автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Методы и средства измерений электрических параметров процесса формирования покрытий при импульсном энергетическом воздействии в растворах

005015215

Бориков Валерий Николаевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ В РАСТВОРАХ

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения (измерение электрических и магнитных величин)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 2 МАР 2012

Томск-2012

005015215

Работа выполнена в Национальном исследовательском Томском политехническом университете

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Муравьев Сергей Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Совлуков Александр Сергеевич

доктор технических наук, профессор Гольдштейн Александр Ефремович

доктор технических наук, профессор Бирюков Сергей Владимирович

Ведущая организация: Национальный исследовательский

университет «Московский энергетический институт», г. Москва

Защита состоится 29 марта 2012 г. в 15 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.269.09 при Национальном исследовательском Томском политехническом университете по адресу: 634028, Россия, г. Томск, ул. Савиных, 7, ауд. 215 (актовый зал).

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Национального исследовательского Томского политехнического университета по адресу: г. Томск, ул. Белинского, 53.

Автореферат разослан февраля 2012 г.

Учёный секретарь совета Д212.269.09

кандидат технических наук, доцент —г^, Б.Б. Винокуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Практически во всех отраслях, деятельность которых связана с производством приборов, машин, механизмов, металлоконструкций, важнейшим видом обработки является формирование покрытий на поверхности изготавливаемых деталей. Наряду с традиционными технологиями поверхностной обработки деталей в растворах все большее применение находят технологии с использованием энергетического импульсного воздействия, в которых формируются нано-структурные неметаллические неорганические покрытия, что позволяет относить их к числу перспективных технологий получения и обработки конструкционных и функциональных наноматериалов.

Большой вклад в развитие научных исследований в этой области внесли Г.А. Марков, JI.A. Снежко и В.И. Черненко, П.С. Гордиенко, И.В. Суминов и A.B. Эпельфельд, JI.T. Бугаенко, В.Н. Малышев, A.B. Тимошенко, П. Курц (Р. Kurze) и Г. Маркс (G. Marx), Д. Албелла (J. Albella) и И. Монтеро (I. Montero), A.JL Ерохин (A.L. Yerokhin) и др. В работах А.И. Мамаева впервые заявлено о применении импульсного энергетического воздействия в растворах, как наиболее эффективного способа формирования покрытий заданной толщины, пористости и состава на вентильных металлах и их сплавах.

Дальнейшее совершенствование, как самих этих технологий, так и необходимого для их внедрения высокопроизводительного оборудования, невозможно без создания соответствующих средств измерений и контроля параметров качества получаемого покрытия и процесса его нанесения.

Характерной особенностью процессов импульсного энергетического воздействия является большой динамический диапазон изменения электрических параметров процесса формирования покрытий: напряжений - от 100 до 1000 В и токов через границу раздела - от 10 до 10000 А при длительности импульса от 50 до 500 мкс. При малых длительностях энергетического воздействия форма импульса оказывает значительное влияние на качество покрытия, такие как толщина и пористость. Поэтому важно с достаточной для практики точностью измерять электрические параметры процесса с целью анализа формы энергетического воздействия и целенаправленного управления технологическим процессом и, следовательно, качеством покрытия определенного функционального назначения.

Знание формы сигнала воздействия и его отклика на это воздействие позволяет, используя современные информационные технологии, эффективно решать вопросы идентификации состояния системы, и, в конечном счете, определения косвенными методами качества сформированного покрытия.

Таким образом, диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи, заключающейся в разработке методов и средств измерений электрических параметров процессов при импульсном энергетическом воздействии в растворах электролита, позволяющих производить оценку качества получаемых покрытий в процессе обработки.

Актуальность работы подтверждена включением данной тематики в аналитическую ведомственную целевую программу (АВЦП) Рособразования и Федеральную целевую программу (ФЦП) Министерства образования и науки, а также в ведомственные программы Роснано и Роскосмос.

Цель диссертационной работы заключается в создании методов и средств анализа формы тока и напряжения микроплазменного процесса при импульсном энергетическом воздействии в растворах, обеспечивающих контроль качества покрытий металлических изделий на стадии их формирования.

Основными задачами диссертационной работы в связи с поставленной целью являются:

1. Анализ существующих методов энергетического воздействия для нанесения покрытий в растворах, выявление электрических параметров процессов и диапазонов их изменений для адекватной оценки формируемого покрытия и получения информации о состоянии процесса микроплазменного оксидирования с целью управления качеством формируемого покрытия требуемого функционального назначения.

2. Разработка математической модели начальных стадий микроплазменного процесса в терминах электрических величин и доказательство ее адекватности.

3. Разработка методов измерения электрических параметров математической модели начальных стадий микроплазменного процесса и оценивание их точности.

4. Разработка новых технических решений для средств измерений электрических параметров процесса микроплазменного оксидирования в импульсном режиме.

5. Разработка принципов построения и создание системы автоматизированного сбора, анализа и представления данных о микроплазменном процессе.

Методы исследований. Теоретическая часть работы выполнена на основе методов теории электрических цепей и идентификации систем, теории погрешностей, математической статистики, системного анализа, математического моделирования, дифференциального и интегрального исчисления с использованием уравнений Фика и преобразований Лапласа. При расчетах и моделировании использовались программные пакеты МАТЬАВ, МаЛсас!, АНБУБ, ЬаЬУШ'У/. Экспериментальные исследования проводились в производственных и лабораторных условиях.

Научная новизна.

1. Разработана и исследована математическая модель начальных стадий микроплазменного процесса, учитывающая связь между протекающим через раствор током и напряжением поляризации, и обеспечивающая возможность контролировать качество формирования покрытия путем измерения параметров электрической цепи микроплазменной системы.

2. Предложен метод определения параметров математической модели (сопротивления и емкости границы раздела, сопротивления раствора, индуктивности токоведущих проводов) микроплазменного процесса, основанный на анализе формы энергетического воздействия и отклика на него (защищен патентом РФ № 2284517).

3. Разработан метод идентификации материала подвергаемого оксидированию изделия, позволяющий на основе информации об электрических параметрах микроплазменного процесса адаптировать его к свойствам этого материала (защищен патентом РФ № 2281487).

4. Разработана конечно-элементная модель, конструкция и метод оценки метрологических характеристик коаксиального шунта с улучшенными динамическими характеристиками, предназначенного для измерения мгновенных значений тока микроплазменного процесса (решения защищены патентом РФ № 80585).

5. Предложены структура, принципы построения и практическая реализация измерительной информационной системы, позволяющей в реальном времени измерять характеризующие микроплазменный процесс ток и напряжение в широком динамическом диапазоне с адаптивным высоким разрешением.

6. Предложены технические решения по построению источников импульсных энергетических воздействий с программируемой формой фронта импульса, получившие широкое промышленное внедрение (патент РФ №2330353, сертификат об утверждении типа средства измерения РФ №28856-05).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель начальных стадий микроплазменного процесса, полученная на основе линейных цепей, позволяет описывать изменение тока в растворе от поляризационного напряжения на начальных стадиях формирования барьерного слоя, причем параметры модели характеризуют качество покрытия.

2. Метод определения электрических параметров микроплазменного процесса, основанный на анализе формы, как энергетического воздействия, так и отклика на него, позволяет определить параметры эквивалентной схемы электрической цепи микроплазменной системы.

3. Новый метод идентификации материалов, основанный на анализе электрических параметров микроплазменного процесса, обеспечивает возможность его адаптации к свойствам материала.

4. Обоснованная теоретически и экспериментально конструкция коаксиальных шунтов для измерения мгновенных значений тока быстропротекаю-щих микроплазменных процессов с высокими метрологическими характеристиками (погрешность 0,5 % в диапазоне от 100 А до 20 кА при скорости нарастания тока до 107 А/с).

5. Измерительная информационная система, структура и ее принципы построения позволяют в реальном времени измерять характеризующие микроплазменный процесс ток и напряжение в широком динамическом диапазоне с адаптивным высоким разрешением (до 50 мВ в диапазоне от 0 до 3 кВ при скорости изменения напряжения до 108 В/с).

6. Предложенные технические решения для создания источников импульсных энергетических воздействий напряжением от 100 В до 1000 В с длительностью фронта не менее 10 мкс и регулируемой формой импульса позволяют формировать покрытия с заданными свойствами и оценивать их качество.

Практическая значимость результатов исследований. Результаты проведенных исследований позволяют создавать измерительное оборудование позволяющее изучать кинетику и механизм процессов формирования покрытия в зависимости от режимов локализации энергии высокой плотности, природы и состава фаз. Результаты идентификации микроплазменных процессов в растворах по вольтамперным характеристикам отражены в отчете АВЦП по гранту 2.1.2.5273 и в отчете по научно-исследовательской работе на тему «Исследование возможности разработки высоковольтного высокочастотного измерителя формы сигнала» выполненного по х/д № 1 -82/02 для ООО «Техника и технологии электрохимии».

Полученные в работе результаты полезны разработчикам систем контроля и измерения формы токов и напряжения сложной формы в силовых установках различного назначения, например в электроэнергетике, в сварочной технике, в электрохимических технологиях и т.д., в получении интегральных характеристик объекта исследования и принятии эффективных решений управления технологическими процессами.

Результаты работы могут также способствовать созданию и совершенствованию методов и средств метрологического обеспечения систем измерений больших импульсных токов и напряжений и могут использоваться при разработке методик выполнения измерений в испытательных лабораториях силового оборудования, а также в процедурах аккредитации и подтверждения компетенции этих лабораторий.

Реализация результатов работы.

Результаты исследований по теме диссертации использованы при выполнении под руководством и при непосредственном участии автора следующих хоздоговорных и госбюджетных НИР:

• Разработка компьютерной системы измерения параметров фронта высоковольтных импульсов по заказу ООО "Техника и технология электрохимии", г. Томск, 2002 г., х/д № 1-82/02.

• Разработка установки «Корунд» по нанесению кальцийфосфатных покрытий, содержащих гидроксиапатит, на титановые имплантаты методом микродугового оксидирования по заказу Института физики прочности и материалове-

дения СО РАН, г. Томск, 2004 г., контракт 01 К.[1/03/1111 с университетом Да-еджин (Южная Корея).

• Разработка компьютерной системы измерения больших токов по заказу ОАО "Новосибирский завод химконцентратов", г. Новосибирск, 2004-2005 гг., х/д № 1-27/04у.

• Разработка измерительного интегрирующего преобразователя «Квант-2» по заказу Сибирского государственного научно-исследовательского института метрологии, г. Новосибирск, 2006 г.

• Разработка линии нанесения функциональных и декоративных керамических покрытий в рамках программы британо-российского партнерства "Атомные города" по заказу ООО «Русский профиль», г. Красноярск, 2005-2006 гг., х/д №52.

• Разработка компьютерной системы измерения и управления для малогабаритного бетатрона на энергию до 4 МЭВ по заказу научно-исследовательского института интроскопии, г. Томск, 2005, х/д № 1-166/05у.

• Грант 2.1.2.5273 «Параметрическая идентификация микроплазменных процессов в растворах по вольтамперным характеристикам», АВЦП Рособразо-вания "Развитие научного потенциала высшей школы", 2006-2007 гг.

• Разработка и создание программируемого генератора напряжения по заказу НИИ автоматики и электромеханики, г. Томск, 2007 г., х/д 1-10/07.

• Разработка источника питания для нанесения покрытий методом микроплазменного оксидирования «СОЩМБ М1» по заказу ООО «Сибспарк», г. Томск, 2009 г.

• Разработка линии по нанесению наноструктурных неметаллических неорганических покрытий «АШпе-4» в рамках программы ОАО «РОСНАНО» по направлению «Машиностроение и металлообработка» по заказу ООО «МА-НЭЛ», 2010-2011 гг., х/д № У03/01-10 и № У06/03-11.

• Изготовление и поставка автоматизированного измерительного комплекса по заказу ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений, п. Менделееве, Московская область, 2010 г., х/д 1-76/10у.

• Грант ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на проведение исследований по теме «Прецизионные резистивные и индуктивные преобразователи с улучшенными динамическими характеристиками», 2010-2012 гг., госконтракт 1.387С.2010.

• Грант по постановлению Правительства РФ № 218 на тему «Разработка унифицированного ряда электронных модулей на основе технологии "система-на-кристалле" для систем управления и электропитания космических аппаратов (КА) связи, навигации и дистанционного зондирования Земли с длительным сроком активного существования», направление 3.2 — разработка технологии формирования слоистых наноструктурных неметаллических неорганических покрытий и материалов, пригодных для изготовления функциональных изделий по договору от 7 сентября 2010 г. № 13.025.31.0017 между ОАО "ИСС" и Минобрнауки России.

Поддержка работ Российским фондом фундаментальных исследований в

2006 г. (РФФИ № 06-08-07073-э).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях: Региональной научно-практической конференции "Радиотехнические и информационные системы и устройства" (Томск, 1994); III-й Международной конференции "Измерения, контроль, автоматизация производственных процессов" (Барнаул, 1994); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Проблемы сертификации и управления качеством" (Красноярск, 1997); Международной научно-практической конференции "Качество-стратегия 21 века" (Томск, 1998, 1999, 2005); 4-ом Корейско-Российском международном симпозиуме по науке и технике "КОРУС 2000" (Томск, 2000); 2-й и 3-й Международных научно-технических конференциях "Измерение, контроль, автоматизация" (Барнаул, 2001, 2002); 7-й и 9-й Международных конференциях по модификации материалов пучками частиц и плазменными потоками (Томск, 2004, 2008); IX Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово, 2004); Международном научно-практическом семинаре "Повышение надежности сварных соединений при монтаже и ремонте технологического оборудования в энергетике" (Киев, Украина, 2005); 51-ом и 52-ом Международных научных коллоквиумах (IWK) "Информационные технологии и электротехника - устройства и системы, материалы и технологии для будущего" (Ильменау, Германия, 2006, 2007); XVIII-om Всемирном Конгрессе IMEKO "Метрология для устойчивого развития" (Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2006); Международных сибирских конференциях IEEE (SIBCON) по управлению и связи (Томск, Россия, 2007, 2009); 9-ом Международном симпозиуме ИМЕКО ТК 14 (ISMQC) "Измерения и контроль качества" (Мадрас, Индия, 2007); 16-ом Международном симпозиуме IMEKO ТК 4 "Перспективы развития приборов и методов для электрических и электронных измерений" (Флоренция, Италия, 2008); 17-м симпозиуме IMEKO ТК4 "Измерительные приборы эры информационных и коммуникационных технологий" (Кошице, Словакия, 2010).

Разработанный с участием автора информационно-измерительный комплекс для технологических линий нанесения наноструктурных покрытий в номинации «Новые высокотехнологичные разработки оборудования и наукоемкие технологии» удостоен диплома I степени с вручением Золотой медали на XVII международной выставке-конгрессе "Высокие технологии. Инновации. Инвестиции" (Hi-Tech'2011), проходившей с 15 по 17 марта 2011 г. в г. Санкт-Петербурге.

Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждается совпадением с достаточной точностью расчетных данных с вольт-амперными характеристиками, полученными при проведении экспериментов во время нанесения покрытий при энергетическом воздействии в растворах на изделиях из титана, алюминия и магния. Достоверность научных положений и

выводов также основана на корректном использовании общепризнанных законов и положений электрохимии и электротехники.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ, из них: 1 монография, 4 патента Российской Федерации и 22 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК для опубликования научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 214 наименований и приложения. Общий объем работы - 302 страницы, включая 109 рисунков и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, определены решаемые задачи, указаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе "Микроплазменные процессы формирования покрытий" рассмотрен объект исследования - микроплазменный процесс, приведена его классификация, определены характеристики электрических сигналов энергетического воздействия и дан обзор методов и средств управления качеством формируемого покрытия.

При микроплазменном оксидировании изделие помещается в ванну с электропроводящим раствором, выполняя роль одного из электродов. В качестве другого электрода можно использовать корпус металлической ванны. При подаче напряжения на электроды в цепи последовательно соединенных элементов (рис. 1) протекает электрический ток от источника питания через металлическое изделие (электрод) и электролит. Второй электрод исключается из рассмотрения, так как обладает малым поляризационным сопротивлением и площадью в десятки раз превышающей площадь обрабатываемого изделия. В результате имеем микроплазменную систему, состоящую из источника энергетического воздействия, изделия и электролита.

Прохождение электрического тока вызывает образование оксидов металлов на поверхности изделия-электрода, что приводит к увеличению сопротивления области раздела электрод-раствор. По мере повышения напряжения происходит пробой оксидной пленки, сопровождающийся искрением. При дальнейшем возрастании напряжения интенсивность искрения увеличивается, причем характер разрядов меняется от искрового до дугового. В результате на поверхности формируется наноструктурное неметаллическое покрытие. Основными показателями качества таких покрытий являются их пористость и толщина, которые, в свою очередь, определяют свойства покрытия для конкретного функционального назначения, такие как твердость, механическая и электроизоляционная прочность, теплопроводность, коррозионная стойкость, износостойкость и т.д.

Источник ......

энергетического* Устройство

Рис. 1 Микроплазменная система

Известно, что качество покрытия зависит от параметров энергетического воздействия, т.е. амплитуд напряжения и тока в диапазонах от сотен до тысяч вольт и от единиц ампер до десяти килоампер соответственно, а также полярности и формы сигнала воздействия. При стационарных и медленно меняющихся энергетических воздействиях, для оценки качества покрытия обычно измеряют средние значения тока и напряжения, которые характеризуют микроплазменный разряд при электрическом пробое сформированного покрытия.

В настоящее время на промышленный уровень выходят методы микроплазменного оксидирования основанные на быстроменяющемся (импульсном) энергетическом воздействии, где скорость изменения напряжения достигает значений 108 В/с, а плотность тока - 600 А/дм2. К таким методам относится метод обработки поверхности изделия импульсным напряжением квазипрямоугольной формы. Данный метод позволяет наносить функциональные покрытия с меньшими энергетическими затратами, но при этом в области раздела двух сред одновременно присутствуют химические, электрохимические, плазменные и термические процессы, что затрудняет анализ и контроль качества покрытия.

В результате изучения состояния проблемы формирования покрытий на металлические изделия методом микроплазменного оксидирования при воздействии импульсным напряжением получены следующие выводы: 1. В отличие от медленно меняющихся энергетических воздействий, энергия импульсного воздействия на область раздела металл-электролит может достигать значений на уровне энергий образования веществ. Это приводит к возникновению новых химических и физических реакций, как в теле вещества, так и в области раздела, что обеспечивает возможности создания качественно новых покрытий. Следовательно, импульсный режим микроплазменных процессов является перспективным, и необходимо для его широкого

применения разрабатывать методы и средства, обеспечивающие контроль качества покрытий металлических изделий на стадии их формирования.

2. Традиционно качество покрытия оценивается на основе средних, действующих и амплитудных значений тока и напряжения микроплазменного процесса, что является обоснованным и приемлемым для стационарных и медленно меняющихся энергетических воздействий. Однако в импульсном режиме микроплазменного процесса формирование покрытия сопровождается изменением формы электрического тока. Тогда обработка мгновенных значений тока и напряжения может обеспечить получение дополнительной информации о качестве формируемого покрытия. При этом необходимо решать проблему рациональной дискретизации сигналов по времени и по амплитуде.

3. Анализ быстропротекающих процессов устанавливает следующие требования к средствам измерений тока и напряжения: они должны работать в широком диапазоне амплитуд и частот с адаптивным разрешением, позволяющим детально рассматривать малые изменения сигнала в присутствии больших постоянных составляющих.

4. Существует необходимость разработки математической модели, позволяющей в терминах электрических величин адекватно характеризовать качество покрытия. Из-за отсутствия такой модели при формировании покрытия требуемого функционального назначения обычно стараются обеспечить нахождение электрических параметров в определенных границах, значения которых получают экспериментально во время отработки технологии. Для оперативной подстройки технологического процесса и снижения затрат при "конструировании" новых неметаллических, неорганических покрытий требуются более совершенные экспресс-методы контроля их качества непосредственно в процессе их формирования.

5. Свойства покрытий, получаемых при микроплазменном оксидировании, зависят от многих факторов: типа электролита, материала и геометрических размеров обрабатываемого изделия, свойств источников энергетического воздействия, технологических режимов. Необходимо разработать учитывающие эти сложности принципы создания системы автоматизированного сбора, анализа и представления данных о микроплазменном процессе.

Во второй главе " Математическое моделирование процесса формирования покрытий при импульсном энергетическом воздействии" описана математическая модель в терминах электрических величин для контроля качества покрытий в процессе их формирования, а также приводятся результаты ее исследования.

Разработка модели.

При подаче импульсного напряжения микроплазменные разряды возникают не сразу, а по истечении 20 мкс. Поэтому можно предположить, что в начальный период энергетического воздействия, когда формируется барьерный слой, на поверхности изделия идут только электрохимические реакции. Следовательно, начальная стадия микроплазменного процесса может быть описана

электрохимической моделью. В основу этой модели положена эквивалентная цепь электрохимической ячейки с одним поляризующим электродом при условии, что вспомогательный электрод (противоэлектрод) не поляризуется. Для анализа начальной стадии микроплазменного процесса предложена эквивалентная электрическая схема (рис. 2), которая включает в себя параллельное соединение активного сопротивления /?, и емкости Сг границы металл-раствор, сопротивление раствора Кр и индуктивность подводящих проводов источника энергетического воздействия Ь„. Индуктивность ¿„ играет в модели существенную роль, вследствие высокой скорости нарастания фронта импульсного воздействия.

Сг

У—о

Рис. 2. Эквивалентная электрическая схема начальной стадии микроплазменного процесса

Исходя из предложенной модели, поведение цепи будет определяться свойствами поляризующего изделия-электрода. Изменение толщины и пористости покрытия можно характеризовать электрическими параметрами эквивалентной схемы, а именно эквивалентным сопротивлением Ег и емкостью Сг границы металл-раствор. Вследствие этого энергетическое воздействие становится инструментом оценивания качества покрытия в процессе его нанесения и используется как стимулирующий сигнал для измерения параметров эквивалентной схемы.

В работе проведен анализ (операторным методом) реакции предложенной модели на воздействие прямоугольной (для двух случаев при Ь„ = 0 и при /.„ Ф 0) и трапециевидной формы при £и = 0. Ниже приведены результаты этого анализа.

Прямоугольное воздействие, Ь„ = 0. При этом воздействии с амплитудой и [В] ток (рис. 3), протекающий в микроплазменной системе определяется формулой:

г

т=

и

^т Т і

—^е т" +1

'(Дг + Др)'

(і)

В этом случае параметры эквивалентной схемы имеют следующий вид:

и

т

т т

>сг=-

1п2

Яг+Др

_ если (2)

7(Л)--Г

Д'х)

I

т-1г

О'

I

' Л к Н

Рис. 3. Ток в микроплазменной системе при прямоугольном воздействии, Ь„ = О

Трапециевидное воздействие, Ьл = 0. При этом воздействии со скоростью изменения напряжения р [В/с] зависимость изменения тока (рис. 4) будет определяться формулами:

т=

/о

р/, | Рд,2сг р/?г2сг с-(Кр+К) (Яр + К)2 (Лр+Лг)2

рг, , Р/г2сг р/е;с,

д/2)= р?| , сг

127 (Л.+Д.)'

(Яр+^г)

(Лр + ЛгГ

1п2

^ Л , если = -

(3)

'1 'х Ь

Рис. 4. Ток в микроплазменной системе при трапецеидальном воздействии, ЬК = 0

Прямоугольное воздействие, 1н ^ 0. Реакция системы имеет вид:

/ ^ „ л

¿7

_Рг ГР\'

(Рг'РО (Р2-Р1)

е1Л +1

-Ь±4&--4-а-с . ,

где р, 2=---, а = Ьн,Ь =

2а

Т+кр

, с-

Я,

с

г у г

Измерив значения 7max, 7const;

определить Сг, RT, Rp (рис. 5).

U

1

Rr + Rp

P\-Pi

-In

CrRrp2+1 CrRrP ,+1

можно

12

О1-1-----

f 2-ltf5 4610~5 i-10~s 1 Iff 4

1 ma* f. С

Рис. 5. Изменение тока микроплазменной системы при прямоугольном воздействии и наличии индуктивности токоподводящих проводов

Для доказательства адекватности предлагаемой модели проведены эксперименты по получению покрытий на металлических изделиях алюминиевых сплавов 2021, 7071, АМг, представляющие собой прямоугольные пластины площадью 10x25 мм и толщиной 2 мм в 4-х компонентном электролите следующего состава: Na2HP04xl2H20 - 40 г/л; Na2B4O7xl0H2O - 30 г/л; Н3В03 -20 г/л; NaF - 10 г/л.

Путем измерения мгновенных значений тока и напряжений в цепи микроплазменной системы были построены осциллограммы тока и определены значения параметров эквивалентной схемы, которые использовались в дальнейшем для имитационного моделирования в среде MATLAB (табл.1).

Таблица 1

Экспериментальные данные при U = 250 В, L„ = 43 мкГн, R„ = 1,3 Ом, Rp = 5 Ом.

Время процесса, с Ллах? А Апах? С IconsU А Rr, Ом Сг, мкФ

120 24 0,7 18,4 7,2 1,2

180 20,2 0,8 15,1 10,5 0,6

240 18,2 0,8 13,5 12,4 0,4

300 14,4 0,9 11,7 15,3 0,2

При моделировании (рис. 6), в качестве источника энергетического воздействия был использован источник постоянного напряжения, коммутируемый прерывателем. В качестве параметров выходного комплексного сопротивления моделируемого источника взяты параметры реального источника.

Осциллограф 1

Рис. б. Компьютерная модель в системе МАТЬАВ

Погрешность модели с учетом совокупности п погрешностей мгновенных значений тока микроплазменной системы для каждого /-го импульса, полученного при разных значениях времени процесса, оценивалась по норме вектора 8,у = (5,-,, 5,2,... ,8,„, 82!, б2 2,... ,52я , 8*,, Ък2,... ,5к„), равной 8 = тах|8(;|, у' = 1,2, 3,..., ли / = 1,2, 3,..., к.

-- /м'7 ~1,п -100%, (5)

и I ' 4 '

где 1щ, Л,у - значения тока, определенные при проведении эксперимента и компьютерным моделированием, п - количество мгновенных значений при дискретизации импульса к - количество импульсов.

Результаты моделирования и экспериментов по нанесению покрытий показали, что погрешность модели начальных стадий микроплазменного процесса не превышает 3% (рис. 7).

: -

1»

------------------.——,....................Т-~*™1..................

» я» «с» к» sao aw

Г "2с~7,ж

Рис. 7. Сравнение данных тока микроплазменной системы полученных в результате моделирования и эксперимента: la, Ib — 3 мин; 2а, 2Ь-4 мин; За, ЗЬ - 5 мин; где а - данные модели; b - данные эксперимента

Совпадение данных моделирования и эксперимента подтверждают адекватность эквивалентной схемы процесса для импульсных воздействий, что, в свою очередь, служит обоснованием возможности контроля параметров микроплазменного покрытия по вариациям активного сопротивления Л"г и емкости Сг границы металл-раствор.

В работе представлены (табл. 2) экспериментальные данные качества покрытия (толщины и пористости) и эквивалентные сопротивления и емкости границы металл-раствор, рассчитанные по измеренным мгновенным значениям тока и напряжения микроплазменной системы, для разных длительностей процесса на алюминиевом сплаве 2021.

Таблица 2

Связь параметров модели с толщиной и пористостью

Время обработки, с Яг, Ом Сг, мкФ Толщина покрытия /г, мкм Пористость р,% Количество пор на 1см2 покрытия Средний диаметр пор, мкм

60 9,7 1,40 4,16 0,92 3,3x107 0,16

180 8,5 1,6 8,16 4,70 6,3x106 1,17

300 10,8 1,26 9.13 4,11 3x107 0,50

600 9,6 1,43 11,33 16,89 8,5x106 1,00

900 13,8 1,16 17,66 4,67 3,6x106 1,67

На рис. 8 приведены микрофотографии покрытий образцов на сплаве алюминия 2021 при различных длительностях процесса (при увеличении в 2500 и 1000 раз для каждой длительности).

__I

г) д)

Рис. 8. Микрофотографии покрытий образцов на сплаве алюминия 2021 при различных длительностях процесса, мин: а) 1; б) 3; в) 5; г) 10; д) 15

Из рис. 8 видно, что на первых минутах покрытие начинает образовываться, а на третьей минуте оно становится тонким и пористым. С увеличением времени обработки поры начинают зарастать, наряду с появлением других пор, и к пятой минуте процесса получается равномерное мелкопористое покрытие. С дальнейшим увеличением времени (более 10 минут) обработки происходит пробой уже сформировавшегося покрытия с образованием пор большего диаметра. При обработке в течение 15 минут образованные пробоем поры частично зарастают, диаметр пор уменьшается.

Таким образом, электрические параметры микроплазменной системы являются отображением толщины и пористости получаемого покрытия:

Я, = к\И/Р, (6)

Сг = к2Р/И, (7)

где к{ и А': - коэффициенты пропорциональности, зависящие от состава электролита, Р - пористость покрытия, /? - толщина покрытия.

Задача определения рациональной частоты дискретизации и числа уров-I ней квантования.

Поскольку определение параметров 7?г, и Сг выполняется на основе обработки мгновенных значений тока и напряжения, потребовалось решить задачу определения рациональной частоты дискретизациии числа N уровней квантования измеряемых электрических сигналов. Целевой функцией при этом является минимизация погрешности вычисления параметров относительно пределов

погрешностей 8Я"р,8С"р,8ЯрР: ' |та хШК),/п(Сг),/„(Ю)

дУ г д " д Р' при 8Я<8Я?Р,8СГ<8С?РМ <5Дрпр (8) [та х(ЩЯг),ЩСг),ЩЯр)) р р

Результаты расчетов приведены на рис. 9, из которых следует, что на инструментальную погрешность в большей степени влияет частота дискретизации. Так, например, для обеспечения погрешности 3% частота должна быть не менее 10 МГц.

I.................................

] | цаяо«»"7^ , Кб*г

I I ШШ&Кьп

Щ щ

I > Я г,Ь <П ; »)«Р

Рис. 9. Связь инструментальной погрешности определения параметров Лр, Л, и С, эквивалентной схемы с характеристиками квантования по времени и по уровню

Метод измерения параметров модели.

В работе показано, что при использовании трапециевидного энергетического воздействия можно выделить активную и емкостную составляющие тока микроплазменной системы / = /д + /с в процессе нанесения покрытия и на основе этих данных определить параметры, характеризующие качество покрытия:

СТ = 1с/(сК/П/А), (9)

(10)

А

где и„ - поляризационное напряжение, измеряемое между изделием и измерительным электродом (см. рис. 1), размещенным в непосредственной близости от границы раздела.

По мгновенным значениям тока микроплазменной системы и поляризационного напряжения строится вольтамперная характеристика (ВАХ) при возрастающем (рис. 10, кривая 1а) и убывающем (рис. 10, кривая 16) энергетическом воздействии.

Рис. 10. Графическая иллюстрация сущности метода измерения параметров модели: кривые 1а, 16 показывают зависимость тока микроплазменной системы от поляризационного напряжения (ВАХ); кривая 2 соответствует активной составляющей ВАХ; кривая 3 - реактивной составляющей

Токи на восходящей и нисходящей ветвях ВАХ определяются соотношениями:

1у=1А+Сг-с1ип/Л, (11)

1т=1А + Ст-с1иа/сН (12)

Величины с1и„ ¡Л и с1ип/А одинаковы при симметричном трапециевидном импульсе поляризационного напряжения, но имеют разные знаки Алгебраическое сложение ВАХ (11) и (12) позволяет получить выражение для активного тока /А (рис. 10, кривая 2):

к+к^л, (13)

а их алгебраическое вычитание дает выражение для емкостного тока /с:

7ъ-7т=2.Сг.<Ыи/А = 21с. (14)

Необходимо заметить, что использование поляризационного напряжения в ВАХ позволяет исключить влияние свойств электролита на результат измерения.

Третья глава "Разработка и исследование преобразователей для измерения больших импульсных токов" посвящена выбору первичного преобразователя тока, протекающего в цепи микроплазменной системы.

Основные требования, предъявляемые к таким преобразователям, определяются спецификой исследуемого процесса. А именно: динамическим диапазоном (от сотен ампер до десяток килоампер) и высокой скоростью нарастания тока (107 А/с), а также наличием электромагнитных помех микроплазменных разрядов.

Для оценки требований к частотным характеристикам преобразователей был рассмотрен спектр отклика на типовое импульсное воздействие с длительностью 200 мкс, длительностью фронта 10 мкс и скважностью 100. Результаты гармонического анализа отклика показали, что полоса пропускания преобразователей ток-напряжение должна составлять не менее 100 кГц.

В ходе теоретических и экспериментальных исследований широко используемых датчиков переменного тока (трансформаторов тока и их разновидности - катушки Роговского, датчиков Холла, магнитооптических датчиков, магниторезистивных датчиков и резистивных датчиков) был сделан выбор в пользу резистивных шунтов для измерения больших импульсных токов микроплазменной системы, благодаря малой стоимости, линейности, высоким метрологическим характеристикам, помехозащищенности и сравнительной простоте изготовления.

Эквивалентная схема шунта содержит активное сопротивление К, паразитные индуктивность Ь и емкость С, а полное сопротивление можно представить в виде:

г = я

1+ 7О0-ЛС

(15)

Так как типичное значение К составляет менее 0,1 Ом, влияние паразитной емкости пренебрежимо мало вплоть до высоких частот. Для уменьшения реактивной составляющей погрешности шунта предпочтительнее использовать шунты бифилярной конструкции и, в частности, коаксиальной конструкции. Магнитное поле в таких преобразователях сосредоточено в зазоре между цилиндрами, а внутри и снаружи цилиндров, образующих резистивную часть коаксиального шунта, поле, создаваемое протекающим током, отсутствует и влияние электромагнитного поля микроплазменных разрядов минимизируется. При этом существенным фактором, ограничивающим частотный диапазон, становится поверхностный (скин-) эффект. В этом случае передаточная характеристика для скачка тока амплитудой /0 имеет вид:

г(о=/<ла-^6'/цад2), (16)

где 10Я0 - напряжение на выходе "идеального" шунта, А - толщина стенки ре-зистивной части шунта, а - электрическая проводимость токовой цепи, ц -магнитная проницаемость резистивного материала.

На рис. 11. изображена предложенная конструкция коаксиального шунта, состоящая из двух трубок, по которым протекает ток в противоположных направлениях, где 1 - токовые выводы; 2 - потенциальные выводы; 3 - цилиндр из манганина; 4 - медный цилиндр.

Для расчета конструктивных и электрических параметров коаксиального шунта для измерения импульсных токов в графической среде ЬаЬ\ТЕ\*/ была разработана программа, позволяющая автоматизировать инженерные вычисления параметров шунтов применительно к конкретной измерительной задаче с целью оценки и выбора возможных вариантов конструкции.

Для учета краевых эффектов была построена модель разработанной конструкции шунта с использованием метода конечных элементов в программном пакете А^УБ (рис. 12). Данная модель позволила оценить магнитное поле конкретной конструкции и получить индуктивность разработанного шунта с учетом токоподводящих и измерительных элементов конструкции. Расчет индуктивности при геометрических размерах шунта / = 140 мм (длина шунта),

= 45 мм (внешний радиус внутреннего цилиндра), Г2 = 47 мм (внутренний радиус внешнего цилиндра) с помощью приближенной формулы было получено значение 1,16-10" Гн, а с помощью конечно-элементной модели 10,41-10"9 Гн.

Рис. 11. Конструкция коаксиального шунта Рис. 12. Модель шунта с использованием

метода конечных элементов

На основе коаксиального шунта было разработано устройство (рис. 13) для измерения больших токов, которое введено в реестр средств измерений РФ и имеет следующие характеристики: диапазон измерений мгновенного значения амплитуды импульсного тока 100 ... 20 000 А; пределы допустимой основной погрешности измерения тока ± 5 %, диапазон измерений длительности импульса 1... 100 мс; длительность фронта импульса 10 мкс.

Для шунтов с малым значением сопротивления порядка мкОм, используемых для измерения больших токов, разработан новый метод поверки (калибровки), позволяющий производить поверку шунтов методом вольтметра-

амперметра с коррекцией погрешностей измерительных каналов по току и напряжению на основе обратного преобразования. Метод позволяет определить относительную погрешность измерения активного сопротивления шунта по формуле:

ті'г" , іЬа

где у)' - аддитивная погрешность измерения напряжения^ - мультипликативная погрешность измерения напряжения; у" - аддитивная погрешность измерения тока; У2 - мультипликативная погрешность измерения тока. На устройство для поверки получен патент РФ.

Рис. 13. Общий вид системы для измерения больших токов: 1 - шунт, 2 - осциллограф, 3 - компьютер

В четвертой главе "Разработка и исследование средств измерений высокого напряжения" приведены результаты проектирования устройств для исследования процессов при энергетическом импульсном воздействии на границу металл-раствор.

На рис. 14 представлена предложенная схема измерений электрических параметров микроплазменной системы. Источник энергетического воздействия (ИЭВ) формирует импульс трапециевидной формы с амплитудой от 0 до 3 кВ, частотой от 0 до 10 кГц и диапазоном изменения длительности импульсов 10 мкс - 2000 мкс. Импульсы напряжения подаются на образец, находящийся в токопроводящей ванне с электролитом. Компьютерная система измеряет мгновенные значения тока микроплазменной системы I, напряжения и с выхода ИЭВ и снимаемого с электрода сравнения поляризационного напряжения £/„.

Поляризационное напряжение проходит через каналы измерения с грубым и высоким ([/„*) разрешениями.

Рис. 14. Блок схема проведения измерений с использованием компьютерной системы: ИЭВ - источник энергетического воздействия, КИС - компьютерная измерительная система, 1 - изделие (электрод), 2 - измерительный электрод, 3 - ванна (противоэлектрод), 4 - раствор электролита, 5 - шунт

Мгновенные значения параметров I, и, и„, ип* микроплазменной системы необходимы и достаточны для определения активной и емкостной составляющих тока, корректно описывающих микроплазменный процесс нанесения керамических покрытий в электролитах. Для реализации измерения сигнала с высоким разрешением в КИС используется устройство повышения разрешения измерительного канала (УПР), принцип действия которого базируется на выделении для исследования части сигнала микроплазменного процесса (рис. 15).

и, в

Рис 15. Иллюстрация принципа исследования высокого напряжения

Входной высоковольтный сигнал и„* претерпевает ряд преобразований. Вначале он уменьшается до уровня, согласованного с входным диапазоном УПР, исследуемый участок сигнала сдвигается к нулевому уровню напряжения, и затем усиливается для согласования его с входным диапазоном аналого-цифрового преобразователя (рис. 16).

Рис. 16. Структура устройства повышения разрешения измерительного канала

Для предотвращения перегрузки по входу аналого-цифрового преобразователя в качестве усилителя используется усилитель-ограничитель.

Расчеты и экспериментальные исследования данного метода доказали возможность просматривать высоковольтный сигнал до 3 кВ с дискретностью 50 мВ при использовании цифрового осциллографа с 8-разрядным разрешением (рис.17, рис. 18).

Ч)СН1 500 V 1 тБ 2) СН2 20 V 1 тЭ

Рис 17. Исходный сигнал (1) и часть исходного сигнала, просматриваемая с большим разрешением с помощью УПР (2)

Рис.18. Измерение сигнала с высоким разрешением

Показано, что при использовании в УПР вычитающего усилителя и 16-разрядного ЦАПа, формирующего напряжение смещения, погрешность УПР по уровню 5СЯВ не превышает 0,1% и определяется по формуле:

Г(5иап.12+5пал.22+6ц.

З2 + Кп/ + 5дел2) + Кі + 5ну,22

0,5

(18)

где Зцап.і - погрешность от интегральной нелинейности ЦАП, 5иап,2 - от дифференциальной нелинейности ЦАП, 5цап,з - от усиления, §цап,4 - смещения нуля, <5дел - масштабного преобразователя сигнала сдвига по уровню, 5НУ і - усиления нормирующего усилителя, 5ну>2 - смещения нуля нормирующего усилителя.

Пятая глава "Системы контроля и управления микроплазменными процессами" посвящена описанию принципов проектирования измерительных информационных систем (ИИС) для исследования, контроля и управления процессом формирования микроплазменных покрытий.

Разработана концепция автоматизации процесса получения покрытий. В ней выделяется четыре подсистемы контроля электрических параметров: процесса, источника питания, раствора электролита, вспомогательного оборудования.

Формирование множества измеряемых электрических параметров процесса позволяет ввести обратную связь для подсистем управления, использовать их для диагностики природы сплавов обрабатываемого изделия, для прогнозирования и конструирования качества покрытий и, в конечном итоге, изменения режимов технологического процесса.

Решение задачи осуществляется на основе многоуровневой архитектуры клиент-сервер с использованием модульного подхода и технологии виртуальных приборов. Применение модульного подхода заключается в построении аппаратных и программных устройств из более мелких унифицированных модулей.

Для измерения электрических параметров процесса нанесения покрытий при импульсном энергетическом воздействии в растворах используется измерительная информационная система, которая выполняет следующие задачи:

• сбор данных о форме импульсных сигналов тока и напряжения микроплазменной системы через заданные интервалы времени;

• первичная обработка сигналов микроплазменного процесса и их визуализация;

• построение ВАХ по мгновенным значениям импульсных сигналов тока и напряжения в процессе проведения измерения;

• построение ВАХ в трехмерных координатах "ток-напряжение-время";

• построение зависимостей тока и напряжения от времени для различных продолжительностей процесса нанесения покрытия;

• постобработка сигналов микроплазменного процесса для последующего детального анализа.

Разработанная система реализована на базе компьютера, комплекта коаксиальных шунтов для преобразования тока в напряжение, устройства для повышения разрешения измерительного канала и многоканального цифрового осциллографа GDS-71062A (частота дискретизации сигнала 1 ГГц; диапазон измерения тока 0,05 А...20000 А; диапазон измерения напряжений 0...1000 В). Программное обеспечение написано в среде графического программирования Lab VIEW. В его состав входят следующие модули:

• расширенная виртуальная панель осциллографа;

• конвертор вольтамперных характеристик;

• 3D визуализатор вольтамперных характеристик;

• анализатор электрических параметров микроплазменного процесса.

На рис. 19 представлен интерфейс с пользователем программного модуля "ЗЭ визуализатор вольтампериых характеристик", который выводит в двумерном и трехмерном представлении полученные в различные времена от начала процесса осциллограммы импульсов тока и поляризационного напряжения, а также семейства ВАХ, построенные на основе этих данных.

Реализованная в составе программного обеспечения постобработка позволяет определить:

• скорости изменения тока ¿1/6/ и напряжения для импульсных сигналов;

• изменение интегральных характеристик импульсных сигналов тока [/(Оск и напряжения Ш(0ск в течение процесса нанесения микроплазменного покрытия;

• активную или емкостную составляющие ВАХ микроплазменного процесса;

• изменение сопротивления границы раздела в процессе нанесения покрытия;

•-н яи

Рис. 19. Интерфейс модуля "ЗБ визуализатор вольтампериых характеристик"

С помощью разработанной измерительной информационной систем показано, что форма тока и ВАХ микроплазменной системы при импульсном трапе-

циевидном воздействии зависят от состава обрабатываемого материала (рис. 20).

и, В

Рис. 20. Вольтамперные зависимости, полученные на сплавах различных марок в электролите состава: Ыа2НР04х12Н20 - 12г/л; №2В407х 10 Н20 - Зг/л; Н3В03 - Зг/л: 1 - алюминиевый сплав 2021; 2 - магниевый сплав АМ60В; 3 - алюминиевый сплав АМц, 4 - алюминиевый сплав АМг; 5 - магниевый сплав Аг9Ш; 6 - алюминиевый сплав Д16

Это позволило разработать нейросетевой метод идентификации металлов и сплавов обрабатываемого изделия с помощью информации об электрических параметрах сигналов отклика микроплазменной системы на импульсное трапециевидное воздействие. Для этого осуществляют предварительное обучение нейросети, используя мгновенные значения тока и напряжения, полученные во время микроплазменного процесса на образцах с известными свойствами.

Разработанный метод защищен патентом РФ № 2281487 и позволяет на основе информации о материале электрода-изделия производить коррекцию параметров энергетического воздействия для получения покрытия заданного качества. Экспериментальная оценка ошибки распознавания для сплавов алюминия (2021, 7071, АМг) и магния (AZ9W) при использовании в качестве нейросети однослойного персептрона составила 7,5 %. Показано, что точность распознавания зависит от архитектуры нейросети и от количества нейронов.

Если ограничиваться определением параметров математической модели Яг, и Сг (рис. 2) на основе измерения мгновенных значений тока микроплазменной системы и поляризационного напряжения, то возникает дополнительная погрешность, обусловленная неточным позиционированием измерительного электрода (рис. 14). Если измерять электропроводность электролита (рис. 2), то эта информация позволяет в значительной мере снизить влияние неточности позиционирования электрода. Для реализации этого подхода в работе предложен программно-аппаратный модуль кондуктометра. Предложенный модульный подход позволил, реконфигурируя структуру КИС (рис. 14), использовать ее аппаратные модули - функциональный генератор и АЦП - для выполнения дополнительных функций измерения электропроводности электролита в диапазоне от 0,1 до 10 См/м с погрешностью не более 2,5 %.

Одним из основных элементов микроплазменной системы является источник энергетического воздействия. Разработана методика выбора структуры и параметров источников питания для конкретного вида микроплазменной обработки изделий. Методика представляет собой набор шагов, которые позволяют принять обоснованное решение по выбору для составления технического задания на проектирование интеллектуальных устройств микроплазменного оксидирования: задание площади обрабатываемого изделия; задание плотности тока; оценка параметров эквивалентной цепи нагрузки; расчет напряжения; определение длительности импульса напряжения; определение частоты следования импульсов напряжения; определение потока энергии; выбор источника первичного электропитания; определение способа накопления энергии; определение количества модулей накопления энергии; выбор модуля разрядного коммутатора; определение количества измеряемых параметров микроплазменного процесса; выбор измерительных модулей; синтез структуры устройств; синтез программного обеспечения.

В соответствии с изложенной методикой были разработаны источники энергетического воздействия, позволяющие производить обработку изделий площадью от 0,01 до 1 м2, внешний вид некоторых из них представлен на рис.

21.

Рис. 21. Внешний вид источников энергетического воздействия: а) «Корунд», б) «Согипс1-М1», в) «Воу-2»

В диссертации рассмотрены вопросы проектирования генераторов для формирования формы сигнала энергетического воздействия (прямоугольный, треугольный, синусоидальный) и проектирование микропроцессорных щитовых измерителей мгновенных значений напряжения и тока, используемых в качестве аппаратных модулей в составе источников энергетического воздействия.

В приложениях приведены акты внедрения и сертификат об утверждении типа средств измерений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложена математическая модель изменений напряжения и тока на границе раздела металл-раствор на начальных стадиях формирования барьерного слоя для импульсного высокоэнергетического воздействия учитывающая выходной импеданс источника энергетического воздействия и отражающая качество получаемого (толщина и пористость) покрытия в терминах электрических величин эквивалентной схемы микроплазменной системы. Проведена экспериментальная проверка адекватности предложенной модели для начальных стадий формирования барьерного слоя при энергетическом импульсном воздействии.

2. Разработан новый метод определения активной и емкостной составляющих тока микроплазменной системы, отражающих качество покрытия, возможность реализации которого основана на трапециевидной форме импульса энергетического воздействия и построении восходящей и нисходящей ветвей вольтамперной зависимости тока от поляризационного напряжения.

3. Разработан метод обработки мгновенных значений напряжения и тока микроплазменной системы с помощью искусственных нейросетей, позволяющий идентифицировать обрабатываемые металлы и сплавы с целью адаптации процесса нанесения покрытия к свойствам материала.

4. Обоснована целесообразность использования в процессе микроплазменного оксидирования в импульсном режиме в качестве первичных преобразователей ток-напряжение коаксиальных резистивных шунтов; проведено моделирование магнитного поля шунта, позволившее автоматизировать инженерные вычисления его параметров. Разработанный шунт используется в составе измерительной системы, введенной в Государственный реестр средств измерений РФ. Разработан метод поверки (калибровки) шунтов, позволяющий производить их поверку методом вольтметра-амперметра с коррекцией погрешностей измерительных каналов по току и напряжению на основе обратного преобразования.

5. Предложен подход к проектированию измерительных информационных систем для исследования, контроля и управления процессом формирования микроплазменных покрытий, базирующийся на модульном подходе и технологии виртуальных приборов. Предложена структура компьютерной системы измерения для исследования высоковольтных напряжений процессов при энергетическом импульсном воздействии на границу металл-раствор с адап-

тивным высоким разрешением. Разработано программное и аппаратное обеспечение ИИС, позволяющее автоматизировать процесс нанесения покрытий.

6. Разработана методика выбора структуры и параметров источников энергетического воздействия для конкретного вида микроплазменной обработки изделий. Изготовленные источники, генераторы для формирования формы сигнала энергетического воздействия (прямоугольный, треугольный, синусоидальный) и микропроцессорные щитовые измерители мгновенных значений напряжения и тока используемых в качестве аппаратных модулей в составе источников энергетического воздействия доказали при эксплуатации свою надежность, эффективность и многофункциональность.

7. На предприятиях ООО "Русский профиль", г. Красноярск, ОАО "Информационные спутниковые системы им. Решетнева" г. Железногорск, ООО "Ма-нэл" г. Томск, ООО "Сибспарк", г. Томск, разработаны технологии обработки металлов и сплавов, и внедрены технологические линии по нанесению функциональных и декоративных покрытий на базе разработанных источников импульсных энергетических воздействий: «Корунд», «Corund Ml», «Boy», «Воу-2», «Воу-2М», «Воу-3», «Sibspark».

Таким образом, в результате выполнения диссертационной работы внесен существенный вклад в решение важной народно-хозяйственной задачи по созданию средств измерений электрических параметров для управления качеством микроплазменных покрытий и развитие технологий нанесения наноструктур-ных неметаллических неорганических покрытий в различных сферах науки и производства.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ

1. Муравьев C.B., Бориков В.Н. Алгоритмы дискретной математики в измерениях // Измерения, контроль, автоматизация. - 1992. - № 1-2(80) . - С. 20-28.

2. Мамаев А.И., Дорофеева Т.И., Бориков В.Н., Мамаева В.А. Вольтам-перные характеристики процесса нанесения оксидных и керамических покрытий в импульсном микроплазменном режиме на сплавы алюминия, титана и магния // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 5. - С. 38-43.

3. Мамаев А.И., Бориков В.Н., Мамаева В.А., Дорофеева Т.И. Компьютерная система измерения электрических параметров микроплазменных процессов в растворах // Защита металлов. - 2005. - Т. 41. - № 3. - С. 1-6.

4. Мамаева В.А., Мамаев А.И., Выборнова С.Н., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И. Исследование процесса формирования биоактивных покрытий на

титане и его сплавах в импульсном микроплазменном режиме // Перспективные материалы. - 2005. -№ 1. - С. 52-58.

5. Мамаева В.А., Мамаев А.И., Бориков В.Н., Дорофеева Т.Н., Будницкая

Ю.Ю. Исследование циклических вольтамперных характеристик в процессе микроплазменного формирования биокерамических покрытий на титане и его сплавах в щелочных электролитах // Физика и химия обработки материалов. - 2005. - № 3. - С.48-53.

6. Мамаев А.И., Дорофеева Т.Н., Бориков В.Н., Мамаева В.А. Применение нейросетей для определения марки сплава при микроплазменном воздействии // Технология металлов. - 2006. - № 6. - С. 37-41.

7. A. I. Mamaev, V. N. Borikov, V. A. Mamaeva, and Т. I. Dorofeeva A

Computer System Measuring the Electrical Parameters of Microplasma Processes in Solutions // Protection of Metals and physical chemistry of surfaces. - Vol. 41. - No. 3. - 2005. - P. 254-258.

8. Borikov V. Neural Method Alloys Identification by the Microplasma Oxidation Process in the Electrolyte Solutions // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - 2006 - Vol. 37. - No. 11. - P. 915-918.

9. Мамаев А.И., Дорофеева Т.Н., Бориков В.Н., Мамаева В.А. Моделирование начальных стадий формирования покрытия на вентильных металлах при высоковольтном сильноточном импульсном воздействии // Физика и химия обработки материалов. - 2007. - № 3. - С.35-43.

10. Бориков В.Н., Сарычев C.B., Мамаев А.И. Промышленный источник питания для микродугового оксидирования в водных растворах электролита «Воу-2» // Приборы. - 2007. - № 6. - С.13-16.

11. Мамаев А.И., Дорофеева Т.Н., Мамаева В.А., Бориков В.Н. Адгезия и пластичность покрытий, полученных микроплазменным оксидированием титана // Технология металлов. - 2008. - № 3. - С. 33-37.

12. Мамаев А.И., Дорофеева Т.Н., Мамаева В.А., Бориков В.Н. Микроплазменное формирование биологически активных покрытий и их модифицирование лекарственными препаратами // Перспективные материалы. -2008.-№3.-С. 51-59.

13. Дорофеева Т. И., Бориков В. Н., Мамаева В. А., Мамаев А. И. Взаимосвязь микроплазменного процесса формирования оксидных керамических покрытий на цирконии с вольтамперными характеристиками // Технология металлов. - 2009. - № 5. - С. 35-39.

14. Muravyov S.V., Borikov V.N., Natalinova N.M. A Computer System: Measurement of Welding Surge Current // Measurement & Control. - 2009. -Vol. 42/2 March. - P. 44-47.

15. Бориков B.H., Ким В.Л., Меркулов C.B. Генераторы тестовых напряжений // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. — 2010. — № 1. - С.23-26.

16. Бориков В.Н. Автоматизированный расчет электрических и конструктивных параметров коаксиальных шунтов в графической среде программирования Lab VIEW //Приборы. - 2010. - № 3. - С. 42-46.

17. Баранов П.Ф., Бориков В.Н. Дистанционный лабораторный практикум на основе графической программной технологии // Дистанционное и виртуальное обучение. -2011. -№ 1. - С. 81-88.

18. Бориков В.Н., Баранов П.Ф. Концепция системы контроля и управления технологическими процессами формирования микроплазменных покрытий // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - Том 318. -№5. -С. 120-125.

19. Бориков В. Н. Модульная система для измерения удельной электропроводности жидкости // Датчики и системы. - 2011 - № 5 - С. 40-43.

20. Muravyov S.V., ZIygosteva G.V., Borikov V.N. Multiplicative method for reduction of bias in indirect digital measurement result // Metrology and Measurement Systems. - 2011. - Vol. 18. - No. 3. - P. 481-490.

21. Бориков B.H., Баранов П.Ф., Горисев С.А., Ряшенцев И.В., Цимбалист

Э.И. Сетевая виртуальная лаборатория удаленного доступа по электротехнике // Открытое образование. - 2011. -№ 4(87). - С. 19-24.

22. Бориков В.Н., Баранов П.Ф., Цимбалист Э.И., Ким В.Л. Устройство для испытаний и поверки индуктивных делителей напряжения // Контроль. Диагностика. - 2011. - № 11 (1 б 1) - С. 41 -45.

23. Бориков В.Н., Баранов П.Ф., Мамаев А.И. Программно-аппаратный комплекс для исследования микроплазменных процессов в растворах // Приборы,- 2011.-№ 12. - С.53-59.

Монография

24. Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И. Формирование наноструктурных неметаллических неорганических покрытий путем локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 2010.-360 с.

Патенты

25. Патент РФ № 2281487. Автоматизированный способ идентификации металлов и сплавов / Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И. Опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22.

26. Патент РФ № 2284517. Способ определения электрических параметров сильнотоковых импульсных процессов в растворах электролитах и компьютерная система измерения / Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И., Бутягин П.И. Опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27.

27. Патент РФ на полезную модель № 80585. Устройство для поверки шунтов / Муравьев С.В., Бориков В.Н., Наталинова Н.М. Опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4.

28. Патент РФ № 2330353. Способ преобразования химической энергии в электрическую энергию и устройство для его осуществления / Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н. Опубл. 27.07.2008, Бюл. № 21.

Сборники материалов международных конференций

29. Mamaeva V.A., Mamaev A.I., Borikov V.N., Dorofeeva T.I., Bydnitskaia

Yu.Yu. Bioactive Ceramic Coatings with Nanoporous and Nanocrystalline Structure Obtained by Microplasma Processes in Electrolytic Solutions // Nanoparticles, Nanostructures and Nanocomposites: Proc. Topical Meet. Europ. Ceramic Society. - Russia, Saint-Peterburg, Juiy 5-7,2004. - P.58.

30. Mamaev A.I., Borikov V.N., Mamaeva У.А., Dorofeeva T.I. Computer Aided Measurement System of Electrical Parameters of Pulsed Microplasma Processes in Electrolytic Solutions // Proc. of 7 International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Russia, Tomsk, July 2529, 2004. - P. 493-496.

31. Mamaev A.I., Dorofeeva T.I., Mamaeva V.A., Borikov V.N., Budnitskya, Makarov A.A. Voltammetry Characteristics of Ceramic Coatings Obtained by Pulse Microplasma Processes on Aluminium, Titanium and Magnesium Alloys // Proc. of 7 International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Russia, Tomsk, July 25-29, 2004. - P. 340-342.

32. Мамаева B.A., Мамаев А.И., Бориков B.H., Дорофеева Т.И., Будницкая

Ю.Ю. Циклические вольтамперные зависимости в исследовании процесса микроплазменного формирования биокерамических покрытий на титане и его сплавах // Физико-химические процессы в неорганических материалах: Труды IX Международной конференции. - Кемерово, 23-25 сентября 2004. - 4.2.-С. 72-75.

33. Мамаев А.И., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И., Мамаева В.А. Компьютерная система измерений для исследования импульсных микроплазменных процессов формирования керамических покрытий на вентильных металлах Н Физико-химические процессы в неорганических материалах: Труды IX Международной конференции. - Кемерово, 23-25 сентября, 2004,- 4.2. -С.68-71.

34. Бориков В.Н., Коломоец Н.В. Прогнозирование изменения погрешности средств измерений с применением нейронной сети // Качество-стратегия XXI века: Материалы X Международной научно-практической конференции, 7-8 декабря 2005 г. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 154-156.

35. Мамаев А.И., Бориков В.Н., Попова Е.А. Метрологическое обеспечение покрытий микродугового оксидирования // Качество-стратегия XXI века:

Материалы X Международной научно-практической конференции, 7-8 декабря 2005 г. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 138-139.

36. Бориков В.Н., Муравьев С.В. Компьютерная система измерений и регистрации параметров режима сварки // Повышение надежности сварных соединений при монтаже и ремонте технологического оборудования в энергетике: Доклады 2-го научно-практического семинара, 6-8 декабря 2005г. -Киев: Экотехнология, 2005. - С. 45-46.

37. Borikov V. Neural-method alloys identification by the microplasma process in the electrolyte solutions // Information technology and electrical engineering -devices and system, materials and technologies for the future: Proc. of Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (51.IWK), 11-15 September 2006. - Ilmenau: Verlag ISLE, 2006. - P. 321-322.

38. Muravyov S.V., Borikov V.N., Kaysanov S.A. Computer system for measurement of welding process parameters // Metrology for a Sustainable Development: XVIII IMEKO WORLD CONGRESS - Brazil, Rio de Janeiro, September 17 - 22, 2006. - P. 121.

39. Borikov V.N., Stukach O.V., Popova E.A. Control of the Microplasma Process in Electrolyte Solutions Based on STATISTICA Model // Proc. IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2007). - Russia, Tomsk, April 20-21, 2007. - P. 58-63.

40. Borikov V. Linear Parameter-Oriented Model of Microplasma Process in Electrolyte Solutions // Computer Science Meets Automation: Proc. of Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (52.IWK). - Germany, Ilmenau, September 10-13, 2007. P. 89-94.

41. Borikov V. Measurement System for Coating Quality Control During High Current Process in Electrolyte Solution // Proceedings of the 9th Internatonal IMEKO Symposium on Measurement and Quality Control (ISMQC). - India, Madras, November 21-24, 2007. - P. 121-126.

42. Borikov V.N. Computer System for Measurement of High Voltage Signal during Plasma Process in Solution // Proc. of the 16th IMEKO TC-4 International Symposium "Exploring New Frontiers of Instrumentation and Methods for Electrical and Electronic Measurements" and 13th Workshop on ADC Modelling and Testing. - Italy, Florence, September 22-24, 2008. - P. 254-258.

43. Mamaeva V.A., Mamaev A.I., Borikov V.N., Dorofeeva T.I. Pulsed High Power Action and Technology of Nanostructural Bioceramic Coatings // Materials of 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - Russia, Tomsk, September 22-26, 2008. -P. 367-368.

44. Borikov V.N., Baranov P.F., Bezshlykh A.D Virtual Measurement System of Electric Parameters of Microplasma Processes // Proc. IEEE International

Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2009). -Russia, Tomsk, March 27-28, 2009. - P. 275-279.

45. Borikov V. Virtual Electrolyte Conductivity Analyzer for Microplasma // Proc. of 17th Symposium IMEKO TC4 "Instrumentation for the Information and Communication Technology Era". - Slovakia, Kosice, September 8-10, 2010. -P. 14-18.

Подписано к печати 30.01.2012. Формат 60x84/18. Бумага «Снегурочка». Печать XEROX. Усл.печ.л. 2,04. Уч.-изд.л. 1,84. Заказ 65-12. Тираж 120 экз. Национальный исследовательский Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована _NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

I ISO 9001

ШШШШ

ИЗДАТЕЛЬСТВО IF my. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30. Тел/факс: +7(3822)56-35-35, www.tpu.ru

Введение.

Глава 1. Микроплазменные процессы формирования покрытий.

1.1. Классификация энергетических процессов в растворах.

1.2. Методы исследования микроплазменных процессов нанесения покрытий в растворах.

1.2.1. Метод «формовочных» кривых.

1.2.2. Метод статических вольтамперных характеристик.

1.2.3. Метод динамических вольтамперных характеристик.

1.2.4. Метод нагрузочных характеристик источника энергетического воздействия.

1.3. Наноразмерная локализация энергии высокой плотности на границе фаз.

1.4. Приборы и методы исследования сильнотоковых процессов в растворах электролитов.

1.5. Сравнительный анализ методов исследования микроплазменных процессов нанесения покрытий в растворах.

Выводы.

Глава 2. Математическое моделирование процесса формирования покрытий при импульсном энергетическом воздействии.

2.1. Моделирование начальных стадий формирования покрытия при высоковольтном сильноточном импульсном воздействии.

2.2. Разработка модели микроплазменной системы в терминах электрических величин.

2.3. Модель микроплазменной системы.

2.4. Проверка адекватности модели.

2.5. Управление качеством микроплазменного покрытия.

2.6. Задача определения рациональной частоты дискретизации и числа уровней квантования измеряемых электрических сигналов.

2.7. Метод измерения параметров модели.

Выводы.

Глава 3 Разработка и исследование преобразователей для измерения импульсных токов.

3.1 Параметры сигнала тока микроплазменной системы.

3.2. Сравнительный анализ датчиков тока.

3.3. Резистивные преобразователи тока.

3.3.1. Разработка конструкции резистивного преобразователя ток-напряжение.

3.4. Расчет параметров и моделирование магнитного поля коаксиального шунта.

3.4.1.Расчет механических и электрических параметров коаксиальных шунтов.

3.4.2. Программа для расчета параметров коаксиальных шунтов.

3.4.3. Расчет паразитной индуктивности методом конечных элементов.

3.5. Исследование динамических характеристик коаксиальных шунтов.

3.5.1. Экспериментальные исследования динамических характеристик коаксиального шунта.

3.6. Поверка шунтов на основе метода обратного преобразования.

3.7. Система измерения больших токов (СИБТ).

Выводы.

Глава 4 Разработка и исследование средств измерений высокого напряжения.

4.1. Параметры сигнала напряжения микроплазменного процесса.

4.2. Ограничения при измерении импульсных напряжений с помощью осциллографов.

4.3. Усилители-ограничители.

4.4. Компьютерная система измерений.

4.5. Метрологические характеристики компонентов системы для измерения напряжения.

Выводы.

Глава 5 Принципы проектирования измерительных систем для контроля и управления процессом формирования покрытий.

5.1. Концепция системы контроля и управления технологическим процессом формирования микроплазменных покрытий.

5.2. Структура информационной измерительной системы.

5.3. База данных системы.

5.4. Модульный подход к программированию.

5.5. Измерительная информационная система.

5.6. Автоматизированный способ идентификации металлов и сплавов.

5.7. Модульная система для измерения удельной электрической проводимости раствора для микроплазменного оксидирования.

5.8. Источники энергетического воздействия.

5.8.1. Структурная схема мощного источника питания.

5.8.2. Маломощный источник энергетического воздействия.

5.9. Формирователи формы сигнала энергетического воздействия.

5.10. Микропроцессорный интегрирующий измерительный преобразователь.

Выводы.

Практически во всех отраслях, деятельность которых связана с производством приборов, машин, механизмов, металлоконструкций, важнейшим видом обработки является формирование покрытий на поверхности изготавливаемых деталей. Наряду с традиционными технологиями поверхностной обработки деталей в растворах все большее применение находят технологии с использованием энергетического импульсного воздействия, в которых формируются нано-структурные неметаллические неорганические покрытия, что позволяет относить их к числу перспективных технологий получения и обработки конструкционных и функциональных наноматериалов.

Большой вклад в развитие научных исследований в этой области внесли Г.А. Марков, Л.А. Снежко и В.И. Черненко, П.С. Гордиенко, И.В. Суминов и A.B. Эпельфельд, JI.T. Бугаенко, В.Н. Малышев, A.B. Тимошенко, П. Курц (P.Kurze) и Г. Маркс (G. Marx), Д. Албелла (J. Albella) и И. Монтеро (I. Montero), A.JI. Ерохин (A.L. Yerokhin) и др. В работах А.И. Мамаева впервые заявлено о применении импульсного энергетического воздействия в растворах, как наиболее эффективного способа формирования покрытий заданной толщины, пористости и состава на вентильных металлах и их сплавах.

Дальнейшее совершенствование, как самих этих технологий, так и необходимого для их внедрения высокопроизводительного оборудования, невозможно без создания соответствующих средств измерений и контроля параметров качества получаемого покрытия и процесса его нанесения.

Характерной особенностью процессов импульсного энергетического воздействия является большой динамический диапазон изменения электрических параметров процесса формирования покрытий: напряжений - от 100 до 1000 В и токов через границу раздела - от 10 до 10000 А при длительности импульса от 50 до 500 мкс. При малых длительностях энергетического воздействия форма импульса оказывает значительное влияние на качество покрытия, такие как толщина и пористость. Поэтому важно с достаточной для практики точностью измерять электрические параметры процесса с целью анализа формы энергетического воздействия и целенаправленного управления технологическим процессом и, следовательно, качеством покрытия определенного функционального назначения.

Знание формы сигнала воздействия и его отклика на это воздействие позволяет, используя современные информационные технологии, эффективно решать вопросы идентификации состояния системы, и, в конечном счете, определения косвенными методами качества сформированного покрытия.

Таким образом, диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи, заключающейся в разработке методов и средств измерений электрических параметров процессов при импульсном энергетическом воздействии в растворах электролита, позволяющих производить оценку качества получаемых покрытий в процессе обработки.

Актуальность работы подтверждена включением данной тематики в аналитическую ведомственную целевую программу (АВЦП) Рособразования и Федеральную целевую программу (ФЦП) Министерства образования и науки, а также в ведомственные программы Роснано и Роскосмос.

Цель диссертационной работы заключается в создании методов и средств анализа формы тока и напряжения микроплазменного процесса при импульсном энергетическом воздействий в растворах, обеспечивающих контроль качества покрытий металлических изделий на стадии их формирования.

Основными задачами диссертационной работы в связи с поставленной целью являются:

1. Анализ существующих методов энергетического воздействия для нанесения покрытий в растворах, выявление электрических параметров процессов и диапазонов их изменений для адекватной оценки формируемого покрытия и получения информации о состоянии процесса микроплазменного оксидирования с целью управления качеством формируемого покрытия требуемого функционального назначения. ' if i i < 8

2. Разработка математической модели начальных стадий микроплазменного процесса в терминах электрических величин и доказательство ее адекватности.

3. Разработка методов измерения электрических параметров математической модели начальных стадий микроплазменного процесса и оценивание их точности.

4. Разработка новых технических решений для средств измерений электрических параметров процесса микроплазменного оксидирования в импульсном режиме.

5. Разработка принципов построения и создание системы автоматизированного сбора, анализа и представления данных о микроплазменном процессе.

Методы исследований. Теоретическая часть работы выполнена на основе методов теории электрических цепей и идентификации систем, теории погрешностей, математической статистики, системного анализа, математического моделирования, дифференциального и интегрального исчисления с использованием уравнений Фика и преобразований Лапласа. При расчетах и моделировании использовались программные пакеты MATLAB, Mathcad, ANSYS, Lab VIEW. Экспериментальные исследования проводились в производственных и лабораторных условиях.

Научная новизна.

1. Разработана и исследована математическая модель начальных стадий микроплазменного процесса, учитывающая связь между протекающим через раствор током и напряжением поляризации, и обеспечивающая возможность контролировать качество формирования покрытия путем измерения параметров электрической цепи микроплазменной системы.

2. Предложен метод определения параметров математической модели (сопротивления и емкости границы раздела, сопротивления раствора, индуктивности токоведущих проводов) микроплазменного процесса, основанный на анализе формы энергетического воздействия и отклика на него (защищен патентом РФ №2284517).

3. Разработан метод идентификации материала подвергаемого оксидированию изделия, позволяющий на основе информации об электрических параметрах микроплазменного процесса адаптировать его к свойствам этого материала (защищен патентом РФ № 2281487).

4. Разработана конечно-элементная модель, конструкция и метод оценки метрологических характеристик коаксиального шунта с улучшенными динамическими характеристиками, предназначенного для измерения мгновенных значений тока микроплазменного процесса (решения защищены патентом РФ № 80585).

5. Предложены структура, принципы построения и практическая реализация измерительной информационной системы, позволяющей в реальном времени измерять характеризующие микроплазменный процесс ток и напряжение в широком динамическом диапазоне с адаптивным высоким разрешением.

6. Предложены технические решения по построению источников импульсных энергетических воздействий с программируемой формой фронта импульса, получившие широкое промышленное внедрение (патент РФ № 2330353, сертификат об утверждении типа средства измерения РФ № 28856-05).

Практическая значимость результатов исследований. Результаты проведенных исследований позволяют создавать измерительное оборудование позволяющее изучать кинетику и механизм процессов формирования покрытия в зависимости от режимов локализации энергии высокой плотности, природы и состава фаз. Результаты идентификации микроплазменных процессов в растворах по вольтамперным характеристикам отражены в отчете АВЦП по гранту 2.1.2.5273 и в отчете по научно-исследовательской работе на тему «Исследование возможности разработки высоковольтного высокочастотного измерителя формы сигнала» выполненного по х/д № 1-82/02 для ООО «Техника и технологии электрохимии».

Полученные в работе результаты полезны разработчикам систем контроля и измерения формы токов и напряжения сложной формы в силовых установках различного назначения, например в электроэнергетике, в сварочной технике, в электрохимических технологиях и т.д., в получении интегральных характеристик объекта исследования и принятии эффективных решений управления технологическими процессами.

Результаты работы могут также способствовать созданию и совершенствованию методов и средств метрологического обеспечения систем измерений больших импульсных токов и напряжений и могут использоваться при разработке методик выполнения измерений в испытательных лабораториях силового оборудования, а также в процедурах аккредитации и подтверждения компетенции этих лабораторий.

Реализация результатов работы.

Результаты исследований по теме диссертации использованы при выполнении под руководством и при непосредственном участии автора следующих хоздоговорных и госбюджетных НИР:

• Разработка компьютерной системы измерения параметров фронта высоковольтных импульсов по заказу ООО "Техника и технология электрохимии", г. Томск, 2002 г., х/д № 1-82/02.

• Разработка установки «Корунд» по нанесению кальцийфосфатных покрытий, содержащих гидроксиапатит, на титановые имплантаты методом микродугового оксидирования по заказу Института физики прочности и материаловедения СО РАН, г. Томск, 2004 г., контракт 01КЕШЗ/1Ш с университетом Даеджин (Южная Корея).

• Разработка компьютерной системы измерения больших токов по заказу ОАО "Новосибирский завод химконцентратов", г. Новосибирск, 2004-2005 гг., х/д № 1-27/04у.

• Разработка измерительного интегрирующего преобразователя «Квант-2» по заказу Сибирского государственного научно-исследовательского института метрологии, г. Новосибирск, 2006 г.

• Разработка линии нанесения функциональных и декоративных керамических покрытий в рамках программы британо-российского партнерства "Атомные города" по заказу ООО «Русский профиль», г. Красноярск, 2005-2006 гг., х/д № 52.

• Разработка компьютерной системы измерения и управления для малогабаритного бетатрона на энергию до 4 МЭВ по заказу научно-исследовательского института интроскопии, г. Томск, 2005, х/д № 1-166/05у.

•Грант 2.1.2.5273 «Параметрическая идентификация микроплазменных процессов в растворах по вольтамперным характеристикам», АВЦП Рособразо-вания "Развитие научного потенциала высшей школы", 2006-2007 гг.

• Разработка и создание программируемого генератора напряжения по заказу НИИ автоматики и электромеханики, г. Томск, 2007 г., х/д 1-10/07.

• Разработка источника питания для нанесения покрытий методом микроплазменного оксидирования «СО!ШЖ) М1» по заказу ООО «Сибспарк», г. Томск, 2009 г.

• Разработка линии по нанесению наноструктурных неметаллических неорганических покрытий «АШпе-4» в рамках программы ОАО «РОСНАНО» по направлению «Машиностроение и металлообработка» по заказу ООО «МАНЭЛ», 2010-2011 гг., х/д № У03/01-10 и № У06/03-11.

• Изготовление и поставка автоматизированного измерительного комплекса по заказу ВНИИ физико-технических и радиотехнических измерений, п. Менделеево, Московская область, 2010 г., х/д 1-76/10у.

• Грант ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на проведение исследований по теме «Прецизионные резистивные и индуктивные преобразователи с улучшенными динамическими характеристиками», 2010-2012 гг., госконтракт 1.387С.2010.

• Грант по постановлению Правительства РФ № 218 на тему «Разработка унифицированного ряда электронных модулей на основе технологии "система-на-кристалле" для систем управления и электропитания космических аппаратов (КА) связи, навигации и дистанционного зондирования Земли с длительным сроком активного существования», направление 3.2 - разработка технологии формирования слоистых наноструктурных неметаллических неорганических покрытий и материалов, пригодных для изготовления функциональных изделий по договору от 7 сентября 2010 г. № 13.G25.31.0017 между ОАО "ИСС" и Ми-нобрнауки России.

Поддержка работ Российским фондом фундаментальных исследований в 2006 г. (РФФИ № 06-08-07073-3).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель начальных стадий микроплазменного процесса, полученная на основе линейных цепей, позволяет описывать изменение тока в растворе от поляризационного напряжения на начальных стадиях формирования барьерного слоя, причем параметры модели характеризуют качество покрытия.

2. Метод определения электрических параметров микроплазменного процесса, основанный на анализе формы, как энергетического воздействия, так и отклика на него, позволяет определить параметры эквивалентной схемы электрической цепи микроплазменной системы.

3. Новый метод идентификации материалов, основанный на анализе электрических параметров микроплазменного процесса, обеспечивает возможность его адаптации к свойствам материала.

4. Обоснованная теоретически и экспериментально конструкция коаксиальных шунтов для измерения мгновенных значений тока быстропротекающих микроплазменных процессов с высокими метрологическими характеристиками (погрешность 0,5 % в диапазоне от 100 А до 20 кА при скорости нарастания тока до 107 А/с).

5. Измерительная информационная система, структура и ее принципы построения позволяют в реальном времени измерять характеризующие микроплазменный процесс ток и напряжение в широком динамическом диапазоне с адаптивным высоким разрешением (до 50 мВ в диапазоне от 0 до 3 кВ при скоо рости изменения напряжения до 10 В/с).

6. Предложенные технические решения для создания источников импульсных энергетических воздействий напряжением от 100 В до 1000 В с длительностью фронта не менее 10 мкс и регулируемой формой импульса позволяют формировать покрытия с заданными свойствами и оценивать их качество.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях: Региональной научно-практической конференции "Радиотехнические и информационные системы и устройства" (Томск, 1994); Ш-й Международной конференции "Измерения, контроль, автоматизация производственных процессов" (Барнаул, 1994); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Проблемы сертификации и управления качеством" (Красноярск, 1997); Международной научно-практической конференции "Качество-стратегия 21 века" (Томск, 1998, 1999, 2005); 4-ом Корейско-Российском международном симпозиуме по науке и технике "КОРУС 2000" (Томск, 2000); 2-й и 3-й Международных научно-технических конференциях "Измерение, контроль, автоматизация" (Барнаул, 2001, 2002); 7-й и 9-й Международных конференциях по модификации материалов пучками частиц и плазменными потоками (Томск, 2004, 2008); IX Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово, 2004); Международном научно-практическом семинаре "Повышение надежности сварных соединений при монтаже и ремонте технологического оборудования в энергетике" (Киев, Украина, 2005); на 51-ом и 52-ом Международных научных коллоквиумах (1\*/К) "Информационные технологии и электротехника - устройства и системы, материалы и технологии для будущего" (Ильменау, Германия, 2006, 2007); ХУШ-ом Всемирном Конгрессе 1МЕКО "Метрология для устойчивого развития" (Риоде-Жанейро, Бразилия, 2006); Международных сибирских конференциях IEEE (SIBCON) по управлению и связи (Томск, Россия, 2007, 2009); 9-ом Международном симпозиуме ИМЕКО ТК 14 (ISMQC) "Измерения и контроль качества" (Мадрас, Индия, 2007); 16-ом Международном симпозиуме IMEKO ТК 4 "Перспективы развития приборов и методов для электрических и электронных измерений" (Флоренция, Италия, 2008); 17-м симпозиуме IMEKO ТК4 "Измерительные приборы эры информационных и коммуникационных технологий" (Кошице, Словакия, 2010).

Разработанный с участием автора информационно-измерительный комплекс для технологических линий нанесения наноструктурных покрытий в номинации «Новые высокотехнологичные разработки оборудования и наукоемкие технологии» удостоен диплома I степени с вручением Золотой медали на XVII международной выставке-конгрессе "Высокие технологии. Инновации. Инвестиции" (Hi-Tech'2011), проходившей с 15 по 17 марта 2011 г. в г. Санкт-Петербурге.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ, из них: 1 монография, 4 патента Российской Федерации и 22 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК для опубликования научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 214 наименований и приложения. Общий объем работы - 302 страницы, включая 109 рисунков и 18 таблиц.

251 Выводы

1. Для автоматизированной системы контроля и управления процессом формирования покрытий методом микроплазменного оксидирования с разделением функций систем сбора, анализа и накопления данных на отдельных серверах целесообразно выделить четыре подсистемы контроля электрических параметров: процесса, источника энергетического воздействия, раствора электролита, вспомогательного оборудования.

2. Решение задачи контроля и управления микроплазменным процессом необходимо решать на основе многоуровневой архитектуры клиент-сервер с использованием модульного подхода и технологии виртуальных приборов.

3. Разработанная измерительная система позволяет решить важнейшую проблему - определение закономерностей изменения электрических параметров процесса от характеристик качества получаемых покрытий.

4. Для сложных зависимостей электрических параметров от свойств покрытия рекомендуется использовать математический аппарат нейросетей.

5. Технологии формирования покрытий методом микроплазменного оксидирования неразрывно связаны с элементом микроплазменной системы - источником энергетического воздействия. Совместная разработка ИЭВ и средств измерений дает синергетический эффект в управлении качеством формирования покрытия.

6. Программно-управляемые средства измерений — формирователи источников энергетического воздействия, синхронные усилители, щитовые приборы измерения напряжения и тока с соответствующим программным обеспечением позволяют автоматизировать информационные процессы при проведении научных исследований, контроля и управления микроплазменными процессами.

252

Заключение

1. Предложена математическая модель изменений напряжения и тока на границе раздела металл-раствор на начальных стадиях формирования барьерного слоя для импульсного энергетического воздействия учитывающая выходной импеданс источника энергетического воздействия и отражающая качество получаемого покрытия (толщина и пористость) в терминах электрических величин эквивалентной схемы микроплазменной системы. Проведена экспериментальная проверка адекватности предложенной модели для начальных стадий формирования барьерного слоя при энергетическом импульсном воздействии.

2. Разработан новый метод определения активной и емкостной составляющих тока микроплазменной системы, отражающих качество покрытия, возможность реализации которого основана на трапециевидной форме импульса энергетического воздействия и построении восходящей и нисходящей ветвей вольт-амперной зависимости тока от поляризационного напряжения.

3.Разработан метод обработки мгновенных значений напряжения и тока микроплазменной системы с помощью искусственных нейросетей, позволяющий идентифицировать обрабатываемые металлы и сплавы с целью адаптации процесса нанесения покрытия к свойствам материала.

4. Обоснована целесообразность использования в процессе микроплазменного оксидирования в импульсном режиме в качестве первичных преобразователей ток-напряжение коаксиальных резистивных шунтов; проведено моделирование магнитного поля шунта, позволившее автоматизировать инженерные вычисления его параметров. Разработанный шунт используется в составе измерительной системы, введенной в Госреестр средств измерений РФ. Разработан метод поверки (калибровки) шунтов, позволяющий производить их поверку методом вольтметра-амперметра с коррекцией погрешностей измерительных каналов по току и напряжению на основе обратного преобразования.

5. Предложен подход к проектированию измерительных информационных систем для исследования, контроля и управления процессом формирования микроплазменных покрытий, базирующийся на модульном подходе и технологии виртуальных приборов. Предложена структура компьютерной системы измерения для исследования высоковольтных напряжений процессов при энергетическом импульсном воздействии на границу металл-раствор с адаптивным высоким разрешением. Разработано программное и аппаратное обеспечение ИИС, позволяющее автоматизировать процесс нанесения покрытий.

6. Разработана методика выбора структуры и параметров источников энергетического воздействия для конкретного вида микроплазменной обработки изделий. Изготовленные источники, генераторы для формирования формы сигнала энергетического воздействия (прямоугольный, треугольный, синусоидальный) и микропроцессорные щитовые измерители мгновенных значений напряжения и тока используемых в качестве аппаратных модулей в составе источников энергетического воздействия доказали при эксплуатации i свою надежность, эффективность и многофункциональность.

7. На предприятиях ООО «Русский профиль», г. Красноярск, ОАО «Информационные спутниковые системы им. Решетнева» г. Железногорск, ООО i

Манэл» г. Томск, ООО «Сибспарк», г. Томск, разработаны технологии и внедрены технологические линии по нанесению функциональных и декоративных покрытий на базе разработанных источников импульсных энергетических воздействий: «Корунд», «Corund MI», «Boy», «Воу-2», «Воу-2М», «Воу-3», «Sibspark».

Таким образом, в результате выполнения диссертационной работы внесен весомый вклад в решение важной народно-хозяйственной задачи по созданию средств измерений электрических параметров для управления качеством микроплазменных покрытий и развитие технологий нанесения наноструктурных неметаллических неорганических покрытий в различных сферах науки и производства.

254

1. Белеванцев В.И., Терлеева О.П., Марков Г.А., Шулепко Е.К., Слонова А.И., Уткин В.В. Микроплазменные электрохимические процессы. Обзор. // Защита металлов. - 1998. - Том 34. - № 5. - С.469-484.

2. Слугинов П. Разряд гальванического тока через тонкий слой электролита.// Журн. физ. общ-ва. 1882. - Т. X. - С.241-243.

3. US Patent № 2 753 952 (15.11.55.). H.A. Evangelides. HAE process.

4. Марков Г.А., Белеванцев В.И., Слонова А.И., Терлеева O.JL, Шулепко Е.К., Кириллов В.И. Износостойкость покрытий нанесенных анодно-катодным микродуговым методом. // Трение и износ (ВНТЖ). 1988. - Т.9. -вып.2. - С.286-290.

5. Шулепко Е.К., Марков Г.А., Слонова А.И. О влиянии эффективного сопротивления электролита на параметры формовочных кривых напряжение время в микродуговых процессах. // Электрохимия. - 1993. - том 29. - №5. -С.670-672.

6. Черненко В.И., Снежко Л.А. Папанова И.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом. Л.: Химия, 1991. - 128 с.

7. Гордиенко П. С. Образование покрытий на анодно поляризованных электродах в водных электролитах при потенциалах искрения и пробоя. / Инт химии ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 1996. - 213 с.

8. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов. / Ин-т химии ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 1997. - 179 с.

9. Гордиенко П. С., Руднев В. С. Электротехническое формирование покрытий на алюминии и его сплавах при потенциалах искрения и пробоя. / Ин-т химии ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 1999. - 232 с.

10. Гордиенко П.С., Ефименко A.B., Семенова Т.Л. Закономерности синтеза и физико-химические свойства оксидных структур анодных пленок диоксида циркония / Ин-т химии ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 2001. -93 с.

11. Суминов, A.B. Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, A.M. Борисов

12. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). М.: ЭКОМЕТ, 2005.-368с.

13. Сизиков А.М., Калинина Т.А., Глиздинский И.А., Бугаенко Л.Т.

14. Разрушение водной эмульсии пентадекана анодным микроразрядом. I. Общая характеристика процесса. // Химия высоких энергий. 2001. -Т35.-№3.-С. 219-223.

15. Вольф Е.Г., Сизиков A.M., Бугаенко Л.Т. Определение среднего времени жизни пароплазменных пузырьков при микроразряде на алюминиевом вентильном аноде в водном ратворе электролита. // Химия высоких энергий. 1998. - Т 32. - № 6. - С. 450 - 453.

16. Малышев В.Н. Особенности формирования покрытий методом анодно-катодного микродугового оксидирования. // Защита металлов. 1996. - Том 32. - № 6. - С.662 - 667.

17. Малышев В.Н. Самоорганизующиеся процессы при формировании покрытий методом микродугового оксидирования. // Перспективные материалы. 1998.-№ 1.-С. 16-21.

18. Магурова Ю.В., Тимошенко A.B. Влияние катодной составляющей на процесс микроплазменного оксидирования сплавов алюминия переменным током. // Защита металлов. 1995. - Том 31. - № 4. - С.414-418.

19. Тимошенко A.B., Опара Б.К., Ковалев А.Ф. Микродуговое оксидирование сплава Д16Т на переменном токе в щелочном электролите. // Защита металлов. 1991. - Том 27. - № 3. - С.417-424.

20. Мамаев А.И., Мамаева В.А. Сильнотоковые процессы в растворах электролитов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. -254 с.

21. Мамаев А.И. Физико-химические закономерности сильнотоковых процессов в растворах при нанесении оксидных покрытий и модифицировании поверхности. Дисс. . д-ра хим. наук. Томск: ТГУ, 1999. -348 с.

22. Kurze P. Anodische Oxidation unter Funkenentladungen auf Metalloberflaeschen in waessrigen Elektrolyten- Grundlagen und Anwendungen: Dechema-Monographien. B. 121. - VCH-Verlagsgeselschaft. - 1990. -S.167-181.

23. W. Krysmann, P. Kurze, K-H. Dittrich, H. G. Schneider Process characteristics and Parameters of Anodic Oxidation by Spark Discharge (ANOF). //Crystal Res. &Technol.-1984.-№19.-P. 973-979.

24. J.P. Schreckenbach, G. Marx, F. Schlottig, M. Textor, N.D. Spencer

25. Characterization of anodic spark-converted titanium surface for biomedical applications.//Kluwer Academic Publishers. 1999. - P. 453 - 457.

26. Kurze P. et al. Micro Arc/ Spark Anodizing -was ist das? // Galvanotechnik. -2003.-№8.-P. 1850-1863.

27. K. Shimizu, S Tajima. Theory of electroluminescence of AL /anodic alumina/ electrolyte system. //Electrochimica Acta. 1979. -№ 24. - P. 309 -311.

28. J. M. Albella, I. Montero, J. M. Martines-Duart A theory of avalanche breakdown during anodic oxidation. // Electrochimica Acta. 1987. - № 2. -P.255 -258.

29. M. C. Jimenez, J. M. Albella, I. Montero, J. M. Martines-Duart Influence of series resistance on the constant voltage stage during anodization. // Electrochimica Acta.-1989.-№7.-P. 951 -955.

30. J. M. Albella, I. Montero, J.M. Martinez-Duart, V. Parkhutik Dielectric breakdown processes in anodic Ta205 and related oxides. // Journal of Materials Science. №26. - 1991. - P. 3422 - 3432.

31. J. M. Albella, I. Montero, M. Fernandez, C. Gomez-Aleixandre and J.M. Martinez-Duart Double anodization experiments in tantalum. // Electrochimica Acta.- 1985. Vol. 30.-№10. - P. 1361 - 1364.

32. W. Xue, С. Wang, Y. Li, R. Chen, T. Zhang Analyses of microarc oxidation coatings formed on Si-containing cast aluminum alloys in silicate solution. // ISIJ International. 2002. - № 11. - P. 1273 - 1277.

33. W. Xue, C. Wang, Z. Deng, T. Zhang Characterization of oxide coatings deposited on pure titanium by alternating-curent microarc discharge in electrolyte. // ISIJ International. 2002. - № 16. - P. 651 - 655.

34. X. Yang, Y. He, D. Wang, W. Gao Cathodic microarc electrodepositoin of seramic coatings. // Electrochemical and Solid-State Letters. 2002. - № 5. -P.33-34.

35. A.G. Brolo, Y Yang Investigating mechanisms of anodic film formation by electrochemical probe beam deflection. // Electrochimica Acta. 2003. - № 49. -P. 339 - 347.

36. L. L. Odynets, L. M. Kosjuk Local field in anodic oxide films on valve metals. // Thin Solid Films. 1997. - № 295. - P. 295 - 298.

37. I. De. Graeve, H. Terryn, G. E. Thompson Influence of heat transfer on anodic oxidation of aluminium. // Journal of Applied Electrochemistry. 2002. -№32.-P. 73-83.

38. Yerokhin A.L., Nie X., Leyaland A. et al. Plasma electrolysis for surface engineering // Surface & Coatings Technology. 1999. -№122. - P.73-93.

39. Пат. 1759041 Российской Федерации, C25D 11/02. Устройство для микродугового оксидирования вентильных металлов и сплавов / Залялетдинов И.К., Людин В.Б., Пазухин Ю.Б., Харитонов Б.В., Шичков Л.П., Эпельфельд А.В. зарег. 1.05.92.

40. А.с. 926083 СССР, С25 D9/06. Способ нанесения силикатных покрытий / опубл. 1994, Бюл. №6.

41. Верник, Пиннер Химическая и электрохимическая обработка алюминия и его сплавов./ Судпромгиз, 1960. С. 218-220.

42. А.с. 1200591 СССР, С25 D11/02. Способ нанесения покрытий на металлы и сплавы, опубл. 1989, Бюл. №13

43. А.с. 1767043 СССР, С25 D11/02. Способ микродугового анодирования опубл. 1992, Бюл. №37

44. Отчет НИР. Анодно-катодные микродуговые методы нанесения защитных покрытий на элементы центробежных и штанговых насосов. № гос. per. 01819012140, №0286005661. ИНХ СОАН СССР, 1986. с.27.

45. А.с. СССР №526961 Способ формовки анодов электролитических конденсаторов, Н01 G9/24, 1976, Бюл. №32

46. А.С. СССР №1156410 Способ получения оксидных покрытий преимущественно на изделиях, изготовленных из разнородных сплавов титана. С25 D11/02,1996, Бюл. №16

47. А.С. СССР №1715890 Способ получения теплостойких покрытий на алюминиевых сплавах. С25 D11/02, 1992, Бюл. №8

48. А.С. СССР №1807095 Способ обработки изделий из алюминия и его сплавов. С25 D11/02, 1993, Бюл. №13

49. А.С. СССР №1812247 Способ обработки деталей из алюминия и его сплавов. С25 D11/06, 1993, Бюл. №16

50. А.С. СССР №1823534 Способ нанесения керамических покрытий на цирконий и его сплавы. С25 D11/02, 1996, Бюл. №10

51. А.С. СССР №1805694 Способ микродугового оксидирования алюминия и его сплавов. С25 D11/00, 1995, Бюл. №6

52. Патент РФ №2070622 Способ нанесения керамических покрытий на металлическую поверхностьмикродуговым анодированием и электролит для его осуществления, С25 D11/02, D11/06, D11/04, D11/26 1998, Бюл. №35

53. Патент РФ №2066716 Способ получения окрашенных покрытий на вентильных металлах и их сплавах, С25 D11/02, 1996, Бюл. №26

54. Ikonopisov S., Girginov A., Machkova M. // Ibid. 1987. -V. 32. № 2. -P.412-431.

55. Гибалов В.И., Пич Г.И. Численное моделирование формирования и развития канала микроразряда. // ЖФХ. 1994. - Т. 68, N5. - С.931-938.

56. Дураджи В.Н., Полотебнова Н.А. О диффузии вольфрама в стали при нагреве в электролитной плазме // Электронная обработка материалов. 1984.- №1. С.35-38.

57. P. Kurze, W. Krysmann, J. Schreckenbach, Th. Schwarz, K. Rabending

58. Coloured ANOF layers on aluminium. // Crystal Res. & Technol. №22. - 1987. -P. 53-58.

59. L. Rama Krishna, K.R.C. Somaraju, G. Sundararajan The tribolodical performance of ultra- hard ceramic composite coatings obtained through microarc oxidation. // Surface & Coatings Technology. №163 - 164., 2003, pp. 484 - 490.

60. S.V. Gnedenkov, O.A. Khrisanfova, A.G. Zavidnaya, S.L. Sinebrukhov, P.S. Gordienko, S. Iwatsubo, A. Matsui Composition and adhesion of protective coatings on aluminum. // Surface & Coatings Technology. -№145. 2001. -P.146-151.У

61. Терлеева О.П., Уткин B.B., Слонова А.И. Распределение плотности тока по поверхности дуралюмина в процессе роста оксида в условиях микроплазменных разрядов // Физика и химия обработки материалов. 1999.- №2. С. 60-64.

62. Малышев В.Н. Упрочнение поверхностей трения методом микродугового оксидирования: автореф. докт. тех. наук. -М., 1999. 53 с.

63. Борисов А.М., Ефремов А.П., Кулешов Е.А., Крит Б.Л. и др. Эволюция динамических ВАХ разряда в системе металл-оксид-электролит // Известия АН. Серия Физическая. 2002. - Т.66. - №8. - С. 1187-1191.

64. Дунькин О.Н., Людин В.Б., Суминов И.В. и др. Система цифрового управления и мониторинга установок плазменно-электролитической обработки (продолжение). // Приборы. 2003. - №6. - С.35-45.

65. Галюс 3. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974. - 552 с.

66. Делахей П. Новые приборы и методы в электрохимии. М.: Иностранная литература, 1957. 297 с.

67. Феттер К. .Электрохимическая кинетика. М: Химия, 1967. - 801с.

68. Дамаскин Б.Б., Петрий.О.А. Введение в электрохимическую кинетику. -М.: Высш. школа, 1975. 416с.

69. Михеев А.Е. и др. Технологические возможности микродугового оксидирования алюминиевых сплавов. // Вестник машиностроения. 2003. -№2. - с. 56-63.

70. Анагорский Л.А., Федосов Н.М. и др. Электронная обработка холоднокатанной автолистовой стали. // Электронная обработка материалов. -1974. № I. -С. 63-65.

71. Гродникас Г.Х., Чернышева Ю.И. Способ микродугового анодирования алюминия и его сплавов / АС СССР №1733507 С25Д11/02 /Опубл 15.05.92., БИ№13.

72. Гнеденков C.B., Хрисанфова O.A., Завидная А.Г. и др. Защитные износостойкие жаро-стойкие микроплазменные покрытия на алюминии. // Защита металлов. 1999. - Т 35. - № 5. - С. 527 - 530.

73. Суминов И. В., Эпельфельд A.B., Людин В.Б., Борисов A.M., Крит Б.Л. Микродуговое оксидирование. Обзор. // Приборы. 2001. - №9. - С.13-23.

74. Мамаев А.И., Дорофеева Т.И., Бориков В.Н., Мамаева В.А. Моделирование начальных стадий формирования покрытия на вентильных металлах при высоковольтном сильноточном импульсном воздействии // Физика и химия обработки материалов. 2007. - №3. - С.35-43.

75. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Изд. Наука, 1976. - 576с.

76. Диткин В.А., Прудников А.П. Справочник по операционному исчислению. М.: Высшая школа, 1965. - 465с.

77. Дёч Г. Руководство к практическому применению преобразований Лапласа. М.: Изд. Наука, 1965. - 288с.г

78. Прудников А.П., Бычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. М.: Наука, 1981.-800с.

79. Прудников А.П., Бычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Специальные функции. -М.: Наука, 1983. 752с.

80. Абрамовича М., Стиган И. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и таблицами., перев. с англ. Диткина В.А. и Карамзиной Л.М. М.: Наука, 1979. - 834с.

81. Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И.

82. Формирование наноструктурных неметаллических неорганических покрытий путем локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 2010.-360 с.

83. Гордиенко П.С., Гнеденков C.B., Синебрюхов С.Л., Завидная А.Г. // Электронная обработка материалов. №2. - 1991. - С. 42 -47.

84. Parfenov E.V., Yerokhin, Matthews A. Freguency response studies for the plasma electrolytic oxidation process // Surface and Coatings Technology. 2007. -Vol. 201.-P. 8661-8670.

85. Borikov V. Linear Parameter-Oriented Model of Microplasma Process in Electrolyte Solutions // Computer Science Meets Automation: Proc. of Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (52.IWK). Germany, Ilmenau, September 10-13, 2007. - P. 89-94.

86. Мамаев А.И., Рамазанова Ж.М., Выборнова C.H. Моделирование сильноточных процессов в растворах электролитах/РИТЦ, Томск Деп ВИНИТИ. №2151-В-94. -1994.

87. Мамаев А.И., Выборнова С.Н., Мамаева В.А. Получение биосовместимых керамических покрытий на титане методом микродугового оксидирования и исследование их свойств. // Перспективные материалы.1998.-№6.-С. 31-38.

88. Мамаев А.И., Чеканова Ю.Ю., Рамазанова Ж.М. Получение анодно-оксидных декоративных покрытий на сплавах алюминия методом микродугового оксидирования // Физика и химия обработки материалов.1999.-№4.-С. 41-44.

89. Mamaeva V.A., Mamaev A.I., Borikov V.N., Dorofeeva T.I., Bydnitskaia Yu.Yu. Bioactive Ceramic Coatings with Nanoporous and Nanocrystalline

90. Structure Obtained by Microplasma Processes in Electrolytic Solutions // Nanoparticles, Nanostructures and Nanocomposites: Proc. Topical Meet. Europ. Ceramic Society. Russia, Saint-Peterburg, Juiy 5-7, 2004. - P.58.

91. Borikov У. Measurement System for Coating Quality Control During High Current Process in Electrolyte Solution // Measurement and Control: Proc. of 9th Internatonal IMEKO Symposium. India, Madras, November 21-24, 2007. - P. 121-126.

92. Смелянский B.M., Герций О.Ю., Морозов E.M. Упрочнение алюминиевых деталей микродуговым оксидированием. // Автомобильная промышленность. 1999 - № 1. - С. 22 - 25.

93. Чигринова Н.М., Чигринов В.Е., Кухарев А.А. Тепловая защита поршней высокофорсированным анодным микродуговым оксидированием // Защита металлов. 2000. - Т 36. - № 3. - С. 303 - 309.

94. Калита В.И. Физика и химия формирования биоинертных и биоактивных поверхностей на имплантатах. // Физика и химия обработки материалов. -2000.-№5.-С. 28-45.

95. P. Kurze et al. Method for the preparation of decorative coating on metals. Patent US № 4869789.26.09.1989.

96. Мамаев А.И., Бориков B.H., Попова E.A. Метрологическое обеспечение покрытий микродугового оксидирования // Качество-стратегия XXI века:

97. Материалы X Международной научно-практической конференции, 7-8 декабря 2005 г. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 138-139.

98. Мамаева В.А., Мамаев А.И., Выборнова С.Н., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И. Исследование процесса формирования биоактивных покрытий на титане и его сплавах в импульсном микроплазменном режиме // Перспективные материалы. 2005. - № 1. - С. 52-58.

99. Мамаев А.И., Дорофеева Т.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н. Адгезия и пластичность покрытий, полученных микроплазменным оксидированием титана // Технология металлов. 2008. - № 3. - С. 33-37.

100. Мамаев А.И., Дорофеева Т.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н. Микроплазменное формирование биологически активных покрытий и их модифицирование лекарственными препаратами // Перспективные материалы. 2008. - № 3. - С. 51-59.

101. Дорофеева Т. И., Бориков В. Н., Мамаева В. А., Мамаев А. И. Взаимосвязь микроплазменного процесса формирования оксидных керамических покрытий на цирконии с вольтамперными характеристиками // Технология металлов. 2009. - № 5. - С. 35-39.

102. Патент РФ № 2281487. Автоматизированный способ идентификации ме-таллов и сплавов / Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н., Дорофеева Т.И. Опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22.

103. Muravyov S.V., Borikov V.N., Kaysanov S.A. Computer system for measurement of welding process parameters // Metrology for a Sustainable Development: XVIIIIMEKO World Congress. September 22-27, 2006, Rio de Janeiro, Brazil. - 2006.

104. Muravyov S.V., Borikov V.N., Natalinova N.M. A Computer System: Measurement of Welding Surge Current // Measurement & Control. Vol. 42/2 March.-2009.-P. 44-47.

105. Болотин И.Б., Эйдель JI.3. Измерения при испытании аппаратов в режимах короткого замыкания. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1988.-200 с.

106. Данилов А. Современные промышленные датчики тока // Современная электроника. № 1. - 2004. - С. 26-35.

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

108. Chucheng X., Lingyin Z., Asada Т., Odendaal W.G., van Wyk J.D. An

109. Overview of Integratable Current Sensor Technologies // Conference Record of the Industry Applications Conference, 12-16 Oct. 2003 (38th IAS Annual Meeting, Salt Lake City, USA), vol. 2. - P. 1251-1258.

110. Ziegler S., Woodward R.C., Iu H.H.C., Borle L.J. Current Sensing Techniques: A Review // IEEE Sensors Journal. Vol. 9. - №.4., April. - 2009. -P.354-376.

111. Векслер M.C., Теплинский A.M. Шунты переменного тока. JI.: Энергоиздат, 1987- 120с.

112. Filipski P.S., Boecker M. AC-DC Current Shunts and System for Extended Current and Frequency Ranges. // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. vol. 55. - №4. - 2006.

113. Filipski P.S., Boecker M. AC-DC current transfer standards and calibrations at NRC // Symposium of Metrology. 2006, Santiago de Queretaro. - Mexico, 2006.

114. Klonz M., Laiz H., Spiegel Т., Bittel P. AC-DC current transfer step-up and step-down calibration and uncertainty calculation // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Vol. 51. - №5. - Oct 2002. - P. 1027-1034.

115. Laug O.B., Souders T.M., Waltrip B.C. A Four -Terminal Current Shunt with Calculable AC Response. NIST Technical Note 1462, Electronics and Electrical Engineering Laboratory, Gaithersburg, USA. August, 2004. - 48 p.

116. Ветошкин С. В., Ионин А. А., Климачев Ю. М. и др. Динамика коэффициента усиления в активной среде импульсного электроионизационного СО-лазера: теория и эксперимент // Квантовая электроника. 2005 (35). - № 12. - С. 1107-1112.

117. HCCS High current compensated shunts. HCS - High current shunts. Centra Elettrotecnico Sperimentale Italiano (CESI), Giacinto Motta SpA, Milano, Italia. - 2005. - 7 p. -www.cesi.it.

118. Kawamura Т., Haginomori E., Goda Y., Nakamoto T. Recent Developments on High Current Measurement Using Current Shunt // Transactions on electrical and electronic engineering. №2. - 2007. - P. 516-522.

119. Souders T.M. Comment on "A New Device for Measurements of Pulses or High-Frequency Currents" // IEEE Transactions on instrumentation and measurement/ Vol. 1М-23/ - № 3, September. - 1974. - P. 248.

120. Okamura S. A New Device for Measurements of Pulses of High-Frequency Currents // IEEE Transactions on instrumentation and measurement. Vol. IM-23. - № 1, March. - 1974. - P. 52-55.

121. Svensson S., Rydler K.-E. A measuring system for the calibration of power analysers // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Vol. 44. -№2.-Apr. 1995.-P. 316-317.

122. Thornton E. Voltage and current measurement in pulsed power circuits // IEE Colloquium on Measurement Techniques for Power Electronics (16 Dec 1991, London, UK)/ P. 10/1-10/4.

123. Silsbee F.B. A study of the inductance of four-terminal resistance standards // NBS Scientific Paper No. 281/ July 1916.

124. Carsten B.W. Current shunts // Wiley Survey of Instrumentation and Measurement, Ed. S. Dyer, Wiley-IEEE Press, 2001. P. 252-258.

125. Castelli F. The infrared thermal converter as a highly precise transfer standard // Proceedings of the IMTC/96-IMEKO TC-7 (Brussels, Belgium, June 46,1996), vol. I.-P. 206-213.

126. Castelli F. The Flat Strap Sandwich Shunt // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Vol. 48. №5. - 1999. - P. 894-898.

127. Cherbaucich C., Crotti G., Kuljaca N., Novo M. Evaluation of the dynamic behaviour of heavy current shunts. In: Proc. of the XVIIIMEKO World Congress "Metrology in the 3rd Millennium", (June 22-27, 2003, Dubrovnik, Croatia). -2003.-P. 586-589.

128. Malewski R. Micro-ohm shunts for precise recording of short circuit currents. // IEEE transactions on Power Apparatus and Systems. Vol. PAS-96. - №2. -March/April 1977. - P. 579-585.

129. Malewski R., Nguyen C.T., Feser K. Hylten-Cavallius N. Elimination of the Skin Effect Error in Heavy-Current Shunts. // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. Vol. PAS-100. - №3. - March 1981. - P. 1333-1340.

130. Moran P., Gibert A., Francois G.J., Pignolet P. Coaxial shunt intended for transient current measurement in a pseudospark switch // IEE Proceedings. Science, Measurement and Technology. Vol. 143. - №2. - March 1996. - P. 119-124.

131. ГОСТ 8.256-77. Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых СИ.

132. Ferreira J. A., Cronje W. A., Relihan W. A. Integration of High Frequency Current Shunts in Power Electronic Circuits // IEEE Transactions on Power Electronics. Vol.10. - №1. - 1995. - P. 32-37.

133. Johnson C.M. Current measurement using compensated coaxial shunts //IEE Colloquium on Measurement Techniques for Power Electronics (16 Dec 1991 London, UK).-P. 7/1-7/4.

134. Johnson C.M., Palmer P.R. Current measurement using compensated coaxial shunts // IEE Proceedings. Science, Measurement and Technology, Vol.141.-Issue: 6,1994.-P.471-480.

135. A40/A40A. Токовые шунты // Каталог фирмы Fluke, 2007. С. 69.

136. Гиниятуллин И.А., Сергеев С.Р. Эталонные средства измерений в низковольтной электроэнергетике // Мир измерений. № 11-12. - 2003. -С.10-16.

137. Бориков В.Н. Автоматизированный расчет электрических и конструктив-ных параметров коаксиальных шунтов в графической среде программиро-вания Lab VIEW //Приборы. 2010. - № 3. - С. 42-46.

138. Наталинова Н.М. Оценка качества конструкций трубчатых шунтов // Репутация и качество. 2007. - № 9. Спецвыпуск. - С. 57.

139. Luhmann Н., Malewski R. Step response and response time of tubular shunts of any wall thickness // Arch. Electrotech. Aug. 1975. - P. 111-118.

140. ГОСТ 8.256 77. Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых средств измерений. Основные положения. - Введ. 1978-06-12.-М.: ИПК Изд-во стандартов, 1977. - 12 с.

141. Cherbaucich С., Crotti G., Kuljаса N., Novo M. Evaluation of the dynamic behaviour of heavy current shunts. In: Proc. of the XVIIIMEKO World Congress "Metrology in the 3rd Millennium". June 22-27, 2003, Dubrovnik, Croatia. -2003. - P. 586-589.

142. Lilco Ltd. URL: http://www.lilco.co.uk. Дата обращения: 10.06.2011.

143. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Ученое пособие. М.: Радио и связь, 1994. — 480 с.

144. Duhamel P., Vetterli М. Fast Fourier Transforms: A Tutorial Review and a State of the Art // Signal Processing. Vol. 19. - April 1990. - P. 259-299.

145. МИ 1967-89. ГСИ. Государственная система обеспечения единства измерений. Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения.

146. МИ 1991-89. ГСИ. Преобразователи измерительные электрических величин. Шунты постоянного тока измерительные. Методика поверки.

147. Бромберг Э.М., Куликовский K.JI. Тестовые методы повышения точности измерений. -М.: Энергия, 1978. 176 с.

148. Патент РФ на полезную модель № 80585. Устройство для поверки шун-тов / Муравьев С.В., Бориков В.Н., Наталинова Н.М. Опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4.

149. Muravyov S.V., Zlygosteva G.V., Borikov V.N. Multiplicative method for reduction of bias in indirect digital measurement result // Metrology and Measurement Systems. 2011. - Vol. 18. - No. 3. - P. 481-490.

150. Шваб А. Измерения на высоком напряжении. М.: Энергия, 1995. -232с.

151. Рябов Б.М. Измерение высоких импульсных напряжений. JL: Энергоатомиздат, 1993. - 124 с.

152. Ашнер A.M. Получение и измерение импульсных высоких напряжений. М.: Энергия, 1998. - 120 с.

153. Хоберг В.А. Высоковольтные установки и измерения на высоком напряжении. Л.: Энергоатомиздат, 1993. - 98 с.

154. Кужекин И.П. Испытательные установки и измерения на высоком напряжении. М.: Энергия, 1999. - 136 с.161. http://www.ppmpower.co.uk/high voltage probes dividers/

155. ГОСТ 11113-88. «Генераторы импульсные измерительные»

156. Кунцевич A.A. Измерение параметров напряжения различной формы. -М.: Изд-во МЭИ, 2005. 131 с.

157. М.И. Грязнов, М.Л., Гуревич, Ю.А. Рябини Измерение параметров импульсов. М.: Радио и связь, 1991. - 216 с.

158. Цифровая осциллография / A.M. Беркутов, И.П. Гиривенко, Е.М. Прошин и др.; Под. Ред. A.M. Беркутова, Е.М. Прошина. М.: Энергоатомиздат, 1983.-232 с.

159. Портативные осциллографы / Е.Блюдин, З.М. Боднар, К.В. Кравченко и др. -М. Сов. радио, 1978. 264 с.

160. Пивак A.B. Об ограничениях при измерении импульсных напряжений с помощью осциллографов. Режим доступа: www.prist.ru, свободный. - Загл. с экрана.

161. Данилов A.A. Специализированные аналоговые микросхемы: Усилители-ограничители. // Электронные компоненты. 2007. - №9. -С.34-39.

162. Данилов A.A. Специализированные аналоговые микросхемы: Операционные усилители с уникальными функциями и параметрами // Электронные компоненты. 2007. - №12. - С. 85-89.

163. Jim Williams Linear technology, Application Note High Speed Amplifier Techniques, A Designer's Companion for Wideband Circuitry 47, August 1991.

164. AD8036/8037 Datasheet. Analog Devices. www.analog.com, free. - Title from screen

165. Regtien P.P.L., Measurement science for engineers. Kogan Page Ltd, London and Sterling, VA, 2004.

166. Мамаев А.И., Бориков B.H., Мамаева В.А., Дорофеева Т.И. Компьютерная система измерения электрических параметров микроплазменных процессов в растворах // Защита металлов. 2005. - Т. 41. - № 3. - С. 1-6.

167. Мамаев А.И., Бориков B.H., Дорофеева Т.И., Мамаева В.А.

168. МИ 222-80. Методика расчета метрологических характеристик измерительных каналов информационно-измерительных систем по метрологическим характеристикам компонентов. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1980. - 21 с.

169. Бориков В.Н., Баранов П.Ф. Концепция системы контроля и управления технологическими процессами формирования микроплазменных покрытий // Известия Томского политехнического университета. 2011. -Том 318. - № 5. - С.120-125.

170. Бориков В.Н., Сарычев С.В., Мамаев А.И. Промышленный источник питания для микродугового оксидирования в водных растворах электроли-та «Воу-2» // Приборы. 2007. - № 6. - С.13-16.

171. Бориков В. Н. Модульная система для измерения удельной электропроводности жидкости // Датчики и системы. 2011 - № 5 - С. 40-43.

172. A. I. Maraaev, V. N. Borikov, V. A. Mamaeva, and Т. I. Dorofeeva A Computer System Measuring the Electrical Parameters of Microplasma Processes in Solutions. // Protection of Metals and physical chemistry of surfaces. Vol. 41. -№3.-2005.-P. 254-258.

173. Borikov V. Neural Method Alloys Identification by the Microplasma Oxidation Process in the Electrolyte Solutions // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2006 - Vol. 37. - No. 11. - P. 915-918.

174. Бориков В.Н. Построение измерительных алгоритмов модульных компьютерных измерительных систем: автореф. . канд. тех. наук. Томск, 1993.-167 с.

175. Муравьев С.В., Ким B.JL, Комаров А.В., Октябрьский В.В., Сарычев

176. С.В. Компьютерные лабораторные работы на основе графической программной технологии // Датчики и системы. 2000. - № 10. - С. 23-31.

177. Баранов П.Ф., Бориков В.Н. Дистанционный лабораторный практикум на основе графической программной технологии // Дистанционное и виртуальное обучение. 2011. - № 1. - С. 81-88.

178. Муравьев С.В., Бориков В.Н. Алгоритмы дискретной математики в измерениях // Измерения, контроль, автоматизация. 1992. - № 1-2(80) . - С. 20-28.

179. Малышев В.М., Механиков А.И. Гибкие измерительные системы в метрологии. -М.: Изд-во стандартов, 1988. 176с.

180. Бориков В.Н., Баранов П.Ф., Горисев С.А., Ряшенцев И.В., Цимбалист Э.И. Сетевая виртуальная лаборатория удаленного доступа по электротех-нике // Открытое образование. 2011. - № 4(87). - С.19-24.

181. Borikov V. Virtual Electrolyte Conductivity Analyzer for Microplasma // Proc. of 17th Symposium IMEKO TC4. Slovakia, Kosice, September 8-10, 2010.-P. 14-18.

182. Бориков B.H., Баранов П.Ф., Мамаев А.И. Программно-аппаратный комплекс для исследования микроплазменных процессов в растворах // Приборы. 2011. - № 12. - С.53-59.

183. P. Daponte, D. Grimaldi Artificial neural networks in measurements. -Measurement. №23. - 1998 - P. 93-115.

184. Мамаев А.И., Дорофеева Т.Н., Бориков В.Н., Мамаева В.А. Применение нейросетей для определения марки сплава при микроплазменном воздействии // Технология металлов. 2006. - № 6. - С. 37-41.

185. Агамалов Ю.Р., Бобылев Д. А., Кнеллер В.Ю. Виртуальные измерители-анализаторы параметров импеданса // Датчики и системы. -2004.-№5.-С. 14-18.

186. Латышенко К.П. Кондуктометры на рынке промышленных приборов // Мир измерений. 2008. - № 2. - С.36-37.

187. Moron Z. Consideration on the accuracy of measurements of electrical conductivity of liquids // XVIIIIMEKO World Congress: Proceedings. Rio de Janeiro, 2006. - P. 43^8.

188. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимический методов анализа. М.: Высш. школа, 1975. - 295 с.

189. ГОСТ 8.207-76. Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. М.: Издательство стандартов, 1986. - 9 с.

190. ГОСТ 8.009-84. Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. М.: Издательство стандартов, 1985. - 32 с.

191. ГОСТ 13350-78. Анализаторы жидкости кондуктометрические ГСП. Общие технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. -11с.

192. Кныш В.А. Полупроводниковые преобразователи в системах заряда накопительных конденсаторов. JL: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. -160с.

193. Блум, Хансиоахим. Схемотехника и применение мощных импульсных устройств / Хансиоахим Блум; пер. С англ. Рабодзея А.М. М.: Додэка-ХХ1, 2008.-352 с.

194. Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. М.: Издательский дом Додэка XXI, 2008. - 252с.

195. Патент РФ № 2330353. Способ преобразования химической энергии в электрическую энергию и устройство для его осуществления / Мамаев А.И., Мамаева В.А., Бориков В.Н. Опубл. 27.07.2008, Бюл. №21.

196. Бориков В.Н., Ким В.Л., Меркулов С.В. Генераторы тестовых напряже-ний // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2010. -№1. С.23-26.

197. Рыбин Ю.К., Будейкин В.П., Герцигер Л.Н. Измерительные низкочастотные RC-генераторы синусоидальных колебаний с малым коэффициентом гармоник // Измерения, контроль, автоматизация. Научно-техн. сб. обзоров. / ЦНИИТЭИ приборостроения. М.,1985. Вып.2(54).

198. М.Н. Jones. А Practical Introduction То Electronic Circuits. Cambridge University Press - 1995.213. .Применение микропроцессоров в осциллографах // Электроника. -1983.-№5.-С. 3-7

199. Бориков В.Н., Баранов П.Ф., Цимбалист Э.И., Ким В.Л. Устройство для испытаний и поверки индуктивных делителей напряжения // Контроль. Диагностика. 2011. - № 11(161) - С. 41-45.швёшщшшяшшёёщшё