5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Толщиномер своими руками

Самодельный измеритель толщины лакокрасочных покрытий

К сожалению, очень часто при продаже своих автомобилей автовладельцы прибегают к различным хитростям, чтобы скрыть видимые недостатки. Так, например, недобросовестный автовладелец может наложить на кузов своего автомобиля толстый слой шпаклевки, который скроет царапины и небольшие вмятины.
По истечении какого-то времени шпаклевка отвалится, а новоиспеченный владелец транспортного средства «влетит в копеечку». Измеритель толщины лакокрасочных покрытий поможет определить – соответствует ли толщина покрытия конкретного автомобиля нормам. А значит, избежать неприятных последствий в будущем.

Данный прибор весьма пригодится, когда нужно будет измерить толщину лакокрасочного покрытия. Необходимость в этом измерении возникает, когда исследуется состояние кузова автомобиля. Как пользоваться измерителем? Все довольно просто. Измеритель нужно приложить к конкретной поверхности и нажать кнопку. В процессе измерения нужно слегка поворачивать и покачивать прибор, чтобы стрелка максимально сильно отклонилась. После того как стрелка отклонится, можно считывать значение толщины.

Норма толщины лакокрасочного покрытия:

– обычная краска – 0, 15…0,3 мм;

– краска «металлик» – 0,25…0,35мм.

Если толщина покрытия на кузове автомобиля не превышает допустимых норм, значит можно быть уверенным, что дефекты кузова не спрятаны под слоем шпаклевки.

Данное устройство сделано по простой схеме. Несмотря на это измеритель выдает достаточную точность при измерении. Также он является «мобильным» и компактным, что является огромным плюсом. Ведь измеритель можно будет без труда взять с собой на авторынок. На следующем рисунке показана схема измерителя.

При создании устройства в основу была положена схема Ю. Пушкарева. В его схеме имелись некоторые недочеты, поэтому устройство работало не совсем правильно. После небольших изменений в схеме Пушкарева и появилась данная схема.

(если на схеме Вам ничего не понятно, можете пройти экспресс курс “Азбука по схемам“)

Измеритель толщины лакокрасочного покрытия работает от батареи «Крона», потребляемость тока составляет не более 35 мА. Даже если напряжение батареи снизится до 7В, устройство сохранит свою работоспособность. Температурный интервал при работе составляет от десяти до тридцати градусов по Цельсию (плюс). Сам прибор находится внутри пластмассовой коробки, размеры – 120*40*30 мм.

На таймере DD1 собран задающий генератор (рисунок 1). Он вырабатывает специальный импульсы (прямоугольные), скважность которых равна двум, а частота – 300 Гц. Прямоугольные импульсы преобразуются в синусоиду благодаря интегрирующей цепочке R3C2. За счет этого повышается точность измерения. С помощью подстроечного резистора R5 (регулятора уровня сигнала) нужно установить оптимальный режим для трансформатора Т1, который является измерительным. На выходе УЗЧ DA1 сигнальная амплитуда будет составлять 0,5 В.

В измерительном трансформаторе находятся Ш-образные пластины, которые расположены встык. Однако замыкающих пластин там нет. Металлическая основа выступает как магнитный замыкатель. На эту основу нанесено лакокрасочное покрытие, которое исследуется. Размер немагнитного зазора в цепи магнитопровода будет напрямую зависеть от толщины покрытия. То есть, чем толще покрытие, тем больше будет размер зазора. Чем больше зазор, тем меньше напряжение на трансформаторе (вторичная обмотка). Чем больше зазор, тем меньше связь между обмотками. Разделительными конденсаторами являются С5 и С7. В качестве фильтра, устраняющего ВЧ составляющие сигнала, используется цепь R6C4.

Ток во вторичной обмотке трансформатора, который выпрямлен диодом VD1, можно узнать с помощью микроамперметра РА1. Когда происходят изменения в батарее питания GB1, в степени ее разряженности, соответственно происходят изменения в коэффициенте усиления УЗЧ DA1. Благодаря стабилизатору напряжения DA2 в коэффициенте усиления сохраняется стабильность. Узнать напряжение батареи можно при помощи кнопочного переключателя SB2 и резистора R8. Измерения проводятся только при нажатии кнопки SB1.

Для того чтобы создать порог, который запрет диод VD1, нужно использовать специальный транзисторный каскад, а именно – VT1R9R10R11. С его помощью будет подаваться начальное смещение. Благодаря этому каскаду стрелка амперметра не будет отклоняться. Исключением будет лишь тот случай, когда в поле трансформатора будет присутствовать магнитный замыкатель. Благодаря всему этому на измерителе можно будет установить максимально-возможную толщину, а точность измерения будет максимально-точной. Существуют определенные границы, в которых можно измерять толщину. При соблюдении всех характеристик в данном измерителе пределы будут от 0 до 2,5 мм. Погрешность в измерениях составит 0,5 мм, в том случае если толщина покрытия от 0 до 1 мм. Если толщина покрытия от 1 до 2,5 мм, тогда погрешность составит 0,25 мм. Резистор R10 можно увеличить до числа 3,9 кОм. Это нужно для того чтобы увеличилась точность измерения, ведь пределы измерения уменьшатся от 0 до 0,8 мм. Благодаря этому шкала «растянется», а порог, который отпирает диод VD1, поднимется.

Все детали расположены на печатной плате, это показано на рисунке ниже. Одна сторона платы выполнена из фольгированного стеклотекстолита, его толщина – 1 мм. Изначально транзисторного каскада VT1R9R10R11 не было совсем. Позже, в ходе небольших изменений, он появился. Каскад собран как навес, так как на плате не предусматривается для него места.

В приборе имеются как постоянные резисторы, так и подстроечные. Постоянные – МЛТ-0,125, а подстроечные – СПЗ-276. К конденсаторам С4, С2 и С1 относятся КМ-6 (или К10-23, К10-17). К конденсаторам С6, С5 и С3 относятся К50-35. В качестве амперметра используется указатель уровня записи (деталь взята с магнитофона марки «Электроника-321»). Показатели микроамперметра:

– ток отклонения (отклонение полное) – 160 мкА;

– сопротивление (рамки) – 530 Ом.

Для того чтобы намотать трансформатор Т1 на магнитопровод Ш5Х6, нужно использовать трансформатор от карманного приемника. Можно взять как выходной, так и согласующий трансформатор. В первичной обмотке будет двести витков, во вторичной – четыреста пятьдесят витков. Используемый для обмоток провод – ПЭЛ 0,15. Также потребуются пластины (Ш-образные). Пластины промазываются эпоксидным клеем, затем (после высыхания клея) торцы пакета обрабатываются с помощью бархатного напильника. Трансформатор вклеивается внутрь прибора, в прямоугольное отверстие коробки. При этом торцы магнитопровода (рабочие) должны выступать на 1…3 мм. за пределы коробки.

Использование деталей и их замена:

  1. Таймер КР1006ВИ1 – вместо него можно использовать LM555.
  2. Стабилизатор КР1157ЕН502А – на замену можно взять КР142ЕН5А (L7805V) или 78L05. Лучше всего подойдет 78S05, так как он дает наименьшую мощность на выходе. Большая мощность и не нужна.
  3. Дифференциальный усилитель DA1 – в качестве этой детали используется KIA LM386-1 (микросхема).

Двигатель резистора R7 должен находиться в среднем положении, только после этого можно приступать к налаживанию устройства. Трансформатор (торцом магнитопровода) нужно приложить к стальному листу (чистой и плоской поверхности). Далее с помощью резистора R5 стрелка должна быть установлена на конечном делении в шкале амперметра РА1. Прибор должен быть обязательно откалиброван. Это проводится путем прокладывания бумажных листов между металлической поверхностью и трансформатором. Толщина листов должна составлять 0,1 мм (плотность – 80 г/м2). Бумага может использоваться самая обычная, А4. Перед началом калибровки корпус прибора нужно разобрать, а под его стрелку подложить миллиметровку. На миллиметровке будут отмечаться значения показаний в течение процесса калибровки. Затем с помощью графического редактора нужно нарисовать шкалу, распечатать ее на принтере (цветном) и аккуратно вклеить внутрь прибора. После этого прибор можно собирать.

Резистор R8 нужно подобрать правильно. При использовании новой батареи питания и нажатии на кнопки SB1 и SB2 должно быть следующее – стрелка на микроамперметре должна отклоняться до конечного деления на своей шкале. Обязательно нужно отметить на шкале деление при разряженной батарее. Его можно определить путем проведения измерений с подсоединенной батареей, разряженной до 7В. Также для определения деления при разряженной батарее можно использовать пальчиковую батарейку. Батарейку нужно подсоединить последовательно «Кроне», не забыв при этом изменить ее полярность. Далее нужно будет подсчитать разницу между значениями с батарейкой и без, а затем к этой разнице прибавить одну четверть. Это и будет нужное значение на шкале при разряженной батарее. Шкалу можно разделить на два цвета: нормальное состояние – зеленым цветом, разряженное состояние – красным цветом.

На заметку:

– если прибор используется при плохих погодных условиях и низкой температуре, то нужно хранить его в тепле, в кармане, и доставать непосредственно перед самим измерением.

– если используемый магнитопровод имеет сердечник Ш8Х8, необходимо будет снизить частоту генератора. Этого можно добиться путем увеличения номинала С1 до значения 47 нФ. Тогда работоспособность устройства будет на высшем уровне.

– в процессе калибровки можно использовать материалы только из чистого металла! Если будут использоваться материалы, которые содержат различные примеси, прибор может на них не среагировать.

Толщиномер своими руками

Краткое описание датчика холла SSH

Вариант на катушке (от радиоточки, по словам автора).

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ НЕМАГНИТНОГО ПОКРЫТИЯ СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
При работах, связанных с нанесением защитного покрытия на стальные поверхности, часто возникает необходимость определения толщины слоя. Несмотря на кажущуюся сложность, определить это можно несколькими простыми способами. В промышленных приборах для этого обычно применяют ультразвуковые толщиномеры, которые работают на принципе эхо – локации. К защитному слою прикладывается датчик, представляющий собой пьезоэлектрический преобразователь, на который подаются пачки ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой сигнал проходит через защитное покрытие и отражается от металлической поверхности. Отражённый сигнал улавливается датчиком, усиливается и подаётся на фазовый детектор, который сравнивает фазу посланного и отражённого сигнала, а затем выдаёт сигнал, пропорциональный времени запаздывания, а значит и толщине покрытия. Этот способ достаточно точен, но очень сложен для самостоятельной реализации. Более простые устройства можно изготовить на базе ёмкостных или индуктивных датчиков. Погрешности измерения у этих устройств гораздо выше, чем у ультразвуковых измерителей, но в большинстве случаев это не принципиально. Если покрытие лакокрасочное, то можно воспользоваться ёмкостным датчиком, который представляет собой две небольшие металлические пластины, приклеенные к диэлектрическому основанию и прижимаемые к поверхности слоя. Между пластинами измеряется ёмкость, которая зависит от диэлектрической проницаемости покрытия и от его толщины. Прибор необходимо калибровать для каждого вида лакокрасочного покрытия. Более удобны индуктивные датчики. Датчик представляет собой миниатюрный Ш – образный трансформатор, собранный с одной стороны катушки, без замыкающих пластин. Если открытой стороной прижать его к металлической поверхности, то в зависимости от толщины немагнитного зазора, образовываемого защитным покрытием, изменяется индуктивность катушки. Один из способов измерения заключается в том, что катушку включают в качестве индуктивности LC — генератора низкой частоты. Далее сигнал подаётся на частотный детектор, а затем на устройство индикации. Способ хорош, но достаточно сложен. Схема более простого устройства, но достаточно точного приведена ниже:

Читать еще:  Удаление царапины на автомобиле самостоятельно

Устройство представляет собой генератор стабильной частоты и амплитуды, последовательно с выходом которого включается индуктивный датчик, сопротивление которого пропорционально квадратному корню от индуктивности. Напряжение после датчика детектируется, нормализуется и подаётся на устройство индикации. Для индикации можно применить небольшой стрелочный индикатор, заново отградуировав его шкалу, но более удобной является светодиодная индикация. В предлагаемом приборе в качестве датчика используется трансформатор от абонентского громкоговорителя ( радиоточки ). Трансформатор собран с одной стороны, без замыкающих пластин, и залит эпоксидной смолой вместе с остальными элементами, в небольшом корпусе. Рабочая поверхность датчика зашлифована до блеска металла. Достоинства прибора — его небольшие габариты и возможность измерять толщину любых немагнитных покрытий, даже электропроводных, например толщину алюминиевого напыления или медного гальванического покрытия на стальной поверхности. Прибор калибруется с помощью немагнитных пластин известной толщины. В схеме можно применить любые низковольтные операционные усилители с малым потреблением тока. У выбранных типов ОУ сопротивления резисторов между выводами 4 и 8 задают потребляемый ток и составляют 1 . 1,5 М. Можно использовать сдвоенные ОУ, например LM358 или аналогичные. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К561ЛЕ5 или любые инверторные логические элементы. Если требуется повысить точность аналого — цифрового преобразователя — вместо цифровой микросхемы можно применить счетверённый компаратор LM339. Ещё более упростить схему можно применив микросхему A277 (К1003ПП1) для линейной световой индикации, правда возрастёт потребляемый ток. В этом случае микросхемы К561ЛА7 и КР1533ИД3 вместе с резисторами обвязки не понадобятся — вход микросхемы подключается на выход второго ОУ. Таймер NE555N (КР1006ВИ1) в схеме используется не только как генератор стабильной частоты для датчика, но и как инвертор отрицательной полярности для получения напряжения -2 В, необходимого для нормальной работы ОУ. Правильно собранная схема начинает работать сразу — остаётся только индивидуально откалибровать светодиодную линейку индикации подстроечных резисторов и немагнитных пластин известной толщины.

Так же имеется пара замечательных кусков от списанной аппаратуры в виде:

КР572ПВ2

с обвязкой, кроме питания (+-5в)

и КР572ПВ5 с чудным экраном на котором есть всё для мультиметра (V,A,Hz,Ом, кило,мили и т.д.)

Толщиномер своими руками

Сразу скажу, что цель создания данного прибора самостоятельно не в экономии денег, а дать серому веществу подумать, а рукам поделать). Тем более сейчас на рынке выбор огромный от 1тр(точность 100микрон) до 40тр, как говорится на любой кошелек и хотелку.

В интернетах информации по созданию маловато , но достаточно для начала.
Теперь более детально, измерять будем магнитно-индуктивным способом, для этого берем обычный Ш образный трансформатор, и открываем его, убрав верхние пластины. Это будет наш датчик. Точность измерения должна быть на уровне «промышленных» образцов, +/-3%+1мкм. То есть при толщине немагнитного слоя в 100мкм прибор должен показывать, от 96 до 104мкм.
Ниже одна из схем в открытом доступе, здесь автор предлагает нам измерять падение напряжения на индуктивности.

Это требует применения не высокоразрядного АЦП, а вычитающего усилителя, ибо сам по себе диапазон изменения индуктивности будет невелик; потому достаточно убрать базовую составляющую измерения и усилить остаток до удобных значений, наиболее полно использующих динамический диапазон имеющегося АЦП.

_________________
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/quote

как то при очередном копании на youtube нашел такое видео. помимо самой такой возможности, поразила точность определения.

если это никакой не развод, то все что доступно в 4пиновом разъеме телефона, это два канала L R и вход микрофона.
по логике, что из этого можно, это генерировать переменный сигнал, и считывать с некоторой точностью «обратный» сигнал. ультразвук исключен полностью, значит магнитные принципы.
у кого нибудь есть мысли, как реализован в железе данный инструмент из видео?

Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Вообще, «разрешение» и «точность» — разные вещи. Цифирки-то оно показывает, вопрос, насколько они реально соответствуют действительности.

Можно выделять гармоники, в принципе. Хотя это вряд ли, да.

Есть несколько вариантов.

1. Питаем RC-цепь напряжением звуковой частоты, меряем напряжение на катушке, считаем индуктивность и из нее зазор.
2. Внутри стоит измеритель на МК, а через аудиоразъем передаются только данные. Питать его можно выпрямленным напряжением с каналов L/R. Либо просто поставить внутри батарейку типоразмера «ААА».

_________________
Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.

Решения на галлий-нитриде (GaN) обладают фундаментальными преимуществами перед кремнием. В частности, имея более высокую критическую напряжённость электрического поля, в сравнении с традиционными кремниевыми транзисторами, транзисторы на основе галлий-нитрида обладают выдающимися динамическими характеристиками, что позволяет коммутировать их на высоких частотах. Семейство CoolGaN™ – это именно то, что необходимо, чтобы поднять ваши устройства на принципиально новый уровень. Мы собрали все самые интересные материалы по данной теме на одной странице.

конечно, но разброс в итогах измерений с учетом сборки на коленке очень недурственен получился. если верить видео.

Есть несколько вариантов.

1. Питаем RC-цепь напряжением звуковой частоты, меряем напряжение на катушке, считаем индуктивность и из нее зазор.
2. Внутри стоит измеритель на МК, а через аудиоразъем передаются только данные. Питать его можно выпрямленным напряжением с каналов L/R. Либо просто поставить внутри батарейку типоразмера «ААА».

на их же сайте висит фотка, на ней видна фабричная индуктивность.

питания не видно, идея с мк под вопросом, тк помимо питания ему требуется какая никакая обвязка, хотя бы тот же кварц.

через изоленту вроде бы просвечивают провода и пара резисторов. кстати, нашел и объявления о продаже такого шнурка) цена смешная. значит и начинка должна быть наипроистейшая.

если учитывать, что там обычная индуктивность, соответственно и контур один. значит измерение методом вихревых токов тоже вроде как отпадает.

как вариант, подаем на катушку синус известной амплитуды, и одновременно измеряем падение напряжение на ней. ч/з изменение индуктивного сопротивления изменяется падение. хм, неужели изменяется так сильно?
просто пока мои скромные опыты показывали очень незначительное изменение. хотя с именно с такой индуктивностью(10×10) , как на фото, не пробовал

27 ноября 2019 года компания КОМПЭЛ провела вебинар, посвященный мультипротокольному беспроводному микроконтроллеру STM32WB55, который позволяет создавать устройства на базе стандартов BLE 5.0; BLE Mesh; 802.15.4/ZigBee и Thread. Мы сделали подборку материалов по этой теме. Вы можете посмотреть видеозапись, ознакомиться с презентациями и ответами на вопросы.

про такой метод сразу подумалось, но даже как-то его сразу отмел. помню, еще в 98-00 годах когда только пошли более-менее приличные аудио карты мерял параметры Т-С динамических головок. частота резонанса и Qts определились на раз-два. а вот с индуктивностями было плохо, очень большой разброс.
плюс ко всему, там по схеме нужен полноценный линейный стерео вход, аля компаратор. на один канал «чистый» сигнал, на другой «грязный» ч/з измеряемый объект. в телефоне только один моно вход, но видимо как то выкрутились.
теоретический можно использовать софт и самому собрать так называемый «адаптер»))) только эталонный резистор придется подбирать методом тыка.

еще нашел схему такого http://eldigi.ru/articles/izmeritel_emkosti_i_induktivnosti измерителя, и суда по тому, что по ней уже довольно приличное собралось комньюнити, подводных камней быть не должно. что понравилось, что входной сигнал задается МК и МК снимает выходной. то есть все в одном флаконе.
думаю попробовать собрать ради эксперимента.

Распродажа паяльных станций ATTEN и аксессуаров!
Индукционная паяльная станция AT315D — 3 977 ₽, станция паяльная AT80D – 2177 ₽, станция паяльная AT936b – 1000 ₽!

Заходите в раздел акции и спецпредложения на сайте prist.ru, покупайте измерительные приборы, инструмент и паяльно-ремонтное оборудование по специальным ценам.

про такой метод сразу подумалось, но даже как-то его сразу отмел. помню, еще в 98-00 годах когда только пошли более-менее приличные аудио карты мерял параметры Т-С динамических головок. частота резонанса и Qts определились на раз-два. а вот с индуктивностями было плохо, очень большой разброс.
плюс ко всему, там по схеме нужен полноценный линейный стерео вход, аля компаратор. на один канал «чистый» сигнал, на другой «грязный» ч/з измеряемый объект. в телефоне только один моно вход, но видимо как то выкрутились.
теоретический можно использовать софт и самому собрать так называемый «адаптер»))) только эталонный резистор придется подбирать методом тыка.

еще нашел схему такого http://eldigi.ru/articles/izmeritel_emkosti_i_induktivnosti измерителя, и суда по тому, что по ней уже довольно приличное собралось комньюнити, подводных камней быть не должно. что понравилось, что входной сигнал задается МК и МК снимает выходной. то есть все в одном флаконе.
думаю попробовать собрать ради эксперимента.

Жаль, но уже пишет: Данный интернет сайт временно заблокирован

Читать еще:  Лада 2108 SMG Sаныч motors Garag

_________________
На письма в ЛС не люблю отвечать.

Всем привет, заинтересовался данной идеей

подскажите кто в теме что там может быть в этом датчике?

Добавлено after 3 minutes 59 seconds:

конечно, но разброс в итогах измерений с учетом сборки на коленке очень недурственен получился. если верить видео.

Есть несколько вариантов.

1. Питаем RC-цепь напряжением звуковой частоты, меряем напряжение на катушке, считаем индуктивность и из нее зазор.
2. Внутри стоит измеритель на МК, а через аудиоразъем передаются только данные. Питать его можно выпрямленным напряжением с каналов L/R. Либо просто поставить внутри батарейку типоразмера «ААА».

на их же сайте висит фотка, на ней видна фабричная индуктивность.

питания не видно, идея с мк под вопросом, тк помимо питания ему требуется какая никакая обвязка, хотя бы тот же кварц.

через изоленту вроде бы просвечивают провода и пара резисторов. кстати, нашел и объявления о продаже такого шнурка) цена смешная. значит и начинка должна быть наипроистейшая.

если учитывать, что там обычная индуктивность, соответственно и контур один. значит измерение методом вихревых токов тоже вроде как отпадает.

как вариант, подаем на катушку синус известной амплитуды, и одновременно измеряем падение напряжение на ней. ч/з изменение индуктивного сопротивления изменяется падение. хм, неужели изменяется так сильно?
просто пока мои скромные опыты показывали очень незначительное изменение. хотя с именно с такой индуктивностью(10×10) , как на фото, не пробовал

Провод как я понял это обычный удлинитель наушников 3.5 которые на Али по два бакса

сам датчик тоже понятно, вот что под изолентой и есть ли там чтото

_________________
10% с каждой покупки на Алиэкспресс:

Толщиномер своими руками

Краткое описание датчика холла SSH

Вариант на катушке (от радиоточки, по словам автора).

ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОЛЩИНЫ НЕМАГНИТНОГО ПОКРЫТИЯ СТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
При работах, связанных с нанесением защитного покрытия на стальные поверхности, часто возникает необходимость определения толщины слоя. Несмотря на кажущуюся сложность, определить это можно несколькими простыми способами. В промышленных приборах для этого обычно применяют ультразвуковые толщиномеры, которые работают на принципе эхо – локации. К защитному слою прикладывается датчик, представляющий собой пьезоэлектрический преобразователь, на который подаются пачки ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой сигнал проходит через защитное покрытие и отражается от металлической поверхности. Отражённый сигнал улавливается датчиком, усиливается и подаётся на фазовый детектор, который сравнивает фазу посланного и отражённого сигнала, а затем выдаёт сигнал, пропорциональный времени запаздывания, а значит и толщине покрытия. Этот способ достаточно точен, но очень сложен для самостоятельной реализации. Более простые устройства можно изготовить на базе ёмкостных или индуктивных датчиков. Погрешности измерения у этих устройств гораздо выше, чем у ультразвуковых измерителей, но в большинстве случаев это не принципиально. Если покрытие лакокрасочное, то можно воспользоваться ёмкостным датчиком, который представляет собой две небольшие металлические пластины, приклеенные к диэлектрическому основанию и прижимаемые к поверхности слоя. Между пластинами измеряется ёмкость, которая зависит от диэлектрической проницаемости покрытия и от его толщины. Прибор необходимо калибровать для каждого вида лакокрасочного покрытия. Более удобны индуктивные датчики. Датчик представляет собой миниатюрный Ш – образный трансформатор, собранный с одной стороны катушки, без замыкающих пластин. Если открытой стороной прижать его к металлической поверхности, то в зависимости от толщины немагнитного зазора, образовываемого защитным покрытием, изменяется индуктивность катушки. Один из способов измерения заключается в том, что катушку включают в качестве индуктивности LC — генератора низкой частоты. Далее сигнал подаётся на частотный детектор, а затем на устройство индикации. Способ хорош, но достаточно сложен. Схема более простого устройства, но достаточно точного приведена ниже:

Устройство представляет собой генератор стабильной частоты и амплитуды, последовательно с выходом которого включается индуктивный датчик, сопротивление которого пропорционально квадратному корню от индуктивности. Напряжение после датчика детектируется, нормализуется и подаётся на устройство индикации. Для индикации можно применить небольшой стрелочный индикатор, заново отградуировав его шкалу, но более удобной является светодиодная индикация. В предлагаемом приборе в качестве датчика используется трансформатор от абонентского громкоговорителя ( радиоточки ). Трансформатор собран с одной стороны, без замыкающих пластин, и залит эпоксидной смолой вместе с остальными элементами, в небольшом корпусе. Рабочая поверхность датчика зашлифована до блеска металла. Достоинства прибора — его небольшие габариты и возможность измерять толщину любых немагнитных покрытий, даже электропроводных, например толщину алюминиевого напыления или медного гальванического покрытия на стальной поверхности. Прибор калибруется с помощью немагнитных пластин известной толщины. В схеме можно применить любые низковольтные операционные усилители с малым потреблением тока. У выбранных типов ОУ сопротивления резисторов между выводами 4 и 8 задают потребляемый ток и составляют 1 . 1,5 М. Можно использовать сдвоенные ОУ, например LM358 или аналогичные. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К561ЛЕ5 или любые инверторные логические элементы. Если требуется повысить точность аналого — цифрового преобразователя — вместо цифровой микросхемы можно применить счетверённый компаратор LM339. Ещё более упростить схему можно применив микросхему A277 (К1003ПП1) для линейной световой индикации, правда возрастёт потребляемый ток. В этом случае микросхемы К561ЛА7 и КР1533ИД3 вместе с резисторами обвязки не понадобятся — вход микросхемы подключается на выход второго ОУ. Таймер NE555N (КР1006ВИ1) в схеме используется не только как генератор стабильной частоты для датчика, но и как инвертор отрицательной полярности для получения напряжения -2 В, необходимого для нормальной работы ОУ. Правильно собранная схема начинает работать сразу — остаётся только индивидуально откалибровать светодиодную линейку индикации подстроечных резисторов и немагнитных пластин известной толщины.

Так же имеется пара замечательных кусков от списанной аппаратуры в виде:

КР572ПВ2

с обвязкой, кроме питания (+-5в)

и КР572ПВ5 с чудным экраном на котором есть всё для мультиметра (V,A,Hz,Ом, кило,мили и т.д.)

Толщиномер своими руками

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.

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

Как работает схема устройства

Измерительная катушка 11 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, зто 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. О на входах DD1.3. Из импульсов выделяется постоянная составляющая цепочкой R7, С10 и при достижении напряжения открывания VT2 и VD2 загорится све-тодиод 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).

Читать еще:  Сколько зубьев на редукторах ВАЗовской классики

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).

Измеритель толщины лакокрасочных покрытий (схема)

В данной статье расскажем про измеритель толщины лакокрасочных покрытий (схема).

Продавал я как-то свой автомобиль, а чтобы не затягивать процесс продажи надолго, я не заморачивался с определением цены, за которую его продам. Я прошёлся по авторынку, узнал по чём продают аналогичные модели автомобилей, после чего, вычел из «максимума» стоимость устранения основных, явно заметных недостатков и менее чем через час автомобиль был продан. Одним из недостатков было наличие небольшой вмятины на левом переднем крыле, мелкие царапины на капоте. Позже я узнал, что покупатель профессионально занимается кузовными работами. Он устранил «кузовные» недостатки и ровно через неделю продал мой бывший автомобиль, дополнительно заработав тысячу заокеанских рублей. Когда я спросил его, что он сделал с крылом, он ответил, что не морочился, а наложил полусантиметровый слой шпаклевки. Как известно, толстый слой шпаклевки имеет свойство рассыхаться и отлетать. Впоследствии, его покупатели явно «влетели в копеечку».

Для исключения подобных неприятностей, которые Вам могут устроить предприимчивые перекупщики автомобилей, когда у Вас возникнет необходимость купить «железного коня» и предназначена эта статья.

Описанный прибор актуален, когда при исследовании состояния кузова автомобиля нередко возникает необходимость измерения толщины лакокрасочного покрытия. Прибор позволяет контролировать толщину лакокрасочного покрытия, нанесенного на любые изделия из черного металла.

При измерении толщины покрытия прибор прикладывают к контролируемой поверхности, нажимают на кнопку, слегка покачивая и поворачивая прибор, добиваются максимального отклонения стрелки и считывают значение толщины. Толщина покрытия кузовов автомобилей обычной краской находится в пределах 0,15…0,3 мм, а краской «металлик» — от 0,25 до 0,35 мм. Если толщина окажется больше, то будьте осторожны при покупке такого автомобиля, могут появиться не преднамеренные расходы.

Измеритель толщины лакокрасочных покрытий построен по простой схеме, обеспечивает приемлемую точность измерения, а главное компактность и «мобильность» позволяет использовать его на автомобильном рынке, при выборе автомобиля.

Принципиальная схема измерителя толщины лакокрасочных покрытий представлена на рисунке ниже.

Основа схемы взята из одного из популярных журналов. Автор устройства — Ю.Пушкарев. При изучении его схемы, технических недочётов я сначала не нашёл, но после сборки и проверки очередной раз понял, почему у начинающего радиолюбителя пропадает желание становиться радиолюбителем. Я устранил в схеме недостатки, после чего прибор реально заработал так, как это надо.

Устройство питается от батареи «Крона», потребляемый ток не превышает 35 мА, работоспособность прибора сохраняется при снижении напряжения батареи до 7 В. Рабочий температурный интервал — от +10 до +30 С. Прибор собран в пластмассовой коробке размерами 120x40x30 мм.

Задающий генератор, собранный на таймере DD1 (см. схему на рис. 1), вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 300 Гц и скважностью 2. Интегрирующая цепочка R3C2 преобразует прямоугольные импульсы в синусоиду, что позволяет повысить точность измерения. Регулятором уровня сигнала — подстроечным резистором R5 — устанавливают оптимальный режим измерительного трансформатора Т1. Амплитуда сигнала на выходе УЗЧ DA1 примерно 0,5 В.

Ш-образные пластины измерительного трансформатора собраны встык, однако без пакета замыкающих пластин. Роль магнитного замыкателя здесь играет металлическая основа, на которую нанесено исследуемое лакокрасочное покрытие. Чем оно толще, тем больше немагнитный зазор в магнитопроводе измерительного трансформатора. Большему зазору соответствует меньшая связь между обмотками, следовательно, меньшее напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Цепь R6C4 — дополнительный фильтр, устраняющий ВЧ составляющие сигнала. Конденсаторы С5 и С7 — разделительные.

Микроамперметр РА1 показывает выпрямленный диодом VD1 ток вторичной обмотки трансформатора. Стабилизатор напряжения DA2 позволяет сохранять стабильность коэффициента усиления УЗЧ DA1 при изменении степени разряженности батареи питания GB1. Резистор R8 и кнопочный переключатель SB2 позволяют периодически проверять напряжение батареи. Измерение проводят при нажатой кнопке SB1.

Транзисторный каскад VT1R9R10R11 предназначен для подачи начального смещения — создания порога, запирающего диод VD1. Благодаря ему, стрелка микроамперметра отклоняется только при наличии в поле измерительного трансформатора магнитного замыкателя. Это необходимо для установки максимально-измеряемой толщины и увеличивает точность измерения. При указанных номиналах резисторов, пределы измеряемой толщины от 0 до 2,5 мм. Точность измерения при толщине от 0 до 1,0 мм — ±0,05 мм, а от 1,0 до 2,5 мм — ±0.25 мм. Для уменьшения пределов измерения от 0 до 0,8 мм, а следовательно и увеличения точности измерения, резистор R10 увеличивают до 3,9 кОм. Это позволяет поднять порог отпирания диода VD1, и «растягивает» шкалу.

Детали прибора размещены на печатной плате (рис.), выполненной из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм. Транзисторный каскад VT1R9R10R11 изначально отсутствовал и появился лишь в ходе доработки. Под него место на плате не предусматривалось, поэтому каскад собран навесным монтажом.

Все постоянные резисторы — МЛТ-0,125, подстроечные — СПЗ-276. Конденсаторы С1, С2, С4 — КМ-6 (или К10-17, К10-23), конденсаторы СЗ, С5, С6 — К50-35. Микроамперметром РА1 служит указатель уровня записи от магнитофона «Электроника-321» (сопротивление рамки 530 Ом, ток полного отклонения стрелки — 160 мкА).

Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш5Х6 (использован выходной или согласующий трансформатор от карманных приемников), первичная обмотка содержит 200 витков провода ПЭЛ 0,15, вторичная — 450 витков такого же провода. Потребуются только Ш-образные пластины. Их при сборке смазывают эпоксидным клеем, после высыхания клея торцы пакета выравнивают бархатным напильником. Трансформатор вклеивают изнутри в прямоугольное отверстие в коробке прибора так, чтобы рабочие торцы магнитопровода выступали за пределы коробки на 1…3 мм.

Таймер КР1006ВИ1 можно заменить на LM555, а стабилизатор КР1157ЕН502А — на 78L05, КР142ЕН5А (L7805V). Лучше использовать 78S05, который изготавливается в маленьком корпусе, имеет меньшую выходную мощность, но ведь большой и не надо. В качестве диференциального усилителя DA1, используется микросхема KIA LM386-1.

Для налаживания устройства устанавливают движок резистора R7 в среднее положение. Трансформатор рабочим торцом магнитопровода прикладывают к плоской чистой поверхности стального листа и резистором R5 переводят стрелку на конечное деление шкалы микроамперметра РА1. После этого, прокладывая между трансформатором и металлической поверхностью листы бумаги толщиной 0,1 мм (плотностью 80 г/м2), калибруют прибор. Это обыкновенная «офисная» бумага формата А4, продающаяся в стандартных пачках и где только не используемая. Для калибровки прибора, его корпус аккуратно разбирают, подкладывают под стрелку миллиметровку, на которой в ходе калибровки помечают значения показаний. После этого, в графическом редакторе рисуют шкалу, которую отпечатав на цветном принтере приклеивают внутри прибора, после чего прибор собирают.

Резистор R8 подбирают так, чтобы со свежей батареей питания при нажатии на обе кнопки SB1 и SB2 стрелка микроамперметра отклонялась до конечного деления шкалы. Подключив к прибору разряженную до 7 В батарею, повторяют измерение на шкале микроамперметра и делают отметку, соответствующую разряженной батарее. Можно и по другому — подключите последовательно «Кроне» обыкновенную пальчиковую батарейку, изменив полярность на противоположную. К разнице показаний с пальчиковой батарейкой и без неё, добавьте ещё четверть, это и будет предельное значение разряда. Не забудьте отобразить это значение на шкале. Я поделил норму, от разряженного состояния двумя цветами — зелёным и красным участком шкалы.

P.S. : При пользовании прибором в условиях низкой температуры окружающей среды целесообразно держать его во внутреннем кармане одежды, вынимая непосредственно перед измерением.
В своем измерителе за отсутствием меньшего, я использовал трансформатор с сердечником Ш8Х8, а увеличение массы магнитопровода, повлекло необходимость снижения частоты генератора. Для этого я увеличил номинал С1 до 47 нФ. Прибор показал превосходную работоспособность.

Не используйте для калибровки прибора материалы из сплавов металлов. Я сначала использовал плоскость штангенциркуля, а он, хоть и железный, но содержит примеси немагнитных металлов, на которые прибор вообще не реагирует.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector