Устройство для измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитных основаниях либо толщины плоских изделий из немагнитных материалов.
Из предыдущего уровня техники известно устройство для измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании по патенту на полезную модель №155836, содержащее электромагнитный датчик, выход которого оснащен разъемом 4 ро1е 3,5 jack (TRRS) для подсоединения к телефону мобильной связи, логическая структура аудио-цепи которого снабжена программой отслеживания частоты резонанса контура датчика. Датчик содержит последовательный резонансный контур в виде катушки индуктивности, емкости и первого резистора, вывод которого соединен с выводом AUDIO разъема, а также согласующие с аудио-цепью телефона диод, второй и третий резисторы; общая точка выводов первого резистора и емкости соединена с первым выводом второго резистора, другой вывод которого соединен в катодом диода, анод которого соединен с выводом MIC разъема; один из выводов третьего резистора соединен с анодом диода, а другой - со свободным выводом катушки индуктивности и с выводом GND разъема.
Недостатком прототипа является то, что его датчик функционально не совместим с целым рядом смартфонов, аудио-канал которых привязывается к потенциалу земли GND в режиме ожидания, т.е. в момент тестирования подключаемой гарнитуры на совместимость. Из-за возникающей дополнительной утечки тестирующего тока по цепи датчика от канала MIC телефона на разъем AUDIO в режиме ожидания, операционная система телефона распознает датчик как гарнитуру, функционально непригодную для измерений.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание датчика, адаптированного к работе со смартфонами разного исполнения по каналу AUDIO.
Решение данной задачи достигается за счет того, что устройство для измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании содержит смартфон, обеспеченный гнездом под разъем TRRS, с записанной в его память программой определения и индикации искомой величины измерения, электромагнитный датчик в отдельном от телефона корпусе которого размещен параллельный колебательный контур в составе конденсаторного делителя из первой и второй емкостей и катушки индуктивности, а также первый резистор, через который один вывод колебательного контура соединен с выводом AUDIO разъема, а другой - с выводом GND разъема, второй резистор, через который общая точка выводов емкостей соединена с выводом MIC разъема, который через третий резистор соединен с выводом GND разъема.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является исключение тока утечки в аудио-цепь в режиме ожидания, что приводит к совместимости устройства с телефонами разных моделей.
Устройство поясняется эскизом.
1
2
1
3
2
1
2
В диэлектрическом корпусе (не показан) установлены катушка индуктивности L, параллельно обмотке которой подключен конденсаторный делитель из емкостей C и С, что образует параллельный колебательный контур, который одним выводом через первый резистор R соединен с выводом AUDIO разъема TRRS, а другим выводом - с выводом GND этого разъема и через третий резистор R - с выводом MIC разъема, который, в свою очередь, через второй резистор R соединен с общей точкой выводов емкостей С и С. Выводы AUDIO, MIC и GND соответствуют выводам LEFT, MIC и GROUND разъема 3,5 jack по стандарту CTIA соответственно. Исследуемый объект 1 - немагнитное покрытие или тонкопленочное изделие на ферромагнитном основании (подложке) 2.
Работает устройство следующим образом.
2
1
2
В исходном состоянии смартфон и датчик не соединены. Для функционирования устройства штекер датчика вставляют в соответствующее гнездо смартфона и запускают программу измерения. Датчик устанавливают нижним торцом на исследуемый объект 1 - немагнитное покрытие металла или пленочное немагнитное изделие, плотно лежащее на ферромагнитной подложке 2. Под управлением программы смартфон генерирует через вывод AUDIO разъема модулированный сигнал в схему датчика и принимает через вывод MIC обратный сигнал, который снимается с точки соединение резистора R с общей точкой соединения выводов емкостей С и С. Этот обратный сигнал представляет собой синусоиду, максимальная величина амплитуды которой наблюдается на частоте резонанса колебательного контура. Частота резонанса определяется параметрами L и С контура, и поскольку параметр С контура остается неизменным, изменяющим частоту резонанса фактором является параметр L, т.е. фактор расстояния между торцом датчика и ферромагнитным основанием покрытия - искомая величина измерения; она индицируется на дисплей телефона.