространенных методов неразрушающего контроля.

Ультразвуковые исследования - абсолютно безопасный метод неразрушающего контроля, применяющийся во многих технологиях, отраслях производства и техническом обслуживании, особенно в исследовании сварных швов и конструкционных металлов.

Ультразвуковая дефектоскопия основана на свойстве ультразвуковых волн распространяться в однородном твердом теле на большие расстояния в виде направленного пучка и отражаться от границ между двумя различными веществами, имеющими разные акустические свойства. Ультразвуковые колебания, распространяясь в металлических деталях, отражаются от несплошностей (трещин, раковин и т. п.).

Ультразвуковая дефектоскопия основана на использовании упругих колебаний, главным образом ультразвукового диапазона частот. Нарушения сплошности или однородности среды влияют на распространение упругих волн в изделии или на режим колебаний изделия.



Рисунок 7. Структурная схема ультразвукового эходефектоскопа

Преобразователь 2 служит для преобразования электрических колебаний в ультразвуковые, излучения ультразвуковых полей в изделие и приема эхо-сигналов от дефектов в изделии 1.

Синхронизатор 3 обеспечивает синхронную работу узлов дефектоскопа, запуская генератор 4 импульсов возбуждения преобразователя, глубиномер 12, а также генератор развертки (генератор селектирующих импульсов) 10.

Генератор 4 импульсов возбуждения вырабатывает электрические импульсы, которые преобразуются преобразователем 2 в ультразвуковые колебания. детектор дефектоскоп вихретоковый феррозондовый

Приемно-усилительный тракт состоит из усилителя высокой частоты (УВЧ) 6, детектора 7 и видеоусилителя 8. УВЧ выполняется апериодическим (широкопоосным) или резонансным. Коэффициент усиления УВЧ во времени регулируется напряжением, подаваемым с блока 9 временной регулировки чувствительности (ВРЧ).

Особенностью усилителя высокой частоты является требование малого времени ф_у восстановления чувствительности после воздействия импульса генератора 4 (в случае включения преобразователя по совмещенной схеме). На входе (или вблизи входа) усилителя включают калибровочный аттенюатор 5 для относительного измерения амплитуд эхо-сигналов.

Детектор или видеоусилитель обычно снабжают регулируемой отсечкой шумов, исключающей прохождение на выход дефектоскопа сигналов небольшой амплитуды (в том числе шумов). Особенно эффективна компенсированная отсечка, при которой восстанавливается амплитуда оставшихся после отсечки сигналов. Во многих приборах детектор можно отключать, чтобы на экране 14 наблюдать истинную форму принимаемых импульсов.

Блок временной регулировки чувствительности (ВРЧ) уменьшает коэффициент усиления усилителя в момент излучения зондирующего импульса, а затем восстанавливает его по определенному закону, обеспечивающему компенсацию уменьшения амплитуд с увеличением глубины залегания дефекта. Генератор развертки 10 предназначен для формирования напряжения развертки луча на экране 14, получения импульсов подсвета и селектирующих импульсов (длительность развертки и селектирующего импульса выбирают с учетом толщины контролируемого слоя).

Если часть пути УЗК проходят по неконтролируемой зоне, например по призме преобразователя или иммерсионной жидкости, то начало развертки смещается на постоянный интервал времени. В этом случае генератор развертки 10 запускается импульсом от генератора задержки 11.

В ряде случаев функции генератора развертки и глубиномера совмещаются. Задержанная развертка применяется также для увеличения масштаба изображения некоторого участка экрана ("лупа времени").

Глубиномер 12 служит для определения координат отражателей (дефектов) путем измерения времени пробега импульса до отражателя и обратно. Он выполнен в виде шкалы на экране или устройства, генерирующего вспомогательный импульс, перемещаемый по линии развертки при повороте калиброванной шкалы, либо серию вспомогательных импульсов, разделенных заданными интервалами. В наиболее совершенном виде устройство дает цифровую индикацию расстояния от преобразователя до отражающей УЗК неоднородности.

Автоматический сигнализатор дефектов 13 предназначен для подачи звукового или светового сигнала при одновременном поступлении на каскад совпадений селектирующего сигнала и видеосигналов, что освобождает оператора от необходимости одновременного наблюдения за экраном дефектоскопа и перемещаемым преобразователем.

1.3 Амплитудный детектор

Детектором называют устройство для создания напряжения, изменяющегося в соответствии с законом модуляции одного из параметров входного сигнала. Детекторы можно классифицировать по характеру входного сигнала и виду параметра, который подвергается модуляции, по способу выполнения и т.д.

В курсовом проекте мы рассматриваем принцип работы амплитудного детектора.

Амплитудный детектор (АД) преобразует высокочастотный сигнал электрических колебаний в видеоимпульсный сигнал. Это позволяет улучшить качество изображения на экране электронно-лучевой трубки и упростить дальнейшую обработку сигнала. Амплитудный детектор - это последовательная совокупность выпрямителя и сглаживающего фильтра. В результате детектирования формируется однополярная огибающая.

Если на входе амплитудного детектора действует напряжение U_вх, модулированное по амплитуде колебанием с частотой F, то график изменения этого напряжения во времени и его спектр имеют вид, показанный на рисунке 8.



Рисунок 8. Изменения напряжения во времени и его спектр

В зависимости от типа электронного прибора, реализующего нелинейную цепь, амплитудный детектор подразделяют на диодные, транзисторные и т.д. На практике наиболее часто используют диодные. Амплитудные детекторы иногда называются пиковыми детекторами.

Рисунок 9. Диаграмма амплитудного детектора

Как видно из диаграммы амплитудного детектора (рисунок 9), что отпирание диода и подзаряд конденсатора происходит лишь в короткие промежутки времени и (и - угол отсечки является сложной функцией параметров выпрямительной цепи), когда напряжение U превосходит по значению UC. Среднее значение выходного напряжения связано с амплитудой Um измеряемого напряжения соотношением

Uср=Um*cosи.

2. Выбор, расчет и реализация амплитудного детектора на печатной плате

2.1 Расчет элементов детектора

В нашем случае ультразвуковой дефектоскоп УД 2-12 работает на частотах от 2,8 до 12,8 кГц.

Рассчитаем значения резистора R и конденсатора С.

Постоянную времени заряда выбираем из соотношения

фз<<1/(2F*max),

где Fmax - максимальное граничное значение диапазона частот измерительного прибора:

,

где кГц.

Получили значение конденсатора мкФ.

Постоянную времени разряда выбираем из соотношения: фр>> 1/(2*Fmin), где Fmin - минимальное граничное значение диапазона частот измерительного прибора:

,

где кГц.

Напряжение на конденсаторе представляет собой слабо пульсирующее напряжение. Чем фр больше половины периода, тем ближе среднее значение к амплитуде положительной полуволны измеряемого напряжения.

кОм

2.2 Выбор элементов

Для реализации амплитудного детектора на печатной плате использовались следующие элементы: диод, резистор, конденсатор и два операционника.

Диод - полупроводник, который пропускает ток в одном направлении. Выводы диода называют анодом и катодом. Если приложено положительное напряжение U>0, то диод работает в прямом направлении. При отрицательном напряжении диод заперт. Обратный ток всегда меньше, чем прямой. В данном проекте был использован диод типа КД 503А. Его технические параметры представлены в таблице 1:

Таблица 1. Технические параметры диода типа КД 503А

Тип диода	импульсный
Максимальное постоянное обратное напряжение,В	30
Максимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток,А	0.015
Способ монтажа	в отверстие
Максимальное время восстановления, мкс	0.01
Максимальное импульсное обратное напряжение,В	30
Максимально допустимый прямой импульсный ток,А	0.2
Максимальный обратный ток, мкА	4
Максимальное прямое напряжение,В	1
при Iпр.,А	0.001
Рабочая частота, кГц	350
Общая емкость,Сд.пФ	5
Рабочая температура,С	-60...125
Корпус	kd 503 a
Производитель	Россия

Резисторы являются элементами радиоэлектронной аппаратуры и могут применяться как дискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем. Они предназначены для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Принцип действия резисторов основан на использовании свойства материалов, оказывать сопротивление протекающему через них электрическому току. Особенностью резисторов является то, что электрическая энергия в них превращается в тепло, которое рассеивается в окружающую среду.

В данной работе использован резистор с сопротивлением 390 Ом.

Конденсатор танталовый выводной, К 53-18, 1 мкФ, 32 В, 10-20%

Таблица 2. Технические параметры позиции конденсатор танталовый выводной

Тип	К 53-18
Рабочее напряжение,В	32
Номинальная емкость, мкФ	1
Допуск номинальной емкости,%	10-20
Рабочая температура,С	-80…125
Тангенс угла потерь,%	6
Ток утечки макс.,мкА	1.5
Выводы/корпус	Акс.пров.
Диаметр(ширина) корпуса,D(W),мм	3.7
Длина корпуса L,мм	7.8

Операционный усилитель (ОУ) - усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.

Таблица 3. Технические параметры операционного усилителя 544УД1А

Количество каналов	1
Напряжение питания, В	15
Частота, МГц	1
Напряжение смещения, мВ	15
Температурный диапазон, C	-10…70
Тип корпуса	8ТО 5

2.3 Реализация амплитудного детектора на печатной плате

Работу амплитудного детектора проверили на осциллографе и генераторе. На вход подавали напряжение 15В и частоту 2,8 кГц.

Рисунок 10. Диаграмма напряжения амплитудного детектора при подачи с генератора частоты 2,8 кГц



На такой частоте амплитуда на выходе равна амплитуде на входе А_вых=А_вх=0,2В.

При дальнейшем увеличении частоты амплитудный детектор начинает плохо работать из-за того, что постоянная времени (¦У)увеличивается, а конденсатор не успевает заряжаться.

При частоте больше частоты 10,8кГц амплитудный детектор не работает. Это показано на рисунке 11.

Рисунок 11. Диаграмма напряжения амплитудного детектора при подачи с генератора частоты 10,8 кГц

Рисунок 12. График зависимости выходного напряжения от частоты U_вых(f)



Рисунок 13. График зависимости выходного напряжения от входного U_вых(U_вх)



Заключение

В ходе данного курсового проекта были рассмотрены основные характеристика ультразвукового, феррозондового и вихретокового дефектоскопов. Была смоделирована схема амплитудного детектора и получена его диаграмма напряжения в программе Multisim. Также была спроектирована печатная плата. Работу амплитудного детектора проверили на осциллографе и генераторе. На вход подавали напряжение 15В и частоту 2,8 кГц. При частоте больше частоты 10,8кГц амплитудный детектор не работает.



Библиографический список

1. КриворудченкоВ.Ф. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / В.Ф. Криворудченко. М.:Маршрут,2005. 436 с.

2.КлюевВ.В. Неразрушающий контроль: справочник в 7 т. Т. 2: Вихретоковый контроль / В.В. Клюев, Ю.К. Федосенко, В.Г. Герасимов. М.:Машиностроение, 2003. 688 с.

3.КлюевВ.В. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В.В. Клюев, А.В. Ковалев, Ф.Р. Соснин. М.:Машиностроение, 2003. 656 с.

4. Вихретоковый контроль. Часть 2. Средства контроля с фазовым способом выделения сигнала: Методические указания к лабораторным работам / Р.А. Ахмеджанов, В.В. Макарочкин, Н.В. Макарочкина; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. 33 с.

5. Феррозондовый контроль. Часть 1: Методические указания к лабораторным работам / Р.А. Ахмеджанов, В.С. Кашка, В.В. Макарочкин, Н.В. Макарочкина; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 47 с.

6. Ультразвуковой контроль. Часть 1: Методические указания к лабораторным работам / Р.А. Ахмеджанов, В.В. Макарочкин, В.Ф. Соколов; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2004. 47 с.

Размещено на Allbest.ru