Доброе время суток. Принцип измерения толщины следующий. Генератор в течении 1 секунды держит постоянный ток в обмотке, 10мА. За это время успевает полностью промагнититься сталь под сердечником. Далее ток источника импульсно уходит в "0". Ток в катушке начинает течь через резисторы 500 Ом, энергия магнитного поля плавно переходит в тепло, на выходе усилителя можно наблюдать экспоненциальное уменьшение напряжения. Собственно время падения до, например половины максимального значения пропорционально индуктивности системы феррит-металл, а индуктивность пропорциональна толщине стального листа. Есть нюанс, индуктивность зависит не только от толщины стали, но и от проницаемости. Для того чтобы оценить проницаемость стали, измеряю индуктивность на частоте 1кГц. В этом случаи независимо от толщины стального листа, толщина эквивалентного магнитопровода в стале будет определяться толщиной скин слоя. Проводимость у сталей почти не меняется. Значит толщина скин слоя ~1/sqrt(u) u - проницаемость. Кроме толщины эквивалентного магнитопровода индуктивность пропорциональна проницаемости т.е. получается L~u*(1/sqrt(u))=sqrt(u) т.е. индуктивность измеренная на частоте 1кГц пропорциональна корню из мю и независит от толщины листа(листы от 2хмм). Генератор тока даёт с десяток периодов синусойды 1кГц, постоянной амплитуды, т.е. амплитуда напряжения на выходе усилителя пропорциональна индуктивности и частоте.
Теперь чего получается.
Берём лист толщиной 3мм из "сталь 3" запускаем макет, получаем скажем индуктивность на 1кГц 800 попугаев и время которое определяет толщину 20200 попугаев. Берём лист из стали "N19" той же толщины получаем индуктивность на 1кГц 700 попугаев и время 22000 попугаев. Время для стали "N19" больше чем для "сталь 3", откуда можно сделать вывод что индуктивность, когда датчик располагается над сталь 3 меньше, варианта со сталью "N19" отсюда проницаемость N19 больше, чем проницаемость "сталь 3". И следовало бы ожидать, что индуктивность измеренная на частоте 1кГц, для N19 должна быть больше(пропорциональна корню из мю), но получается всё с точностью наоборот. Перебрал кучу листов и всегда при увеличении времени спада экспоненты, уменьшается индуктивность измеренная на частоте 1кГц. Чем можно объяснить!??

Не говорите так, разница в удельном сопротивлении ст.3 и 40х, к примеру, где-то 15-20 раз. А N19 что за сталь?

Чесно говоря не знаю, она так промаркирована просто.

интересно, пойду справочники ещё раз посмотрю.

Можно объяснить добротностью резонатора.

Эм, ну если верить инету, то
Сталь 3 ро = 0.2 *10^-6 Ом*м (http://ets-spb.com/stat7.html)
Сталь 40х ро = 0.21 *10^-6 Ом*м (http://www.profprokat.ru/content/view/203/7/)

На работе смотрел, марки на которых должно работать там эта величина изменялась от 0.16 до 0.21


Какого? Или имеете ввиду механическую систему (П-образный сердечник, зазор, металл) над подумать, но точно не наблюдается абсолютно никакой разницы, прижимаю я датчик рукой к металлу или нет

Генератор + катушка + измеряемый образец = резонатор.

Эквивалентное последовательное сопротивление потерь ( в меди и стали) при измерении в попугаях могут завышать значение L , а при измерении времени спада могут занижать значение tau=L/R

Я снимал зависимость напряжения на выходе усилителя от частоты в полосе 3 Гц - 50 кГц никаких резонансов не наблюдается.

так tau =L/(R+1000ом), и не понял чем попугаи отличаются от секунд и Генри?(попугаи пропорциональны секундам, )и Генри)

Как-то эти цифры расходятся с теми, что мне смутно помнятся. По 40х в нете не нашел, но аналоги по 12х, 20х можно посмотреть здесь: http://www.dpva.info/Guide/GuideMatherials...orrespondance1/
и удельные сопротивления этих сталей как-то отличаются от приведенных Вами:
http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/El...errumAndAlloys/
Смутно помню давние измерения Ст3, вроде где-то 13-15е-8 Ом*м, по нерж 60-70е-8 Ом*м. По возможности на днях попробую перемерять.

Забыл сказать, меня интересуют сейчас слаболигированные и углеродистые стали, нержавейка пока не нужна. По ним цифры лежат в пределе 0.146 - 0.228, и от моих 0.16 - 0.21 отличаются не сильно

на частоте 1 кгц толщина скин слоя больше толщины стали, наверное это надо учитывать . Тогда индуктивность датчика на этой частоте будет иметь линейную зависимость от µ. Чтобы более точные выводы делать, Вы бы все таки указали - какого порядка ваши попугаи в генрях и микросекундах.

Укажите еще при каком токе на частоте 1 кгц меряется индуктивность и каким способом. µ зависит от тока (напряженности поля)

На частоте 1кГц толщина скин слоя даже на самой, плохой с моей точки зрения, стали с сопротивлением 0.5*10^-6 ом*м и проницаемостью 1000 составляет 0.3 мм, что меньше толщины стального листа(у меня минимум 2мм).

~1мА




индуктивность примерно 500мкГн, времена миллисекунды



цифры в попугаях это просто амплитуда в мВ на выходе усилителя

Это я ошибся, с толщиной слоя.
делим 500 µH на 1 кОм (оба резистора нагрузки ) и получаем 0.5 µS. Какие миллисекунды , откуда?
то есть , выходное напряжение пропорционально SQRT( (wL)^2 + Ra^2). Чем больше R тем больше намерянных попугаев. С другой стороны, если активные потери в стали увеличивают Rа , то при измерении tau=L/R время уменьшается.

R вносимое составляет единицы Ом максимум, tau =L/(R+1000ом) и от него практически не зависит. тоже самое с индуктивностью на частоте 1кГц SQRT( (wL)^2 + Ra^2) = SQRT( (wL)^2 ). Недавно делал вариант дефектоскопа в котором снимал зависимость напряжения на выходе усилителя(который на рисунке) от частоты, активная составляющая, даже когда датчик стоит на металле вплотную, 1) мало зависит от металла 2) становится незаметной на частотах выше 100-500Гц

С индуктивностью чуть наврал, 5мГн. Я измеряю не постоянную времени, а время спада напряжения на выходе усилителя до половины максимального значения(зареза). Во сколько раз я экспоненту усилю во столько у меня это время и вырастает

мне не понадобилось даже наматывать - похожий датчик на П образном феррите просто нашелся.
Замеры на 1 кгц в воздухе 1.3 mH Rs= 2.3 Ом (на постоянке столько-же Ом)
при втыкании в сталь 2.4 mH Rs=9 Ом вплотную.
при втыкании на феррит 13mH Rs=2.5 Ом.

Поэтому еще раз прошу, пересмотрите в отношении SQRT( (wL)^2 + Ra^2) (все таки Rs влияет на 1кГц) при измерении попугаев.
при измерении спада тока с учетом 1кОм и больших времён (что эквивалентно низкой частоте измерений) Rs не влияет заметно на фоне 1 ком, но мю и толщина уже дадут о себе знать. Поэтому попугаи - совершенно разные.