автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Измерение магнитных характеристик материалов вакуумных коммутирующих устройств

На правах рукописи

НШКОВ Антон Сергеевич

ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ВАКУУМНЫХ КОММУТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Специальность 05.11,01 — Приборы н методы измерении (электрические и магнитные величины)

Автореферат диссертации на сонскание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2006

Работа выполнена на кафедрах «Информационно-измерительная техника» и «Радиотехника и радиоэлектронные системы» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет».

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Чураков П. П.

Официальные оппоненты: доктор технических, наук, профессор

Мясннкова Н. В.;

доктор технических наук, профессор Свистунов Б. Л.

Ведущая организация - Ф1"УП «Научно-исследовательский

институт физических измерений» (ФГУП «НИИФИ», г. Пенза).

. Защита диссертации состоится 25 декабря 2006 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.02 государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» и на сайте www.pnzgu.ru.

Автореферат разослан 24 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор {3&1 Светлов А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вакуумные коммутирующие устройства (ВКУ) являются изделиями специального назначения й широко используются в радиотехнических объектах в качестве коммутирующих элементов. Практически все ВКУ содержат в своем составе магнитную систему в виде магнитопровода. Магнитная система является одним из наиболее важных элементов конструкции ВКУ и предназначена для преобразования электромагнитной энергии в механическое усилие и перемещение подвижного контакта ВКУ.

Основные коммутационные параметры и надежность ВКУ зависят от магнитных и, в меньшей степени, от физико-механических свойств используемой в магнитопроводе электротехнической стали. Несоответствие магнитных характеристик и параметров электротехнической стали требованиям, указанным в нормативной документации, приводит к браку при производстве ВКУ, что влечет за собой значительные финансовые потери.

Магнитные характеристики электротехнической стали при входном и технологическом контроле зачастую измеряются морально устаревшими средствами измерений (СИ) с низкой степенью автоматизации, которые не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к СИ при исследованиях магнитных свойств стали, либо по числу измеряемых магнитных характеристик и параметров, либо по диапазону измерений, форме и размерам исследуемых образцов, по быстродействию, по точности и т. д. В связи е ужесточением требований к качеству ВКУ возникла необходимость повышения точности измерений магнитных характеристик стали и увеличения объема информации о ее свойствах. Эту задачу можно решить путем разработки и внедрения в производство автоматизированных, многофункциональных, быстродействующих и высокоточных СИ, основанных на использовании современных достижений микроэлектроники и вычислительной техники.

Наиболее значимые результаты в создании теории и практики данного научного направления получены коллективами под руководством Антонова В. Г., Кифера И, И., Клюева В. В., Ломтева Е. А., Чечерникова В. И., Чечуриной Е. Н., Шатерникова В. Е. и др.

Актуальность решения поставленных вопросов н обусловила написание данной работы.

Целью диссертационной работы является разработка способов и обладающих повышенной точностью и быстродействием многофункциональных СИ магнтных характеристик электротехнической стали.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие основные задачи:

1) анализ объекта исследования, выбор информативных параметров и определение требований к точности средств измерений магнитных характеристик;

2) анализ и систематизация методов измерений магнитных характеристик электротехнической стали с целью выявления и развития наиболее перспективного метода;

3) разработка алгоритмов измерений магнитных характеристик электротехнической стали;

4) разработка конструкции и моделирование работы измерительных преобразователей магнитных величин, расчет технических параметров и выбор способа обработки измерительного сигнала;

5) теоретическое обоснование технических решений основных узлов разрабатываемого СИ, обеспечивающих требуемые эксплуатационные параметры и метрологические характеристики;

6) метрологический анализ и техническая реализация автоматизированного средства измерений магнитных характеристик.

Методы исследований базируются на положениях теории электрических цепей, теории погрешностей, теории вероятностей и математической статистики, математического анализа. Теоретические исследования проводились с использованием сред моделирования MathCAD и Excel.

Научная новизна.

1 Обоснованы перспективность и дальнейшее развитие индукци-онно-импульсного метода, позволяющего измерять магнитные характеристики с коммутационным и ступенчатым режимами изменения магиитного поля,

2 Предложена методика определения необходимого количества точек аппроксимации для построения статической петли гистерезиса с заданной достоверностью на основе метода получения устойчивых оценок Вальда или Барлетта и критерия достоверности Фишера.

3 Для прямолинейных и кольцевых образцов электротехнической стали получено уравнение связи между коэрцитивной силой и напряженностью магнитного поля, соответствующей индукции технического насыщения. Уравнение связи позволяет получить предельную петлю гистерезиса без проведения дополнительных измерений.

4 Разработаны алгоритмы автоматизированного измерения магнитных характеристик и автоматизированная измерительная установка, реализующая эти алгоритмы.

Практическая значимость.

1 Использование разработанных измерительных преобразователей магнитных величин позволяет автоматизировать процесс измерений магнитных характеристик стали и повысить его точность.

2 Разработана и внедрена в технологический процесс изготовления вакуумных коммутирующих устройств методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик электротехнической стали.

3 На основе разработанных алгоритмов измерений магнитных характеристик и предложенных технических решений разработана автоматизированная измерительная установка, позволяющая измерять магнитные характеристики электротехнической стали и контролировать ее физико-механические свойства.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическое воплощение в разработанной методике выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик электротехнической стали, согласованной с представительством заказчика Министерства обороны Российской Федерации, и в установке МИУ-1 для измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

Измерительная установка МИУ-1 внедрена в технологический процесс изготовления ВКУ в ФГУП «НИИ электронно-механических приборов», применяется для измерений магнитных характеристик трансформаторной стали в ЗАО «Пензенская горэлектросет^», для исследований магнитных свойств аморфного магнитомягкого микропровода в ООО «НПП Вичел», внедрена в процесс обучения студентов по специальности «Электрические и электронные аппараты» Пензенского государственного университета.

На защиту выносятся:

1 Алгоритмы процесса автоматизирован но го измерения магнитных характеристик электротехнической стали для образцов прямолинейной и кольцевой форм.

2 Методика определения количества точек аппроксимации для построения статической петли гистерезиса, позволяющая на основе метода получения устойчивых оценок Вальда или Барлетта оптимизировать процесс интерполяции зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля.

3 Комплекс рекомендаций по исполнению измерительных преобразователей для исследований образцов электротехнической стали, в максимальной степени адаптированных к решению измерительных задач, типичных для данного класса магнитных материалов.

4.Уравнение связи между коэрцитивной силой электротехнической стади и напряженностью поля, соответствующей индукции технического насыщенна, позволяющее получить предельную петлю гистерезиса без проведения дополнительных измерений.

5 Способ определения магнитных и физико-механических свойств миниатюрных образцов электротехнической стали со сложной геометрической формой на основе индукционного метода.

Апробации работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на XXII научно-технической конференции «Наукоемкие проекты и высокие технологии производству XXI века» (Пенза, 2003); Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2004); Международной научно-технической конференции «Высокочистые материалы функционального назначения» (Суздаль, 2004); Международной научно-технической конференции «Материалы для пассивных радиоэлектронных компонентов» (Пенза, 2005); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2006); III Международной научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (Пенза, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 печатные работы в журналах, рекомендуемых ВАК, 5 печатных работ без соавторов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основ-

ной текст изложен на 167 листах. Список литературы включает 94 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены основная цель и задачи исследований, раскрыты научная новизна и практическая ценность.

В первой главе проводится анализ задач измерений магнитных характеристик материалов магнитных систем ВКУ.

Приведена краткая характеристика ВКУ, рассмотрены требования, предъявляемые к материалам их магнитных систем. Определен объект исследования - используемая для изготовления магнитных систем ВКУ калиброванная электротехническая сталь марок 20860ВД, 10880,20895 и др., которая по своим магнитным свойствам относится к классу магнитомягких материалов.

Магнитные свойства электротехнической стали влияют на коммутационные параметры, чувствительность, надежность ВКУ и характеризуются высокими значениями магнитной проницаемости (от 3,8 до 6,3 мГн/м) и индукции насыщения (от 0,7 до 2,5 Тл), низкими значениями коэрцитивной силы (от 60 до 100 А/м).

На основе проведенного анализа магнитных свойств электротехнической стали и рассмотренных физических характеристик магнитных материалов установлено, что исследование магнитных свойств стали следует проводить при воздействии постоянного магнитного поля и измерять статические магнитные характеристики (СМХ) путем определения основной кривой намагничивания и предельной симметричной петли гистерезиса.

Проведены анализ и систематизация физических эффектов и основанных на них методов измерений магнитных характеристик по схеме: магнитная характеристика - физический эффект - измеряемая физическая величина - средства измерений. Предложенная систематизация показала, что наиболее перспективным методом для создания СИ магнитных характеристик является индукционный метод.

С целью выбора измерительных преобразователей (ИП), обеспечивающих практическую реализацию индукционного метода, проведен аналитический обзор различных типов и конструкций ИП маг-

нитных величин. В результате определены тип и конструкция ИП -генераторный индукционный пассивный ИП проходного типа.

Проведенный анализ современного состояния средств измерений магнитных характеристик материалов показал, что имеющиеся СИ предназначены либо для измерения характеристик только магнитного поля, либо для измерения отдельных магнитных параметров материалов, таких, как коэрцитивная сила, остаточная индукция и др. Измерительные установки, позволяющие определить петлю гистерезиса, либо включают в себя морально устаревшие приборы с низкой степенью автоматизации, либо предназначены для исследования только образцов с коэрцитивной силой от 150 А/м и имеют относительную погрешность измерений более ± 5 %.

Обоснована необходимость разработки многофункционального автоматизированного СИ магнитных характеристик, которое должно быть построено с использованием современных компьютерных технологий обработки информации.

Вторая глава посвящена исследованию и развитию ицдукцион-ного метода измерения статических магнитных характеристик.

Проведено теоретическое обоснование возможности использования индукционного метода измерения СМХ со ступенчатым и коммутационным режимами изменения магнитного поля (индукционно-импульсный метод). Сформулирован вывод о том, что измерение СМХ следует проводить на кольцевых или прямолинейных образцах электротехнической стали. Кольцевые образцы должны быть изготовлены из листовых и ленточных заготовок в виде пакета или из массивной заготовки в виде торонда. Прямолинейные образцы должны быть в виде прутка круглого или прямоугольного сечения или в виде пакета, набранного из полос стали.

Для ступенчатого и коммутационного режимов разработаны алгоритмы определения основной кривой намагничивания н петли гистерезиса и вычисления на их основе магнитных параметров, характеризующих магнитные свойства материалов магнитных систем ВКУ.

Ступенчатый режим для основной кривой намагничивания заключается в измерении приращений магнитного потока при последовательном дискретном изменении намагничивающего тока от нуля до значения напряженности поля +HSi соответствующей индукции технического насыщения. При построении петли гистерезиса проис-

ходит измерение приращений магнитного потока при ступенчатом изменении тока от значения напряженности поля +Н1 до значения напряженности

Построение основной кривой намагничивания в коммутационном режиме заключается в измерении приращений магнитного потока при изменении напряженности поля от какого-либо значения +Н, до значения при десятикратном изменении направления намагничивающего тока. Построение петли гистерезиса происходит путем измерения приращений магнитного потока при изменении напряженности поля от какого-либо установленного значения +Н, до значения напряженности Разработанные алгоритмы положены в основу программного обеспечения созданного средства измерений - измерительной установки (ИУ) МИУ-1.

С целью подтверждения теоретических выводов и апробации предложенных алгоритмов измерений с помощью макета измерительной установки проведены экспериментальные исследования магнитных свойств электротехнической стали. В результате были измерены СМХ в коммутационном и ступенчатом режимах и на их основе определены магнитные параметры электротехнической стали с погрешностью не более ± 5 %.

Для получения предельной петли гистерезиса необходимо, чтобы максимальная напряженность магнитного поля Нтхк в ИП была не меньше напряженности Нг. Однако перед проведением измерений значение Я, неизвестно. Автором проведены исследования, направленные на получение уравнения связи между напряженностью М и коэрцитивной силой Нс для разных марок электротехнической стали: Н3 = к Нс. Экспериментально установлено, что коэффициент пропорциональности к для кольцевых образцов основных марок электротехнической стали равен 30, для прямолинейных образцов 200:

Процесс измерений в соответствии с разработанными алгоритмами предполагает значительное количество коммутаций магнитного поля. Перемагничивание является инерционным процессом, поэтому в работе проведен расчет длительности Дг переходного процесса пе-ремагничивания образцов стали:

Л АЯ

Ы ---

шах

О)

где Л„, Ь„ - активное сопротивление и индуктивность намагничивающей цепи; V - объем образца; ЛЯ, ДВл — значения магнитной индукции и напряженности магнитного поля по гнстерезисному циклу соответственно; Ка — постоянная намагничивающей обмотки, определяемая геометрическими размерами ИП, м

На рисунке 1 представлен закон нарастания напряженности магнитного поля в магнитном материале.

Закон роста напряженности магнитного поля близок к экспоненциальному, что объясняется инерционными процессами смещения и вращения доменной структуры материала. На рисунке I видно, что длительность воздействия магнитным полем и время измерения приращения магнитного потока после каждого изменения напряженности поля не должны быть менее 2,5 мс, т. е. времени, в течение которого в образце установится новое статическое магнитное состояние.

С целью уменьшения времени измерений для кольцевых образцов электротехнической стали предложено использовать коммутационный режим изменения магнитного поля, а для прямолинейных образцов - ступенчатый режим.

Третья глава посвящена решению задачи разработки аппаратной и программной частей ИУ.

Разработана обобщенная структурная схема ИУ, основными узлами которой являются ИП и электронный блок (рисунок 2).

Принцип работы ИУ заключается в создании в ИП магнитного поля с заданной напряженностью и измерении магнитной индукции посредством коммутации намагничивающего поля. ИУ обеспечивает определение основной кривой намагничивания и статической петли гистерезиса и вычисление их параметров, таких, как индукция технического насыщения, начальная и максимальная магнитные проницаемости, остаточная индукция, коэрцитивная сила, коэффициенты прямоуголыюсти и квадратности петли гистерезиса и др.

Рисунок 1

Рисунок 2

Дня однослойных и многослойных прямолинейных образцов круглого сечения разработан ИП, состоящий из многослойного намагничивающего соленоида и помещенной внутрь него измерительной катушки.

Для исследования кольцевых образцов стали разработан ИП, представляющий собой разборную конструкцию, состоящую из двух частей (рисунок 3). Часть I представляет собой основание и является входной частью (вилка), часть II - является ответной частью (розетка). На обеих частях ИП находятся две обмотки: намагничивающая 1 и измерительная 2, смонтированные на диэлектрическом каркасе 4. Между витками измерительной обмотки помещается кольцевой образец стали 3. Витками обмотки являются контакты штырькового разъема, электрическое соединение которых осуществляется способом печагшого монтажа. При соединении частей I и II происходит замыкание соответствующих контактов, в результате чего образуются две тороидальные обмотки: намагничивающая и измерительная.

ИП должны создавать магнитное поле с напряженностью Н„ позволяющей получить предельную петлю гистерезиса, а также обеспечивать однородность намагничивания всего объема образца и выполнения ряда других требований. С этой целью проведено моделирование работы каждого разработанного ИП в программной среде Ма^САО.

Для создания напряженности поля Н3 в намагничивающую обмотку соленоида необходимо подать ток Д

(2)

где N - коэффициент размагничивания, определяемый геометрической формой исследуемого образца стали; В, — индукция технического насыщения; ро — магнитная постоянная; /с - длина соленоида; Г] -внутренний радиус намагничивающей обмотки; п — число слоев обмотки; ¿/-диаметр обмоточного провода.

Выражение для тока Л в ИП для кольцевых образцов имеет вид

л-

(п"-1.М*)(1п(|*) -¡«(Ц"))'

(3)

где гЛ гг — внутренний и наружный радиусы намагничивающей обмотки, соответственно; ¿4 - диаметр контактов.

Из выражения (2) получены зависимости тока Д от диаметра провода намагничивающей обмотки <1 соленоида и количества ее слоев п при исследовании прямолинейных образцов (рисунок 4). На рисунке 5 представлены зависимости тока Д от радиуса намагничивающей обмотки Г]" н диаметра контактов при исследовании кольцевых образцов, полученные согласно выражению (3).

Рисунок 4

Л, А

Л-ю\м

Во избежание возникновения существенной дополнительной погрешности из-за перегрева обмотки соленоида расчетные значения тока не должны приводить к выделению мощности Р, превышающей значения допускаемой мощности теплового рассеяния Рдо„:

Люл =500[(^-П2) + 2я/с(^+п)]. (4)

На рисунке 6 показаны полученные автором зависимости выделяемой Р и допускаемой Р&оп мощностей рассеяния с поверхностей соленоида.

</, мм

Рисунок 6

Кроме ограничений по мощности, необходимо обеспечить однородность магнитного поля по всей длине образца.

Формула для расчета напряженности поля в любой точке по оси соленоида имеет вид

Н(х) =

1\У

2

(Я-

Г] +пс1+,

{И'"

ЯН ]

Графическая интерпретация выражения (5) представлена на рисунке 7.

т—I—I—I—I—I—Г

J_!_I_I_I

0,25 0,2 0,15 0,1 0.03 0 0,05 0.1 0,15 0,2 0,25 Рисунок 7

На основе этого графика установлено, что при длине соленоида /с = 0,5 м для устранения влияния краевых эффектов образец стали должен располагаться в диапазоне от — 0,1 до 0,1 м по оси относительно геометрического центра соленоида. В этом случае неоднородность магнитного поля не превышает 0,19 %,

В главе определены зависимости соотношений наружного и внутреннего радиусов кольцевых обмоток, позволяющие уменьшить неоднородность поля по сечению образца; построены диаграммы для расчета питающего напряжения; ЭДС, индуцированной в измерительной обмотке; диаграммы для расчета необходимого числа витков обмоток. На основе полученных результатов моделирования были изготовлены ИП для нескольких типоразмеров кольцевых и прямолинейных образцов.

Разработана функциональная схема блока задания тока, позволяющая реализовать предложенные алгоритмы. Схема обеспечивает работу на индуктивную нагрузку с малым значением комплексного сопротивления (менее 4 Ом) и позволяет создавать ток до 5 А. Разработана функциональная схема блока измерения магнитного потока, реализующая способ цифрового интегрирования индуцированной ЭДС на основе численного метода интегрирования, позволяющего сократить аппаратурные затраты и повысить точность измерений.

Предложена методика определения количества точек аппроксимации для построения симметричной петли гистерезиса, алгоритм которой показан на рисунке 8.

При изменении напряженности поля наблюдается изменение крутизны получаемой зависимости В(Н), т. е. изменяется влияние погрешности задания напряженности поля на погрешность измерений магнитной индукции. Поэтому необходимо проводить исследование формы петли гистерезиса на различных её участках.

На начальном этапе анализа петли гистерезиса определяется наличие точек перегиба. Для этого находятся все значения функции В = ДЯ/), для которых вторая производная этой функции равна нулю. Далее определяется, сколько раз вторая производная этой функции меняет свой знак при переходе через точки перегиба. Данное число показывает количество поддиапазонов, на которые следует разбить петлю гистерезиса. Для определения количества точек предложен метод, основанный на получении устойчивых оценок Вальда или Бартлетта, для получения которых каждый поддиапазон напряжен-ностей разбивают на два или три равных интервала и далее находят

медианы значений Н1 ( н)) в каждом из них. Затем каждый интервал еще раз делится на два или три отрезка. Процедура повторяется до тех пор, пока согласно заданному критерию не будет принято реше-

ние об окончании процесса измерений. Поскольку погрешность содержит случайную составляющую погрешности, отклонение от

среднего можно характеризовать дисперсией (Д) погрешности еш:

- —, (6)

л-1

Поскольку число измерений априорно неизвестно, необходимо выбрать такой критерий, который позволил бы принимать решения о дальнейших действиях на каэвдом шаге эксперимента, т. е. проводить последовательный анализ. В качестве такого критерия выбран критерий Фишера (F). Данный критерий позволяет сравнил, две оценки дисперсии погрешности измерений Д и Д_ь полученных при различном количестве точек, в которых осуществляются измерения, на 1-м и (-1 шагах. При использовании предложенной методики установлено, что для уровня значимости р = 0,05, при котором определяется значение достаточно провести измерения в 25 точках.

Программное обеспечение ИУ, реализующее предложенные алгоритмы измерения, написано на языке программирования С++ в среде объектно-ориентированного программирования Visual С++ 6.0 в операционной системе Windows' 98 и выше на ЭВМ, совместимых с IBM PC, с процессором Intel Pentium II и выше.

В четвертой главе проведен метрологический анализ разработанной ИУ и приводятся результаты, полученные при практическом использовании ИУ в ходе технологического процесса изготовления ВКУ и исследования миниатюрных образцов электротехнической стали.

Анализ основной погрешности ИУ проведен на основе разработанной автором функциональной модели ИУ, представленной в виде канала создания намагничивающего поля (рисунок 9,а) и канала измерений магнитного потока (рисунок 9,6), состоящих в свою очередь из совокупности элементов, каждый нз которых соответствует конкретному преобразователю.

а

б

Рисунок 9

Проведенный анализ основной погрешности выявил ее источники, что позволило подтвердить соответствие ИУ заданным метрологическим требованиям и разработать методику ее поверки.

Доказывается, что методическая погрешность, вызванная несовершенством конструктивных и электрических характеристик разработанных ИП, несущественна и ее вкладом в результирующую погрешность измерений магнитных характеристик электротехнической стали можно пренебречь.

Разработанная ИУ имеет следующие технические и метрологические характеристики:

1) диапазон задания напряженности магнитного поля от-30000 до 30000 А/м;

2) диапазон измерений магнитной индукции от 0,05 до 3 Тл;

3) пределы допускаемой основной относительной погрешности задания напряженности магнитного поля составляют ± 1,5 %; • ^

4) пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений магнитной индукции составляют ± 1,5 %,

По результатам экспериментальных исследований получена диаграмма распределения мандатного поля в пространстве вокруг ИП. В результате определены условия проведения измерений, обеспечивающие выполнение требований по электромагнитной совместимости СИ.

С целью анализа дополнительной погрешности проведены экспериментальные исследования влияния тепловой энергии, выделяемой в процессе измерений СМХ, на магнитные свойства образцов стали. Установлено, что изменение температуры как прямолинейных, так и кольцевых образцов электротехнической стали в диапазоне от 20 до 80 °С существенно не влияет на их магнитные свойства и погрешность определения петли гистерезиса не превышает заданных пределов ± 3 %.

С помощью разработанной ИУ получены зависимости, характеризующие влияние параметров процесса термообработки стали на ее коэрцитивную силу. В результате определены индивидуальные режимы отжига деталей ВКУ для каждой марки электротехнической стали.

Предложено использование разработанной ИУ для контроля на основе индукционного метода физико-механических свойств образцов электротехнической стали сложной геометрической формы. Областью применения ИУ является сортировка испытуемых образцов электротехнической стали по следующим параметрам: качество тер-

1Q

мообработки, поверхностная твердость / твердость сердцевины, глубина закалки, прочность, содержание углерода, марка стали.

При контроле физико-механических свойств какой-либо параметр материала не измеряется, при этом только фиксируется, соответствует ли данный параметр заданным или отклоняется от них. В этом случае образец стали подвергается воздействию созданного в ИП переменного магнитного поля. Индуцированная в измерительной обмотке ЭДС представляет собой несинусоидальный сигнал, который состоит из основной и высших гармоник. Сравнение амплитуды высших гармоник индуцированной ЭДС от исследуемых образцов с амплитудой высших гармоник ЭДС от. эталонных образцов и их анализ дают информацию о соответствии исследуемых свойств заданным. ИУ позволяет выборочно исследовать сердцевину или поверхность испытываемых образцов, изменяя значение частоты магнитного поля в ИП.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В приложениях к работе представлены:

1) методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик электротехнической стали;

2) сведения о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 На основе проведенного анализа методов измерений статических магнитных характеристик установлена перспективность индук-ционно-импульсного метода с коммутационным и ступенчатым режимами изменения магнитного поля.

2 Предложена и теоретически обоснована методика определения количества точек аппроксимации для построения петли гистерезиса на основе метода получения устойчивых оценок Вальда или Бартлет-та и критерия Фишера.

3 Разработаны алгоритмы измерений статических магнитных характеристик, позволяющие автоматизировать процесс и повысить точность измерений.

4 Экспериментально получены значения коэффициентов пропорциональности между напряженностью, соответствующей индукции технического насыщения, и коэрцитивной силой для образцов электротехнической стали прямолинейной и кольцевой форм.

5 Разработаны и технически реализованы измерительные преобразователи магнитных величин, определены их конструктивные и электрические параметры, удовлетворяющие необходимым технологическим и метрологическим требованиям.

6 На основе функциональной модели измерительной установки определены основные источники погрешности и разработана методика ее поверки.

7 Установлено, что изменение температуры образцов электротехнической стали в диапазоне от 20 до 80 °С, происходящее в процессе измерений, не существенно влияет на магнитные свойства исследуемых образцов.

8 Разработана и внедрена в технологический процесс изготовления вакуумных коммутирующих устройств методика выполнения измерений, позволяющая с использованием автоматизированной измерительной установки МИУ-1 проводить измерения магнитных характеристик с погрешностью не более ± 3 %, что дало возможность разработать индивидуальные режимы отжига каждой марки электротехнической стали и снизить брак в производстве вакуумных коммутирующих устройств.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях* рекомендуемых ВАК

1 Ишков А. С. Контроль магнитных параметров при изготовлении высокочастотных вакуумных устройств / А. С. Ишков, П. П. Чураков Я Контроль. Диагностика. - 2006. - № 3. - С. 17-19.

2 Ишков А. С. Измерительно-вычислительный комплекс для исследования магнитных характеристик электротехнической стали / А. С. Ишков, Л. Н. Литвинов // Датчики и системы. - 2006. - № 4. -С.14-17.

Публикации в других изданиях

3 Ишков А. С. Проблемы контроля стальных деталей электровакуумных переключателей / А. С. Ишков, В. А. Баранов // Сборник докладов XXII научно-технической конференции молодых специалистов НИИФИ «Наукоемкие проекты и высокие технологии производству XXI века». - Пенза, 2003. - С. 68.

4 Ишков А. С. Установка для контроля магнитных характеристик электротехнической стали / А. С. Ишков, П. П. Чураков // Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах». - Пенза, 2004. -С. 130-132.

5 Ишков А. С. Измерение магнитных характеристик магнитомяг-ких материалов // Труды Международной научно-технической конференции «Материалы для пассивных радиоэлектронных компонентов». - Пенза, 2005. - С. 277-281.

6 Ишков А. С. Материалы для высокочастотных вакуумных переключателей / А. С. Ишков, В. П. Буц, Т. П. Каминская, В. Г. Недорезов // Информационно-аналитический бюллетень «Горный». — М.: Изд-во МГГУ. - 2005. - С. 73-80.

7 Ишков А. С. Применение магнитоивдукционного метода для построения средств контроля ферромагнитных материалов // Информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза, 2005. - Вып. 30. - С. 8-16.

8 Ишков А. С. Метрологическое обеспечение измерительной установки для исследования магнитных характеристик электротехнической стали И Труды Международного Симпозиума «Надежность н качество».- Пенза, 2006. - Т. 2. - С. 61—63.

9 Ишков А. С. Методика выбора точек при определении петли гистерезиса в системах измерений магнитных параметров стали // Сборник докладов III Международной научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем». -Пенза, 2006. - С. 206-211:

10 Ишков А. С. Вопросы метрологического обеспечения вакуумной термообработки электротехнической стали // Сборник докладов III Международной научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем». — Пенза, 2006. — С. 212-214.

Яшков Антон Сергеевич

Измерение магнитных характеристик материалов вакуумных коммутирующих устройств

Специальность 05.11.01 - Приборы »методы измерения (электрические и магнитные величины)

Редактор Е. П. Мухина Технический редактор Н. А. Вьялкова Корректор//. А, Сидедъникова Компьютерная верстка Р. Б. Бердкиховой

ИДЛг 06494 от 26.12.01 Сдано в производство 15.11,06. Формат 60x84 '/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ, л. 1,16. _Заказ № 668' Тираж 100._

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40

Введение.

Глава 1 Анализ современного состояния и проблемы измерений магнитных характеристик материалов магнитных систем вакуумных коммутирующих устройств.

1.1 Краткая характеристика вакуумных коммутирующих устройств

1.2 Основные характеристики материалов магнитных систем.

1.2.1 Основные физические характеристики магнитных материалов

1.2.2 Анализ магнитных характеристик материалов.

1.2.3 Анализ свойств и методов измерения магнитных характеристик электротехнической стали.

1.3 Выбор метода измерения магнитных характеристик электротехнической стали.

1.4 Общая характеристика и анализ типов измерительных преобразователей магнитных величин.

1.5 Анализ современного состояния средств измерений магнитных характеристик.

Выводы по главе

Глава 2 Исследование и развитие индукционного метода измерения статических магнитных характеристик материалов магнитных систем вакуумных коммутирующих устройств.

2.1 Анализ нормативно - технической документации в области измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

2.2 Разработка алгоритмов измерений статических магнитных характеристик.

2.2.1 Разработка алгоритма определения основной кривой намагничивания и петли гистерезиса в коммутационном режиме.

2.2.2 Разработка алгоритма определения основной кривой намагничивания и петли гистерезиса в ступенчатом режиме.

2.3 Результаты экспериментальных исследований магнитных свойств электротехнической стали.

2.4 Анализ и оценка влияния скорости перемагничивания на статические магнитные характеристики электротехнической стали.

2.5 Разработка требований к измерительной установке.

Выводы по главе 2.

Глава 3 Разработка автоматизированной измерительной установки для измерений статических магнитных характеристик электротехнической стали.

3.1 Разработка обобщенной структурной схемы измерительной установки.

3.2 Разработка измерительных преобразователей для измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

3.2.1 Разработка и расчет проходного наружного измерительного преобразователя для прямолинейных образцов стали.

3.2.2 Моделирование режимов работы наружного проходного измерительного преобразователя для исследований прямолинейных образцов электротехнической стали.

3.2.3 Разработка, расчет и моделирование проходного наружного измерительного преобразователя для кольцевых образцов электротехнической стали.

3.3 Разработка блока задания тока.

3.4 Разработка блока измерения магнитного потока

3.5 Определение количества точек аппроксимации для построения петли гистерезиса.

3.6 Разработка программного обеспечения измерительной установки.

Выводы по главе 3.

Глава 4 Метрологическое обеспечение процесса изготовления магнитной системы вакуумных коммутирующих устройств.

4.1 Анализ основной погрешности измерительной установки для измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

4.2 Анализ дополнительной погрешности измерительной установки для измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

4.3 Использование МИУ-1 для оптимизации технологического процесса вакуумной термообработки электротехнической стали.

4.4 Применение индукционного метода для исследования магнитных и физико-механических свойств деталей сложной геометрической формы

Выводы по главе 4.

Актуальность работы. Быстрое развитие наукоемких отраслей промышленности, формирование новых направлений научных исследований требуют опережающего совершенствования существующих средств измерений (СИ) различных физических величин.

Заметную долю в общем объеме измерительных операций в электронной и электротехнической промышленности, в ходе научных исследований в области материаловедения, составляют измерения магнитных характеристик и параметров магнитных материалов, а также изделий из них. Такие измерения необходимо проводить, в частности, при разработке новых типов радиоэлектронной аппаратуры и аппаратуры средств связи, в состав которых входят различные электромагнитные и индуктивные устройства, например, вакуумные коммутирующие устройства (ВКУ).

ВКУ являются изделиями специального назначения и широко используются в радиотехнических объектах в качестве коммутирующих элементов. Областью применения ВКУ является стационарная и бортовая аппаратура связи, комплексы радиоэлектронного противодействия PJ1C и другие радиотехнические объекты для переключения антенных цепей, отводов катушек высокочастотных резонансных контуров, конденсаторов высокочастотных цепей в ан-тенно-согласующих устройствах в режиме бестоковой коммутации [22, 52].

Практически все ВКУ различных конструктивных исполнений содержат в своем составе магнитную систему в виде магнитопровода. Основные коммутационные параметры, а также надежность ВКУ зависит от магнитных и, в меньшей степени, от физико-механических свойств, используемой в магпито-проводе специальной электротехнической стали. Несоответствие магнитных характеристик и параметров электротехнической стали требованиям, указанным в нормативно-технической документации, вызывает брак в производстве ВКУ, что влечет за собой значительные финансовые потери.

Состояние проблемы. Задачи интенсификации производства, повышение уровня метрологического обеспечения производства ВКУ требуют создания новых и совершенствования имеющихся СИ. Решить эти задачи комплексно только с помощью стандартных приборов практически невозможно, так как образовался разрыв между новыми разработками самих магнитных материалов, появлением новых задач измерений магнитных характеристик и контроля физико-механических свойств и устаревшими однопараметрическими средствами измерений соответствующих характеристик и параметров магнитных материалов. Магнитные характеристики электротехнической стали, как при разработке, так и в процессе технологического контроля при их изготовлении зачастую измеряются морально устаревшими приборами с низкой степенью автоматизации. Существующие приборы не полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к СИ либо по числу измеряемых магнитных характеристик, либо по пределам измерения, форме и размерам исследуемых образцов, по быстродействию, по точности и т.д.

В связи с ужесточением требований к качеству ВКУ возникла необходимость повышения точности измерений магнитных характеристик стали и увеличения объема информации о ее свойствах. Эту задачу можно решить путем разработки и внедрения в производство автоматизированных, многофункциональных, быстродействующих и высокоточных средств измерений, основанных на использовании современных достижений микроэлектроники и вычислительной техники.

Наиболее значимые результаты в создании теории и практики данного научного направления получены коллективами под руководством Антонова В.Г., Кифера И.И., Клюева В.В., Ломтева Е.А., Чечерникова В.И., Че-чуриной Е.Н., Шатерникова В.Е. и др.

Актуальность решения поставленных вопросов и обусловила постановку данной работы.

Целью диссертационной работы является разработка способов и обладающих повышенной точностью и быстродействием многофункциональных средств измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие основные задачи:

1) анализ объекта исследования, выбор информативных параметров и определение требований к точности средств измерений магнитных характеристик;

2) анализ и систематизация методов измерений магнитных характеристик электротехнической стали с целью выявления и развития наиболее перспективного метода;

3) разработка алгоритмов измерений магнитных характеристик электротехнической стали;

4) разработка конструкции и моделирование работы измерительных преобразователей магнитных величин, расчет технических параметров и выбор способа обработки измерительного сигнала;

5) теоретическое обоснование технических решений основных узлов разрабатываемого СИ, обеспечивающих требуемые эксплуатационные параметры и метрологические характеристики;

6) метрологический анализ и техническая реализация автоматизированного средства измерений магнитных характеристик.

Методы исследований базируются на положениях теории электрических цепей, теории погрешностей, теории вероятностей и математической статистики, математического анализа. Теоретические исследования проводились с использованием сред моделирования MathCAD и Excel.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1 Обоснованы перспективность и дальнейшее развитие индукционно-импульсного метода, позволяющего измерять магнитные характеристики с коммутационным и ступенчатым режимами изменения магнитного поля.

2 Предложена методика определения необходимого количества точек аппроксимации для построения статической петли гистерезиса с заданной достоверностью на основе метода получения устойчивых оценок Вальда или Бар-летта и критерия достоверности Фишера.

3 Для прямолинейных и кольцевых образцов электротехнической стали получено уравнение связи между коэрцитивной силой и напряженностью магнитного поля, соответствующей индукции технического насыщения. Уравнение связи позволяет получить предельную петлю гистерезиса без проведения дополнительных измерений.

4 Разработаны алгоритмы автоматизированного измерения магнитных характеристик и автоматизированная измерительная установка, реализующая эти алгоритмы.

Практическая значимость.

1 Использование разработанных измерительных преобразователей магнитных величин позволяет автоматизировать процесс измерений магнитных характеристик стали и повысить его точность.

2 Разработана и внедрена в технологический процесс изготовления вакуумных коммутирующих устройств методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик электротехнической стали.

3 На основе разработанных алгоритмов измерений магнитных характеристик и предложенных технических решений разработана автоматизированная измерительная установка, позволяющая измерять магнитные характеристики электротехнической стали и контролировать ее физико-механические свойства.

Реализация работы.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическое воплощение в разработанной методике выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик электротехнической стали, согласованной представительством заказчика Министерства обороны Российской Федерации и в измерительной установке МИУ-1 для измерений магнитных характеристик электротехнической стали.

Измерительная установка МИУ-1 внедрена в технологический процесс изготовления ВКУ в ФГУП «НИИ электронно-механических приборов», применяется для измерений магнитных характеристик трансформаторной стали в ЗАО «Пензенская горэлектросеть», для исследований магнитных свойств аморфного магнитомягкого микропровода в ООО «НПП Вичел», внедрена в процесс обучения студентов по специальности «Электрические и электронные аппараты» Пензенского государственного университета.

На защиту выносятся:

1 Алгоритмы процесса автоматизированного измерения магнитных характеристик электротехнической стали для образцов прямолинейной и кольцевой формы.

2 Методика определения количества точек аппроксимации для построения статической петли гистерезиса, позволяющая на основе метода получения устойчивых оценок Вальда или Барлетта оптимизировать процесс интерполяции зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля.

3 Комплекс рекомендаций по исполнению измерительных преобразователей для исследований образцов электротехнической стали, в максимальной степени адаптированных к решению измерительных задач, типичных для данного класса магнитных материалов.

4 Уравнение связи между коэрцитивной силой электротехнической стали и напряженностью поля, соответствующей индукции технического насыщения, позволяющего получить предельную петлю гистерезиса без проведения дополнительных измерений.

5 Способ определения магнитных и физико-механических свойств миниатюрных образцов электротехнической стали со сложной геометрической формой на основе индукционного метода.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы обсуждались на: XXII научно-технической конференции «Наукоемкие проекты и высокие технологии производству XXI века» (Пенза, 2003); Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2004); Международной научно-технической конференции «Высокочистые материалы функционального назначения» (Суздаль, 2004); Международной научно-технической конференции «Материалы для пассивных радиоэлектронных компонентов» (Пенза, 2005); Международном Симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2006); III Международной научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (Пенза, 2006).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 печатные работы в журналах, рекомендуемых ВАК, 5 печатных работ без соавторов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 167 листах. Список литературы включает 94 наименования.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором в рамках настоящей диссертационной работы, заключаются в следующем.

1 На основе проведенного анализа методов измерений статических магнитных характеристик установлена перспективность индукционно-импульсного метода с коммутационным и ступенчатым режимами изменения магнитного поля.

2 Предложена и теоретически обоснована методика определения количества точек аппроксимации для построения петли гистерезиса на основе метода получения устойчивых оценок Вальда или Бартлетта и критерия Фишера.

3 Разработаны алгоритмы измерений статических магнитных характеристик, позволяющие автоматизировать процесс и повысить точность измерений.

4 Экспериментально получены значения коэффициентов пропорциональности между напряженностью, соответствующей индукции технического насыщения и коэрцитивной силой для образцов электротехнической стали прямолинейной и кольцевой форм.

5 Разработаны и технически реализованы измерительные преобразователи магнитных величин, определены их конструктивные и электрические параметры, удовлетворяющие необходимым технологическим и метрологическим требованиям.

6 На основе функциональной модели измерительной установки определены основные источники погрешности и разработана методика ее поверки.

7 Установлено, что изменение температуры образцов электротехнической стали в диапазоне от 20 до 80 °С, происходящее в процессе измерений, не существенно влияет на магнитные свойства исследуемых образцов.

8 Разработана и внедрена в технологический процесс изготовления вакуумных коммутирующих устройств методика выполнения измерений, позволяющая с использованием автоматизированной измерительной установки

МИУ-1, проводить измерения магнитных характеристик с погрешностью не более ± 3 %, что позволило разработать индивидуальные режимы отжига каждой марки электротехнической стали и снизить брак в производстве вакуумных коммутирующих устройств.

160

Заключение

1. Айвазян С.А., Енюков С.И., Мешалкнн Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. М.: Финансы и статистика, 1983.- 471 с.

2. Антонов В.Г. Средства измерений магнитных параметров материалов /Антонов В.Г., Петров A.M., Щелкин А.П. JL: Энергоатомиздат, 1986. - 482 с.

3. А.С. 1503033 (СССР) Способ измерения коэрцитивной силы / Зацепин Н.Н., Шапоров Б.Д., Мельников С.Р. Опубл. в БИ, 1989, №31.

4. А.С. 1562868 (СССР) Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы / Водеников С.К. Опубл. в БИ, 1990, № 17.

5. А.С. 1449953 (СССР) Устройство для определения статических магнитных характеристик материалов / Антонов В.Г. Опубл. в БИ, 1989, № 8.

6. Бараночников M.JI. Микромагнитоэлектроника. Т. 1. М.: ДМК Пресс, 2001.-544 с.

7. Белый М.И., Чежегов Ю.В. Магнитомягкие материалы при симметричном перемагничивании. Саратов.: Изд-во Саратовского ун-та, 1978. - 182с.

8. Боровик Е.С., Мильнер А.С. Лекции по ферромагнетизму. Харьков.: Изд-во Харьковского государственного университета, 1960. - 236 с.

9. Боярченков М.А., Черкашина А.Г. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. М.: Высшая школа, 1976. - 383 с.

10. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986. - 544 с.

11. Вебер В.Л. Расчет динамической погрешности индукционного измерителя импульсного магнитного поля / Вебер В.Л., Нестерин В.А. // Метрология. 1982. -№ 11.- с.52 - 59.

12. Гордон В.И. Оценка возможности применения метода ступенчатого намагничивания для точного измерения статических магнитных параметров ферромагнитных материалов / Гордон В.И., Антонов В.Г. // Метрология. 1982. - № 6. - с. 48-55.

13. Горский А.Н., Русин Ю.С., Иванов Н.Р., Сергеева JI.A. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. М.: Радио и связь, 1988.- 176 с.

14. Гусев В.Г., Андрианова Л.П. Индуктивные и магнитомодуляционные преобразователи для передачи информации с вращающихся объектов. М.: Энергия, 1979.-88 с.

15. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, 1998.

16. Дж. Диксон Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений. М.: Мир, 1969. - 440 с.

17. Данилов А.А. Правовые и организационные проблемы метрологического обеспечения при эксплуатации ИС // Сборник докладов международной конференции «Правовые и организационные проблемы метрологического обеспечения». Пенза, 2004. с. 50 - 54.

18. Добровинский И.Р., Ломтев Е.А. Проектирование ИИС для измерения параметров электрических цепей. М.: Энергоиздат, 1997. - 120 с.

19. Дорофеев А.Л. Индукционная толщинометрия / Дорофеев А.Л., Никитин А.И., Рубин А.Л. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978. -184 с.

20. Дорофеев А.Л., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. -2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980. - 232 с.

21. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 320 с.

22. Загайнов А.В. Прибор для измерения коэрцитивной силы изделий из твердых сплавов в разомкнутой магнитной цепи / Загайнов А.В., Ульянов А.И. // Дефектоскопия. 1998. № 9. с. 90 - 91.

23. Измерительные преобразователи магнитных величин: Учеб. пособие/ А.А. Богородицкий, А.А. Жадаев, Е.А. Ломтев. Пенза: Изд-во Пенз. политехи, ин-та, 1982.-80 с.

24. Исмаилов Ш.Ю. Электрические измерения: Учеб. пособие. СПб, 2000. - 290 с.

25. Исследования в области магнитных измерений. Под ред. Чернышева Н.Г. М.: Стандартгиз, 1960. - 112 с.

26. Ишков А.С. Измерение магнитных характеристик магнитомягких материалов // Труды Международной научно-технической конференции «Материалы для пассивных радиоэлектронных компонентов». Пенза, 2005. - с. 277 -281.

27. Ишков А.С. Применение магнитоиндукционного метода для построения средств контроля ферромагнитных материалов. Информационно измерительная техника. Межвузовский сборник научных трудов. - Вып. 30. - Пенза, 2005. с. 8- 16.

28. Ишков А.С. Контроль магнитных параметров при изготовлении высокочастотных вакуумных устройств / Ишков А.С., Чураков П.П. // Контроль. Диагностика. 2006. - № 3, с. 17-19.

29. Ишков А.С. Измерительно-вычислительный комплекс для исследования магнитных характеристик электротехнической стали / Ишков А.С., Литвинов Л.Н. // Датчики и системы. 2006. - № 4, с. 14-17.

30. Ишков А.С. Метрологическое обеспечение измерительной установки для исследования магнитных характеристик электротехнической стали // Труды Международного Симпозиума «Надежность и качество». Т.2. Пенза, 2006. -с. 61 -63.

31. Ишков А.С. Вопросы метрологического обеспечения вакуумной термообработки электротехнической стали // Сборник докладов III международной научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем». Пенза, 2006.-е. 212-214.

32. Кадочников А.И. Преобразование основной кривой намагничивания в семейство статических петель гистерезиса // Дефектоскопия. 1989. - № 4. - с. 43-52.

33. Калашников С.Г. Электричество. М.: Изд-во «Наука», 1964. - 670 с.

34. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. М.: Постмаркет, 2002. - 352 с.

35. Корн Г.К., Корн Т.К. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974. - 832 с.

36. Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. М.: Высшая школа, 1961-400 с.

37. Мартяшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия, 1976. -392 с.

38. Михеев М.Ю., Сёмочкина И.Ю., Чувыкин Б.В. Измерительные преобразователи на базе замкнутых структур интегрирующего типа // Под. ред. В.В. Усманова.- Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2000. 100 с.

39. Михотин В.Д., Шахов Э.К. Дискретизация и восстановление сигналов в информационно-измерительных системах: Учеб. пособие. Пенза: Пенз. политехи. ин-т, 1982.-92 с.

40. Нахмансон Р.С. Магнитное контактное устройство // Приборы и техника эксперимента. 1982. - № 1. - с. 227 - 231.

41. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. -JL: Энергоатомиздат, 1991.-е. 120-122.

42. Никольский С.М. Курс математического анализа. Т.2 М.: Наука, 1983.- 464 с.

43. Немцов М.В., Шаманов Ю.М. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности.-М.: Энергоатомиздат, 1981. 166 с.

44. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 3. Электромагнитный контроль: Практ. пособие/ В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков: Под ред. В.В. Сухорукова.-М.: Высш. шк., 1992.-312 с.

45. Панин В.В., Степанов Б.М. Измерение импульсных магнитных и электрических полей, М.: Энергоатомиздат, 1987. - 120 с

46. Попов B.C. Теоретическая электротехника. Учебник для техникумов. -М.: Энергия, 1971.-608 с.

47. Рабинович С.Г. Погрешности измерений- JL: Энергия, 1978.- 262 с.

48. Резисторы: Справочник/ Дубровский В.В., Иванов Д.М., Пратусевич Н.Я. и др.; Под ред. Четверикова И.И. и Терехова В.М.- М.: Радио и связь, 1991.- 528 с.

49. Сапельников В.М., Кравченко С.А., Чмых М.К. Проблемы воспроизведения смещаемых во времени электрических сигналов и из метрологическое обеспечение / Изд-во Башкирск. гос. ун-та. Уфа, 2000. - 196 с.

50. Селезнев Ю.В. Автоматический контроль магнитных параметров. Учеб. пособие для втузов. -М.: Высшая школа, 1981.-340 с.

51. Сидоров И.Н., Христинин А.А., Скорняков С.В. Малогабаритные магнитопроводы и сердечники: Справочник. -М.: Радио и связь, 1989.-384 с.

52. Симонович И.Я. Конструкция и применения электровакуумных реле. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 252 с.

53. Смирнов В.И. Методы и средства функциональной диагностики и контроля диагностических процессов на основе электромагнитных датчиков / Ульяновский государственный технический университет. Ульяновск: УлГТУ, 2001.- 190 с.

54. Справочник по электроизмерительным приборам / Под редакцией К.К. Илюнина. 3-е изд. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 784 с.

55. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем.-М.: Мир, 1982.-512 с.

56. Червинский М.М., Панов В.А., Гаврилов В.Е. Метрологическое обеспечение измерений. Обзорная информация. Вып. 5. М.: Изд-во ВНИИТИ, 1987.- 100 с.

57. Чернецов В.И. Операционные усилители и аналоговые функциональные элементы на их основе для радиотелеметрии. Учебное пособие. Пенза: Пенз. гос. техн. ун-та, 1993. - с. 42.

58. Чернышов Е.Т., Чернышева Н.Г., Чечурина Е.Н. Магнитные измерения на постоянном и переменном токе. М.: Стандартгиз, 1962. - 184 с.

59. Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: Изд-во Московского университета, 1969.-400 с.

60. Чураков П.П., Свистунов Б.Л. Измерители параметров катушек индуктивности: Монография. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1998.

61. Чураков П.П. Синтез и обработка сигналов в устройствах измерения параметров электрических цепей. Диссерт. . д-ра техн. наук. Пенза, 1998.

62. Чураков П.П. Измерительные схемы преобразователей пассивных параметров электрических цепей.- Информационно измерительная техника. Межвузовский сборник научных трудов. - Вып. 25. - Пенза, 2000. с. 146 - 153.

63. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. М.: Логос, 2005. - 408 с.

64. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах. Пер. с англ.-М.: Мир, 1983.-Т. 1. 598 с.

65. Филипченко И.П., Рыбин Г.Я. Электромагнитное реле. М.: Советское радио, 1968. - 72 с.

66. Шахов Э.К. Методы построения интегрирующих АЦП: Учеб. пособие. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1984. - 92 с.

67. Шихин А.Я. Автоматические магнитоизмерительные системы. М., Энергия, 1977.- 136 с.

68. Шлыков Г.П. Функциональный и метрологический анализ средств измерений и контроля: Учебн. пособие. Пенза.: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1998. - 96 с.

69. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. Учебник для вузов-М.: Высшая школа, 1981.- 335 с.

70. Закон РФ №4871-1 "Об обеспечении единства измерений" от 23 апреля 1993 г.

71. ГОСТ 8.009. ГСИ Нормирование и использование метрологических характеристик средств измерений.

72. ГОСТ 8.377 Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик.

73. ГОСТ 12 119.3 98 Сталь электротехническая. Методы определения магнитных и электрических свойств.

74. ГОСТ 11036-75 «Сталь сортовая электротехническая нелегированная».

75. МИ 2175-91. ГСИ. Градуировочные характеристики средств измерений. Методы построения, оценивание погрешностей.

76. ПР 50.2.006-94 ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений

77. РМГ 29-99. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

78. ГОСТ 22261 94 Средства измерений электрических и магнитных величин

79. ГОСТ 29073-91. Совместимость технических средств измерения, контроля и управления промышленными процессами электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам. Общие положения.

80. ГОСТ 29216-91 Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от оборудования информационной техники. Нормы и методы испытаний

81. ГОСТ 29280-92. "Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Общие положения".

82. Product Data Sheet AD7243. Analog Devices, 2000

83. Product Data Sheet ADS 1241. Texas Instruments, 2003

84. Product Data Sheet OPA541. Texas Instruments, 2000