автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Системы и методы бесконтактных измерений параметров герконов

РЯЗАНСКИЙ РАДОТЕОПНВСКЬ'! ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДАЛ® Владимир Федорович

систем и метода бесконтактных

ИЗ!.ЕРИШП ПАРА!.ЕТРОВ ГЕРКОНОВ

Специальнооть 05.11.16 Ин^ормационио-измврнтолыше оиотеин

'. 1

АВТОРЕФЕРАТ

дисоартацил на соискание ученой отепени доктора технических наук

Рязань 1992

Работа выполнена на кафедре обцей и экспериментально;! физики Рязанского радиотехнического института

Официальные оппоненты

- зэсдуяевнк5 деятель науки и- техники, доктор

' технически; наук, про' фессор Мвловзоров В.П.

- доктор технических наук, профессор Браго E.H.,

- доктор технических наук профессор Маелов Ю.Н.

Ведущее предприятие - Рязанский завод металлоке-рамнческнх приборов

Защита состоится /■/¿■¡^■я | | 1992 г.

в часов не заседании специализированного совета.

в Рязанском радиотехническом институте .• з зале заседаний ученого совета (ауд.235), (390005, Рязань - 05, ул.Гагариаа, 59/1). , .

С диссертацией ыогво ознакомиться в библиотеке

РРТИ.

Автореферат разослан 1992 г.

Ученый секретарь специелизвроваввого совета ' кавдидэт технических наук /

доцент Кулев Б.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальнооть. Герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы или МК) имеют довольно широкое применение в различаю облаотях техники. На герконах конструируют реле, логические элементы, преобразователи напряжений и токов, датчики неэлектри-чеоких величин, коаксиальные переключатели, коммутаторы, исполнительные элементы схем переотройки частоты в ВЧ-устройотвах, тумблеры, концевые выключатели, клавишные переключатели и т.д.

К важным доотоинотваы герконов отноаятоя: малая мощность управления (50-150 мВт), малое электричаокоа сопротивление (0,05-0,2 Ом), большой орок службы при выоокой надежнооти (до Ю7 - 10 коммутаций), выоокое сопротивление изоляции (I09 - Ю*2 Ом - минимум), быотройдейотвие (0,5 - 2,0 Моек), выоокая механичеокая уотойчивооть (удары до 150Jt , вибрация 15-25g. )„ диапазон темпераутр от -60° С до + 150°С, отоутот-вие гальваничеокой связи между цепями управления и нагрузки и др. В наотоящее время заводами изготовителями выпускаютоя различные типы герконов в большом количестве (в нашей отраве более 300 млн. штук.в год). Кроме того поотоянно разрабатывают новые типы герконов.

Вое герконы характеризуются различными параметрами, определяющими их овойства и качеотва.

Параметры герконов, которые необходимо измерять условно можно подразделить на две группы.

К первой отнооятоя приводимые в нормативных документах, для каждого типа герконов: макоимальная коммутируемая мощнооть, кошу тируемый ток, коммутируемое напряжение, электрическое сопротивление, м.д.о. срабатывания, коэффициент возврата, м.д.о. отпускания, время срабатывания, время отпуокания, сопротивление изоляции, электрическая прочнооть, чаотота коммутации, электроемкость, рабочий диапазон температур, допуотиыыа вибрация, ускорение.

Ко второй группе отнооят: контактное нажатие (КЯ), оилы среза холодной оварки (ХС), оилы магнитного взаимодейотвия

между контакт-деталями (К-Д) в геркове, оилы оцепления, обусловленные оо та точной намагниченностью в герконах о памятью (в гезаконах), магнитомеханичеокие характериотики-движение контакт-деталей в герконах в завиоимооти от управляющего поля и времени переключения, магнитные характеристики герконов и отдельных контактных оердечников, качеотво проволоки, идущей на изготовление контакт-деталей.

Параметры первой группы, главным образом вызывают интерв! в плаве различных применений герконов. Вторые имеют неоколько аопектов значиыочти. Во-первых, они непосредственно овязаны о качеотвом технологических процеооов изготовления герконов. Например, магнитные и упругие овойотва К-Д завиоят от качеотва исходной проволоки, режимов отжига контакт-деталей, химичеокой обработки их, от операций заварки К-Д в баллоны герконов. Поэтому по измеренным значениям параметров второй группы можно контролировать качеотво технологических процеоосш изготовления герконов.

Параметры второй группы являются также непосредственными показателями качеотва ковотрукции геркова. При разработках новых типов Ш возникает необходимость .измерять именно эти параметры. Креме воего ртого параметры первой группы являются завиоимыми от параметров второй группы. В частности различные м.д.о., время срабатывания и отпускания, чаотота коммутации и др. завиоят прежде воего от магнитных и упругйх характерном] контакт-деталей. Поэтому,. еоли параметры первой группы стали почему-либо не соответствовать нормам выпускаемых герконов, то можно определить причины этих несоответствий, измерив параметры второй группы.

В начале становления производства герконов (в вашей отрав* в 60-е годы) практически не существовало специальных методов и оиотем измерений параметров, отнооящихоя ко второй, выше указанной группе. Известные ранее методы, которые можно было приспособить к измерениям параметров Ж, оказалиоь неудовлетворительными по точнооти, чувотвительнооти и оперативности. Причем, некоторые из них могут быть реализованы только как

разрушающие методы измерений. Кроме того, количество отих мето-юв бшго недостаточным для обстоятельного ковтроля герконов ( их технологических процессов изготовления. В овязп о этим юзнинла проблема измерений различных параметров Ж и их эле-¡ентов. Необходимо било разработать целый комплеко новых методов и сиотеы беоконтактвых измерений.

Данная дасоертация и посвящева решению этой проблемы. Цель диооертационной работы оботоит в решении проблемы >азвития высокоэффективных методов и оистем бесконтактных из-[ерений параметров герконов, их сердечников и походных материале на отадии разработки и производства.

В овязи о этим возникла необходимость наследовать различ-1ые овойотва данных изделий и материалов (теоретически и эк-периментально) о тем, чтобы на оонове полученных научных ре-,ультатов определить-методолгив решения проблемы и принципы )ункци" лрования и построения оиотемных .измерительных оредатв, ¡Эойрущихся на беоконтактвых методах.

Научные результаты и новизна. В овязи о разработкой новых 1етодов и оиотем измерений параметров герконов, контакт-дета-гей и их походных материалов были проведены соответствующие ио-ледования и получены, оледующие научные результаты: I. Теоретически установлены завиоиыооти: силы контактного нажатия в герконэ от различных его уско-юний,

смещения контактных поверхностей МК от уокорения Ж, .расстояния между контактными поверхностями МК от напря-:еннооти магнитного управляющего поля, меняющегося квазистати-:еоки,

соотношения силы ореза холодной оварки контакта о силой ормального давления на контакт-детали МК, при которой проио-одит орез,

магнитной индукции в рабочем зазоре ГШ от напряженности :агнитного управляющего поля, меняющегося квазиотатическп,

расстояния между контактными поверхностями Ж от времени зижения контакт-деталей (К-Д) при срабатывании в данамичеоком «жиме,

качества МК от вида характеристик движения их К-Д при квазистатическом намагничивании (как критерий),

намагниченности К-Д усредненной по объему, от напряженности перемагничивающего поля,

уоредненвой по объему магнитной индукцией (В) К-Д, расположенной внутри измерительной катушки вибрационного магнитометра и электричеоким оигналом в этой катушке как функции от В.

2. Экспериментально установлено:

вое МК, имеющие аномалии геометрии К-Д, как правило, залипают (возникает оильвая холодная оварка), еоли их замыкание .ооущеовтляетоя при вращательном движении МК,

НДС срабатывания и отпуокания завиоят линейно (для некоторых МК - неливейные МДС отпуокания) ох окорооти вращательного движения МК,

холодвая'иварка практически возникает в контактах всегда, но в разной атесени в завиоимооти от материала покрытия контактирующих поверхностей и уоловий замыкания,

тренировка ыагнитоуправляеыого контакта в режиме автоколег баний онижает отепень холодной оварки;

МДС отпуокания возраотает от числа срабатываний. Зависимость имеет наоыщение,

при плавном изменении оилы соударения контактирующих поверхностей наблюдаетоя диокретнооть изменения оилы холодной сварки,

сила среза холодной сверки, вызванная известным способом дейотвия на МК одновременно поотоянвым и переменным магнитными полями, нелинейно завиоит от амплитуды и значения напряженности этих полей и от времени действия их,

возможна реализация оилы нормального давления на К-Д о . помощью магнитных веодвородвых полей,

можво онижать и стабилизировать оммичеокое сопротивление контакта путем тренировки его в режиме автоколебаний, реализуемого с помощью встречных магнитных полей,

зввисимооть модуля упругооти различных К-Д от их намаг-ничгЕНоата. прошедших различные режимы отжига, шлеют экспоненциальный вид,

существуют предельные зазоры между К-Д и знтуренней поверхностью измерительной катушки вибрационного магнитометра IBf,1)„ при которых (и менее которых) э.д.о. индукции в этой натушкэ ливейно зависит от усредненной ло объему- К-Д магнитной индукции,

оредняя длина пути и время распространения для ынат-еотва длинных скачков Бапкгаузена в магнитных проволоках (исходный материал дая К-Д) зависят от ее качэотва.

3, На основе теоретических и экспериментальных результатов иооледования разработаны следующие способы измерений;

центробежный способ измерения контактного нажатия з гер-коаах с ошзметричными контакт-деталями (А.С,440717).

зиброударный способ измерения контактного нажатия э пе-рззлючающих геркснах <,A.CnII5II8)r

способ измерения аил среза холожной оварки в контактах g помощью магнитного зэоднородного поля (А.С.574б43)„

опоосб измерения''остаточных оил кзгягхеого оцепления з те заказах о помощью 'двух встречных магнитных неоднородных полей.(А.С„756359)9

опоооб измерения ореднеотатичеоких пути z времени распространения длинных окачксш Баркгаузенз в проволоках для Я-Д о целью контроля-ее качестве (А,С,673856),

опоооб измерения магнитной индукции К-Д, усредненной по объему es в о помощью вибрационного магнитометра, отличающийся '2бм„ что К-Д (цилиндрический или прямоугольного сечения образец) помещают внутрь измерительной катушки, в результате чего исключаются условия дипольвого приближения и увеличен полезный сигнал за веоколько порядков.

4„ Разработаны измерительные уотройотва (ИУ): ИУ для контроля качеотва магнитной проволоки (походного материала для К-Д) на оонове автоматически реализуемых длинных акачков Баркгаузена в данной проволоке (А.С.673856)

ИУ для измерения уоредненной по объему контакт-детали магнитной индукции при уоловзш размещения К-Д внутри измерительной катушки (магнитную ивдукцию для такого типа образцов обычно измеряла с помощью ВМ на основе модели дшзсшьаого приближения),

ИУ для измерения сил среза холодней оварки (А.С.574643), ИУ для измерения магнитных остаточных сил оцепления в гезаконах и.С.756359),

ИУ для наблюдения движения контакт-деталей :в герконах, Ш для измерения собственных частот колебаний контакт-деталей,

ИУ для измерения ковтактного нажатия в переключающих герконах (А.С.1205197),

ИУ для измерения контактного нагатия в замыкающих геркона: (А.С.521552),

устройство для тренировки горкопов (А.С.1410124), устройство для тренировки герконов (А.С.824307)

5. На базе проведенных исследований и предотавленвых в п.п. 3 и 4 споообссв и устройств разработаны соответсвующие беоконтактные методы измерений и измерительные системы (ИЗ) для контроля параметров герконов, контакт-деталей и их исходных материалов.

Разработанные ИС отличаются от известных тем, что вмеото первичных преобразователей они оодержат устройства преобразованиями) и источники оигналоп воздействия на УП. При эта УП соотоит из неоколышх преобразователей, охваченных общей конструкцией, обусловленной природой сигналов взаимодействия между ними. И самое оущеотвенное, в нашем олучае то, что УП о одержит в оебе контролируемый объект, который явяляетоя одновременно и преобразователем и исследуеыам объектом. Такая . структура УП обеспечивает получение оигналов, связанных с параметрами КО, которые требуетоя измерять.

Достоверность результатов обеспечена расчетами погрешностей разработанных измерительных оиотем и метрологической аттестацией воех оредств измерений.

Научные положения, выводимые на зпспту:

1. Бесконтактный метод и сиотема контроля качеотва магнитной проволок для изготовления К-Д, ооногааные на измерениях средних значений дливы и времени распространения длинных окачков Баркгаузена.

2. Лазерный фототеневой метод и сиотема измерений характеристик движения контакт-деталей и их собственных чаотот; погрешность измерения чаотот 2,2$, что много ниже, чем для извеотного метода.

3. Беоконтактный метод и опстема измерений оил ореза холодной оварки о помощью неоднородного магнитного поля, действующего ва контакт-детали в герконе; погрешность < 5,1%.

4. Виброударный беоконтактный метод и оиотема измерений КН в переклвчаюпшх герконах; погрешность измерений ^ 12,3$, что значительно меньше, чем для извеотного метода.

5. Центробежный беоконтактный метод и оиотема измерения КН в замыкающих герконах; погрешность измерений ^ 8,0$, что в три раза меньше, чем дош извеотного метода.

6. Метод вибрационного магнитометра и измерительная оиотема, которые в отличии от извеотных обеспечивают измерения усредненной по объему контакт-детали магнитной индукции при отсутствии условия дипольного приближения'(К-Д располагают внутри измерительной катушки), что увеличивает полезный сигнал на

2-3 порядка и создает возможность повысить более проотыми средствами чувотвительнооть и точнооть 1С; погрешность 5,3%, что значительно ниже, чем для метода дипольного приближения.

7. Беоконтактный метод и оиотема измерений МДС срабатывания и отпуокания герконов. Погрешность не внше, чем для контактного метода.

8. Теоретические основы методов: а) результаты экспериментальных исследований длинных скачков Баркгаузена в магнитите проволоках о целью контроля их качеотв; б) аналитический расчет влияния оил пверции ва КН, МДС, положение коптагт-дотал»?, голодную сварку; в) аналитический рисчет ооотпошеки« раздг.'шк". внешних оил с силами ореза холодной сварки и сила?/« раирнв?

магнитного оцепления; г) аналитический расчет хода контакта Х(Н) в динамическом режиме и квазистатическоы в зависимости от вида функции В(Н), В - магнитная индукция в рабочем зазоре геркона. Н - напряженность перемагничиваюцего поля; д)анали~ тический раочет усредненных по объему магнитной индукции и намагниченности контактных сердечников в зависимости от пе-ремагнячивающего поля, меняющегося квазистатичеоки; е)анали-таческпй расчет ЭДС в измерительной катушке вибрационного магнитометра при исключении условий точечного дипольвого при-йлиэеиля для исследуемой контакт-детали или геркова; ж) экспериментальные результаты исследований, положенные в основы разработанных методов и КЗ.

Практическая ценность. Разработанные новые методы и ои-отемч измерений обеопечивают возможность комплексного неразру-шающего контроля различных магнитоконтактвнх свойств гврковов ~ и отдельных контактных сердечников. Эти методы и Ж имеют важное значение в оерийноы производстве герконов, а также при разработках новых технологических процеооов и новых типов изделий. Полученные новые аналитические выражения, необходимые для реализации методов и соответствующих ИЗ, позволяют определять оптимальные характеристики герконов, что имеет практическую ценность при конструировании новых типов МК и отлаживании их производства.

Реализация и внедтювие результатов. Разработанные методы и системы измерений различных параметров герконов, внедрены и аттестованы на предприятиях п/я А-3997, п/я Р-6152.

Технический и экономический эффект от внедрения результатов диосертации ооотоит в модернизации и повышении качества технологических процеосов, оовершенотвовании контроля в серийном производстве, а также повышении уровня и сокращении оро-ков новых разработок. Фактический суммарный экономачеокий эффект от внедрения результатов диссертации на предприятиях ооптавляет более пятнадцати миллионов рублей.

Апробация работы. Ооновное содержание диооертационноЗ работы докладывалось и обсундалооь:

на Нерв ом межотраслевом научно-техничеоком совещании по ;ории, разработкам и производству магнитоупралляешх контактов 1969 г. (два доклада: I. Автоматический вибрационный нэгни-эметр для измерения магнитных характеристик Ш. 2. Об из-зрении некоторых параметров МК и электродов МК);

на Второй межведомственной научво-техничеокой конференции з магнитоуправляемым контактам в 1973 г. (три доклада: I. Спо-эб измерения и прибор для контроля оил контактного давления. . Споооб измерения и прибор для контроля магнитной проницае-ооти контакт-деталей. 3. Иооледование влияния ускорений на не-оторые параметры МК);

на Всесоюзном научно-техничеоком совещании "Пути повыше-ия качества и надекнооти электрических контактов", Ленинград 978 г. (доклад: Ускоренные иопнтания и тренировки герконов о омощью различных редимов автоколебаний);

на Всосоюзной научно-технической конференции "Специальные :оммутационные элементы", Рязань, 1981 г. (три. дома до:

Теория вибрационного магнитометра для контроля контакт-де-'алей. 2. Исследование скачков Баркгаузене о целью разработ-ш метода контроля контакт-деталей. 3. Раочет изгиба биметал-шческой контакт-детали под действием магнитоотрикционных оил);

на Воеоогазной научно-техничеокой конференции "Специальные соммутационные элементы; Рязань, 1984'г. (два доклада: I. Новый шоооб измерения оилы контактного нажатия в трехэлектродных герконах. 2. Исследование размыкания герконов).

Да кафедре информационно-измерительной техники МЭИ (1989 г.).

На научно-технических конференциях РРГИ (1970-1990 г.г.) На научно-техническом совете РРТИ (1989 г.) По теме дисоерташи опубликовано 49 научных работ: 9 изобретений, 33 отатьи в научно-технических журналах и оборниках, книга-обзор по методам и средствам контроля герконов (ЦГОШ Электроника, Мооква 1977 г.) и тезисы шести докладов на Всесоюзных конференциях [ 1-49].

Объем и структура диссертации: введение, 4 глава, общее заключение, 5 приложений, 489 стр., из которнз 293 стр. тек-

ста, 114 стр. рисунков, 10 стр. таблиц, 26 отр.опиока литературы и 41 стр. приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе сформулированы ооновные задачи по исоледовавш и разработке систем и методов бесконтактного измерения: МДС срабатывания и отпускания, КН в замыкающих и переключающих МК, оил ореза ХС, сил остаточного магнитного сцепления, характеристик движения внутри МК, характеристик перемагничивания К-Д и МК, характеристик качеотва проволоки, идущей на изготовление К-Д.

Представлены структурные охемы КС, разработанные в соответствии с поставленными задачами. На основе данных Ж разработана общая измерительная оиотема, схема которой дана на рио.1. Такая оиотема обеспечивает комплексный контроль изделий в процеооа их изготовления. Данная общая оиотема состоит из семи ИС, каждая из которых включает в оебя источники оитналов ( Г , ^ , , , ^'У-5 ), устройства преобразования (УН), преобразователи Ш), измерительные каналы (ИК), логические устройства (ЛУ), блок элементов выдачи результата (БЭВР), блок элементов контроля (БЭКП), банк памяти (ЕЛ).

Каждая ИС, входящая в общую о ист ему,' о оде раит по одному УП ( ¿ = I, 2, ..., 7) и несколько ИК. УП (со порядку оверху вниз на рис.1) предназначены ддя измерений: 1-КН в замыкающих МК, 2-КН в переключающих МК, 3 - сил среза ХС, 4 - оил оотаточного сцепления в гезаконах, 5 - движений К-Д в МК, 6 - магнитных характеристик К-Д и МК, 7 - качеотва проволок, идущих на изготовление К-Д.

Выход результата измерения по каждому каналу связан о банком данных, из которого их можно вывести при необходимости на дисплей о целью проведения определенного анализа параметров МК.

Действие каналов осуществляется одновременно или поочередно в зависимости от потребностей. Загрузка КО в соответствующие УП ' мокат бить автоматизированной и осуществляться по определенной программе.

Число каналов в общей КС определяется в завиоимооти от производственных потребностей контроля.

В заключении главы поставлены задачи по исследованию и раз-

работкам методов беоконтактного измерения указанных парамет ров и уоловий реализации Ж! на оонове этих методов.

Во второй главе представлены иоооледования по разработке методов беоконтактного измерения указанных параметров МК, а также результаты исследования физичеоких явлений (принципов измерения), на основе которых были реализованы методы и измерительные оиотемы.

I. ЦетробежныЯ метод измерения КН. Теоретические ооновы измерения КН ооотавляет раочет изгиба К-Д о распределенной маосс Решение соответствующих дифференциальных уравнений четвертого пс рядка при заданных граничных уоловиях приводит к формуле

- г еА^ ¿иг)^ -длг ГД0 ; Рк-КН

д1 - сумма прогибов К-Д, Р - погонный вео, I - момент инерцш сечения (М), угловая окорооть, Е - модуль Юнгег, ^- ускорение. ■ /7 - чиоло оборотов в ед.времени,

У - угол отклонения продольной оси геркона от оои вращения. При параллельнооти осей V - 0, формула для -Сс уп-

рощается. Анализ . этой формулы позволяет представить выражением:

/77инертная маооа /77 '=(3/8) гп , /77- маооа той части К-Д, которая расположена внутри баллона МК, А - расстояние между центрами маос К-Д, чиоло оборотов МК в единицу времени, при котором размыкается геркон.

Проанализированы уоловия омещения и отклонения продольной оои МК от оои вращения. Установлено, что омещение не влияет на измеряемое значение КН, а отклонение на 1° приводит к'незначительной методичеокой погрешности.

Метод реализован о помощью опециэлъно разработанной Ш, :внутри которой создаетоя разность центробежных о ил &£1сГ> действующих но К-Д и при А^ч^-/^ происходит размыкание, которое фикоир:'ют по скачку магвитной индукции в Ш{ бесконтактным способом. В момент размыкания осуществляют косвенное измерение ^ог/7 и находят /> при заданной напряженности управляющего поля. В основу измерений КН полажены метод оравнения (^/з^-^) и метод непосредственной оценки (измеряют число импульсов модулированного светового сигнала вращением Ж). Измерения /л- косвенные. С помочью данной 1Ю также реализован бескозтактный метод измерений ЗДС срабатывания и отпуокания.

2. Виброударяый метод. Измерение КН нормально-замкнутой пары (НЗ) в переключающих герконах невозможно осуществлять центробежным методом» так как КН для НЗ пары требуется определять, когда она абсолютно размагничена. Это на позволяет получить скачка магнитной индукции при = А^цаГъ не дает возможности определить момент размыкания. В овязи о этим разработан новый метод - зиброударный..С помощью специального устройства платформа и МК подвергаются последовательным ударам, обеспечивающим линейные уокорения в направлении нормали к контактирующим поверхностям. Ускорение создает силы инерции, действующие на К-Д: и =/^7,'

В результате имеем уравнения бвланса

/77/, /7инертные маоеы К-Д,

жеоткооти К-Д, да/ » - меяконтактные начальные зазоры.

Раочет приводит к выражению _

/V _ инертная масоа переключающей К-Д.

Разработана соответствующая ИЗ,, которая позволяет оперативно и достаточно точно измерять и ^-к/. Измерения косвенные и оонованы на методах оравнения и непосредственной оценки ( Л измеряется акоалерометром).

Иооледованы и определены уоловия, исключающие методичеокие погрешности.

3. Методы измерения оил ореза холодной оварки в герконах и оил оотатточного магнитного сцепления в гезаконах.

Холодная оварка с одной отороны обеспечивает качественный контакт, о другой, если силы взаимодействия велики, она приводит к явлению залипания. ХС зависит от состава и качества покрытия контакт-деталей, а также от способов переключения геркона. В процессе изготовления герконов, а также при разработках новых типов их необходим качеотвенвый и количественный контроль ХС. Очевидно этот контроль правде всего доляев сводиться к измерению оил разрыва, оил среза холодной сварки. Аналогичная задача по измерению сил разрыва контакта возникла в овязи ' о контролем качеотва гезаконов. Контакт в этом олучае обусловлен не холодной сваркой, в остаточной магнитной индукцией. Специальных методов измерения указанных сил ранее не существовало. В овязи о этим возникла необходимость разработки методов измерения. С этой целью проведен теоретический раочет действия на контакт-детали геркона различных внутренних и внешних оил, распределенных и ооогедоточенвш^ обеспечивающих срез холодной оварки и разрыв контакта. В основу теории" положены условия: I) оумма прогибов концов контакт-деталей в замкнутом ооотоянии, обусловленном холодной оваркой, равна зазору между ними в области, перекрытия, 2) углы поворота ввутрибаллонных частей контакт-деталей в этом олучае одинаковы по величине, 3) оумма осевых смещений контакт-деталей до момента разраыва их на участке оварки равна нулю, 4) внешние силы действуют нормально к плоокооти контакта.

Изгибающие моменты контакт-деталей определяются уравнениями:

/ (2) ^ -2 (3)

£ - модуль Юнга, У - осевой момент инерции сечения Л^), £ - интенсивность равномерно распредели иной нагрузки, X - текущая координата вдоль контакт-детали.

Интегрируя дважды (2) и ( 3 ) и используя граничные условия, находим прогибы и углы поворота

(4)

црн условиях , =¿л ,

(размерность £-/т'/^г ,

«>

Для получения третьего уравнения оовмеотнооти деформаций находим осевые омещения , контакт-деталей,

вызванные поперечныгл изгибом и продольной силой. Подставляя в выражения для и углы поворота о учетом (5), находим и которые удовлетворяют условию

совместности деформаций: ( л л — ¿¿"а/ >

- - ¿<?г - * *** (6)

Подотавив выражения л £ г и ¿¿^ол в (Б), находим

/V - оила ореза холодной оварки. Она определяется при наименьшем д. , при котором возможен орез оварки. 3

В случае олабой хеоткооти на изгиб в облаоти оварки . Это уоловие приводит к выражению

Ж '(8)

Аналогично решалаоь задача для сосредоточенной внешней силы ^ , действующей в облаоти холодной оварки нормально к плоскооти ковтакта.

Получевы также два предельных выражения оилы ореза холодной оварки.

А/= ¿Г./«? (9)

Для олуч'ая слабой жеоткооти на изгиб в облаоти холодной

сварки

л/ * /¿с (ю)

Прямой разрыв контакта определяется оуымой оил упругооти и приложенными к контакт-деталям внешними силами нормально их плоокооти ковтакта в противоположных направлениях.

Метод реализовав о поыощтю неоднородного магнитного поля, полученного о помощью алектомагвита, один полюс которого - конус, второй - чаоть вогнутой сферичеокой поверхности. Герков располагают в зазоре электрдаагвита так, что градиевт напряженности поля нормален к плоокооти контакта. В области перекрытия контакт-деталей действует сила неоднородного поля.

^ '-Л ' ^ (П)

Р - магнитный момент учаотка контакт-деталей, расположенного н облаоти магнитного поля; под действием оилы /* - осуществляется ораз холодной сварки.

3 случае гезаконов прикладывают две силы ^ в противоположных направлениях за пределам сблаоти перекрытия контакт-даталей и ооущеотвляют прямой разрыв контакта, обусловленного силами остаточного магнетизма.

¡Экспериментальные иооледования показали, что срез холод-пой, сварки удовлетворяет формуле (10). Для реализации измерений были разработаны соответствующие ГО. ИЗ для измерения оил ореза холодной сварки позволяет измерять не только У , но и ЗДС отпускания при слабой оварке, не обеспечивающей залипа-пие контакт-доталей. Уотройотво оодержит узел, обеспечивающий различные режимы переключения геркона, обеспечивающие холодную сварку. Проведены экспериментальные исследования оил среза и ВДС отпускания в зависимости от различных режимов получения холодной сварки.

■ 4. Исследование 'характеристик движения контакт-деталей в зависимости от режима перемагничивания и разработка метода измерения.

Изменение хода контакта XQ -X в завиоимооти от напряженности управляющего магнитного поля Н является важной рабочей характеристикой геркона ( XQ- начальный зазор).

Х(Н) обусловлена различными оилаш, действующими на контакт-детали геркона, а также режимам изменения Н. По характеру кривой Х(Н) можно оудить о качестве геркона. Предотавляет интерес дребезг в герконе. В овязи о этим возникла проблема исследования характеристики Х(Н), а также характеристики Bj(H); от которой завиоит оила магнитного взакмодейотвия контакт-деталей. В^- магнитная индукция в зазоре Ж.......

4.1. Юзазистатичеокий режим

Равновесное ооотояние контакт-детали в герконе можно охарактеризовать извеотным уравнением равновесия упругих и магнитных оил:

{¿о -X) ~ (12)

Х(Н) зависит от вида функции ^(Н) . ¿Г

Вопрос сводится к решению двух задач:

1) получить выражение для Х(Н),

2) найти точное выражение для 4®).

Вначале исоледована экспериментально функция Х(Н). Затем методом последовательного приближения строили функцию Х(Н) в зависимости от вида функции ВХ(Н). Аналитический рао-чет осуществлен для случаев: - полином второй сте-

пенк, что соответствует формуле Рзлея, 2) В(Н) - полином третьей отепени. Было установлено, что экспериментальные кривые удовлетворяют условиям: Х(Н) - убывающая на всем про-шяутке изменения Н. Х(Н) имеет одну, а чаще две точки перегиба.- Начальное положение X = Х_ и X'= 0. Учитывая эти

О "

свойства (гункции Х(Н), применяя принцип сжатых отображений и используя разложение Х(Н) в ряд Паклорена, получили формул;! для Х(К) и В(Н) в явном виде. Коэффициенты при /У" (/7= I, 2, ...) для Х(Н) и ВХ(Н) были найдены из ограничений, полученных из условий сжимаемости функции ) и условий

действительного решения уравнения (12). В случае кубичеокой зависимости В(Н) имеем ■

= -к,

вм)*^ [4^] ^ #

» , Л^ , ^ , - постоянные, выраженные через известные величины. Получено совпадение теоретических и экспериментальных кривых Х(Н). Оптимальные характеристики имеют по две точки перегиба.

4.2. Динамический режим

Управляющее поле меняется скачкам напряженности, превышая поле срабатывания. Начинается процесс движения контакт-деталей, что обеспечивается силами , , а также силами инерции /у , связанными с ускоренным движением. При

замыкании действуют силы упругоста соударения контакт-деталей, сила холодной сварки , силы контактного нажатия . В результате возникает затухающий ударно-колебательный процесс. Очевидно существуют какие-то оптимальные количественные характерисуи-ки этих процессов, знание которых необходимо как для разработок новых, типов герконов, так и для контроля их производства. В связи с этим была поставлена задача, исследовать динамические процессы переключения герконов.

Осуществленные наш расчеты в отличии от известных проведены на остове модели эффективных масс, что дает возможность свести задачу к нелинейного дифференциальному уравнению второго порядка, для которого получено аналитическое решение, позволяющее анализировать динамику движения 'контакт-деталей и их дребезга.

/7)'- эффективная масс, <2? - магнитный поток, С ~ , /; - толщина контакт-детали, а£ - площадь перекрытия.

Вводя замену переменных ¿/ =Р ,и условие ¿5"я О, находим __, '

г У /77' У сБХ/^о /77'— ,

Учитывая /) = & и разлагая в С/+

ограничиваясь второй степенью, получаем соответствующий интеграл, который имеет несколько решений в зависимости от величин

Например, одно из них ( С1 > 0, /7>0, л =4С» С1 - ( имеет

вид: у ^ ^"

С,/- постоянная интегрирования.

Время соприкосновения Л £ контакт-деталей в процессе дребезга определить невозможно на основе полученного решения..' А 2 зависит не только от сила соударения мрсс /77 / , но и от свойств материала покрытия контактов. Кроме того, движения контакт-деталей имеют большое многообразие в зависимости от формы переключающего импульса управляющего поля и конструктивных параметров Ж. Все это можно исследовать экспериментально о пмощью разработанных нами лазерной фототеневой установки (ЛФУ) и соответствующей ИС. Измеряя характеристики Х^//) и

и сравнивая их с теоретическими, например, по количеству точек перегиба, мокко

судить о качестве геркона,, о его динамических и статических /

овойотвах переключения. Разработанная ИЗ в отличии от извеотной обладает рядом преимуществ: практически исключены эффекты оптичеокой аберрации, снижена погрешность измерений, повышена надежность и информативность.

5. Иооледование явлений, сопутствующих измерениям шгнитоконтактных овойотв герконов

Явление холодной сварки в терконах может проявляться довольно значительно и тем самым влиять на точность измерения КН. В связи о необходимостью тренировать контакт с целью улучшения его качества и снижения отепени проявления холодной сварки возникла задача по разработке нового более эффектного, по сравнению о извеотнцми,метода тренировки геркона,. Наш метод оозозан на явлении автоколебаний, реализуемых с помощью геркона. Простейшая схема такс? ячейки дана ва рио. 2

Рио.2

Геркон размещен внутри ооооных катушек /'/ и На ¿2 подается перемнный ток, создающий магнитное поле При ВДС срабатывания геркон замкнется, и в потечет

ток, создающий //, , направленную против . -¿V и включены вотречно. ^

Нри//£г геркон разомкнетоя, что обеопечит

и снова произойдет замыкание и т.д. И .

За один ишульс переменного тока в цепи можно получить множество

зрабатывавий и отпусканий геркона., Эксперимент показал, что да определенном соотношении г процесс переклю-

чения обычного срабатывания и отпускания переходит тз процесс зереключения геркона газовым разрядом. Чаотота такого перехс-¡ючения достигает 40 кГц и выше- Донная коммутация позволяет ¡ревизовать герконк в резкие автоколебаний с рядом прей даств: яоутотвие механического контактирования, малый ход контакта» шлое время тренировки, коммутация осуществляется низковольтным ■азозым разрядом на переменном токе а^ поэтому, не возникает юотиковоь эррозии. Процессы движения контакт-деталей при таноЗ ■ренировке были исследованы о лсмощыо М>У„ Исследовано также 1ЛИЯ9ЯЭ тренировки за омическое сопротивление герконов и на меньшениа проявления холодней обарки, и влияние ее на ЩС отпускания.

Прозэдевы исследования магнитоэлектрических характеристик еркозов при различных условиях соударений контакт-дохэлеЗ. Установлено, что ток через геркон меняетоя скачкообразно при ареклвчзаии его одновременно переменным и постоянным магнит-ыми полями при изменении напряженности одиого из них: очевидно, качки тока обусловлены дискретным изменением времени кон-актирования контакт-деталей. Плавное изменение управляющего оля не обеспечивает плавного изменения времени контактирова-ия. В этом омыоле геркон неуправляем внешним полем. Это озва-зет, что кроме внещних аил поля действуют еще внутренние алы. Этими силами могут быть силы слипания, обусловленные злодной сваркой, которые проявляют в данном олучае квантовую энроду, обеспечивающую указанную дискретность, что свойственно зантовым явлениям. Другой причиной могут быть окачки Баркгау-?ва при перемагвичивании геркона. Проведенные наш опыты пока-да: при смачивании контактных поверхностей жидкоотью окачки 1чезают„ Смачивание оолабляег оилу соударения и очевидно )М оамнм исключает явление холодной сварки.

Иооледован также ¿¡£- эффект в контакт-деталях, зультаты иооледования показали, что прп относительной' намаг-1ченнооти геркона, равной 0,5 или более, ЛЕ - эффект доота-|Чпо велик. В связи о этим при намагничивании геркона меняется

модуль упругооти его контакт-деталей. Поэтому ооботвеввые ча-ототы контакт-деталей, измеренные по колебаниям их при отоут-отвии магнитного поля отличаютоя от ооботвеввых частот, которые измерены для намагниченных контакт-деталей. Это необходимо учитывать при раочете сил упругооти контакт-деталей.

В третьей главе приводятся исследования и разработка методов магнитных измерений контакт-деталей и их материалов (проволок). Магнитоконтактные овойотва герконов зависят от магнитных характеристик контакт-деталей. Специальных методов измерения и контроля магнитных свойотв герконов и их отдельных контакт-деталей не существовало. В овязи о производственной необходимостью и разработками новых типов герконов возникла потребность в этих методах.

Контакт-детали представляют собой прямые стержни о различии оечением б* по.длине £ и удовлетворяют уоловию

у/Я ^ . Пооле отжига они, как правило,являютоя мягкими. Одна из-задач ооотояла в разработке метода измерения коэрцетив-ной силы и остаточной индукции отожженных

контакт-деталей. Вторая задача оводилаоь к разработке измерения коэффициента прямоугольнойти контакт-деталей для гезаконов. В общем задача ооотояла в разработке метода измерение петель ги-отерезиоа герконов и гезаконов, и отдельных контактных'сердечников (контакт-деталей). '

Вибрационные магнитометры (Ш), ранее испольйуемые для контроля и измерений вамагниченвооти образцов, которые подобны в какой-то мере контакт-деталям, имели конторукции, обеспечивающие условия измерений магнитного поля от образца, удовлетворяющего модели точечного диполя. Образец должев находиться на раоотоянии от измерительной катушки не менее чем вЮ<? Это сильно снижает чувотвительнооть и уоложняет конструкцию ВМ.

В плаве этой проблемы наш коследоввны теоретические основы ВМ о целый повышения чувотвительнооти прибора путем исключения модели точечного дипольного приближения при измерениях магнитных характеристик контакт-деталей. Разработаны принципы таких измерений. Нооледованы магнитные отатичеокие характернотики

контакт-деталей. Получены аналитические выражения для намагниченности и индукции контакт-детали, а также ЭДС в измерительной катушке Ш в зависимости от намагничивания контакт-детали, расположенной внутри этой катушки.

Извеотна формула для ЭДС в измерительной катушке ВМ

г. $/¿г*"

V - потокосцепление намагниченного образца о измерительной катушкой, в которой наводится «Г

& - координата, вдоль которой направлено намагничивающее поле и ооущеотвляетоя вибрация.

- воктор напряженности магнитного поля, в^нянного протеканием тиса в измерительной катушка. / - вектор намагниченности образца, V - объем его.

<? можно предотавить в виде

'£>*■,><" 1131 При уоловии ¿>//&-5-/5^, ¿1/ГГЛ7 , -/77 , что

следует из известного соотношения: ^ - ^ ^

.У ™ .

У^т - магнитная проницаеыооть тела,у^ - магнитная проии-аемость материала, /Я - проницаемость, обусловленная ормой тела.

•Для данных образцов получаем:

С другой отороны

3 Си-А) ; /, - //-Л/*

Отоюда находим & ■'Уа и л = . -

/- /V

Учитывая л/ = ^//т? , получаем

Для петли гиотерезиов

^ = /77 Л-/4)

В контакт-деталях как и других магнитомягких оердечвиках конечной длины - 1Сг) „ Поэтому следует определять уоред-ненвую по длине контакт-детали намагниченность. Она равна

■аь

(14)

Аьалогично ч индукция В равна

3 = или ^ ^^ (15)

=/ г,

/7 - определяется извеотной формулой, подученной Розенбла-том М.А.

[/- Н* ^^л -^У)

"= 4<гге„ и (16>

Из формул (14) и (15) следует, что и

¿С)

для магнитомягких контакт-деталей являютоя линейным зависимостями. Линейность выполняется до тех пор, пока ^ . Эксперимент показал, что это соотношение имеет место для в пределах + 80 % от индукции наоыщения.

Для цилиндрических образцов К = 2,4; £ = 0,8 - 0,85. . Дяя образцов с прямоугольным оечением К = 3,6, ¿>= 0,75. Н^ в измерительной катушке можно определить приближенной формулой, подученной автором для многослойного ооленоида конечной длины. '

¿г ¿¿ак 1

+ еп\(е+р) + 1}

и/ - чиоло витков в катушке, С/- постоянная интегрирования, А - длина катушки.

На основе данных формул находим выражение для £ в измерительной катушке Ш.

С - постоянная интегрирования, ¿7 - постоянная, связанная о геометрическими параметрами образца и измерительной катушки.

Колебания определяются выражением:

¿уг:

Эффективное значение <5 равно

¿■^^ (17)

Формула (17) показывает, что ЭДС в измерительной катушке еоть линейная функция от Н. Эта зависимость линейна для всех , удовлетворяющих условию уУ /7? .

При соизмеримых ] /77 и линейнооть »

так же как и Б(Н) „ зарушаетоя. _

Линейнооть фувкций <^,(Н) а 3(Н) очень ванны для из-меревия абсолютных значений В по петле гиотерезиоа. Имея линейную зависимость В(Н) з облвоти значений вг для любой контакт-детали можно осуществить безэталонный метод намерений В(Н)„ Н0 определяем по' -.Н, с помощью которой меняем В от Вл до нуля.

Зная Н0 , вычиоляем данной контакт-детали, для

которой извеотна величина /т? , вычисленная по формуле (16). Измеренные Нс и вычисленные Ъг по известным Нс и /77 позволяют делать градуировку шкалы прибора, .предназначенного для измерения б в единицах, характеризующих магнит-

ную индукции для каждой контакт-детали, и определить В(Н). Для линейного участка В(Н) этот способ достаточно корректен.

_0днако, для нелинейных учаоткон, когда уУ соизмерима о , градуировка шкалы прибора по линейному участку 6(Н)

может не соответствовать иотинным значениям В(Н).

Причиной этого может быть изменение величины рассеянного магнитного потока при изменении намагниченности контакт-детали. В ВТ,! измерительная катушка не может плотно прилегать к исследуемому образцу в частнооти к контакт-детали. Возможно часть потока остается неохваченной витками катушки, и она меняется с изменением <9 . В этом случае нелинейвость £ (Н) будет обусловлена не только нелинейностью В(Н) , но и различными потерями потока.

Нами проведены экспериментальные иооледовавия 6 (Н) в зависимости от зазора между стенкой внутренней полости измерительной катушки и поверхностью исследуемой контакт-детали, расположенной внутри катушки. Опыт показал, что при различных зазорах, меньших, чем 3 мм, различие петель гиотерезиоа для ' одной и той же контакт-детали очень незначительное. При разных зазорах меньших 1,5 мм практически петля гистерезиса такая, как и для плотно намотанной катушки на контакт-деталь. Последнее было доказано осциллографическим методом измерения петли гиотерезиоа для низких частот перемагничивавия.

Таким образом, теоретически и экспериментально был обоснован вибрационный метод измерения магнитных статических характеристик различных контакт-деталей (до 30 типов) при условии нарушения точечного приближения. Это позволило опльно повыоить чувствительность метода и создать довольно простую и надежную.ИС для работы в заводоких и лабораторных уоловиях,

Проблема контроля качества чагнитннх проволок, из которых делаются ^онтакт-детали, представляет также практический и научный интерес. Нами оделава попытка использовать дпивные скачки Баркгаузен в контроле качества проволоки после ее отжига. Дм этой цели были проведены соответствующие исоледова-

;шя о помощью специального устройства, охема которого представлена на рис.З.

Рис. 3

На рис.4 предотзвлеиэ схема зародыша перемагничивашщ 1 проволоке N Л

■ Р

Рио. 4

Н - напряженность поля в ■ / . /7 - напряженность оля магнита в области учаотка проволоки л у . и -Д^г

¡блаоти меядомевных границ. облаоть зародыша.

При изменении - Н до некторого значения + Нр обео-е'чивающего в сумме поле отарта ,

озникает явление движения межломенной граншды (большой ока-ок Баркгаузена). смещается в одну сторону (судя по рио.,4.

оправа), ¿¿/г - в противоположную оторону. Как только граница достигнет съемной катушки , в ней возникает ЭДС индукции £ „ Доли зафиксировать момент времени появления электрического сигнала £ , который обозначил за ¿^ ,и момент времени начала движения границы ¿о , то можно определить время движения границы на учаотке X . ¿¿«^ Находим

гглг

7/- скорость движения границы.

V различна не различных у чайках проволоки. Измерение величины Л £ милснс осуществить с помощью устройства, схема которого представлена на рио.З. - низкочаототный генератор разкололярных прямоугольных импульоов, У- уоилитель,

- чаототомер» БП - блок питания, частота У генератора /// беретоя такойс чтобы длительность каждого генерируемого импульоа (1/2)1' была больше, чем максимальное время движения мездоменной границы * £ (опыты, проведенные нами показали, что для пермаллоевой проволоки 52Н данной в 2 м чаотота должна быть не более 0,3 Гц. 3 с).

Примем направление /т за положительное. Тогда при отрицательном испульое генератора в соленоиде получим

поле напряженностью - Н, направленное против А . При переключении отрицательного импульса на положительный произойдет изменение скачком - Н на + Н, и при каком-то Н^ , получим псле старта , обеспечивающее начало движения границы в момент времени £о . В этот жа момент времени ¿о задним фронтом положительного импульса происходит за-пуок счета импульсов на частотомере, который ритмично генерирует свои импульсы и показывает их число ва световом табло. Выключение очета импульсов чаототомера ооущеотвляетоя в ыоменз времени оигналоы <5 . Зэ время = получ!

(18)

Я - число импульоов, генерируемых частотомером в единицу времени. /7 - величина известная для данного частотомера,

- число импульоов, полученных на частотомере за интервал времени л £ . Нами иопользовалоя частотомер типа 43-32. В момент табло его о показанием щади

продолжает оветиться в течение времени 7"

до момента нового запуока. В наших измерениях ¿Т ~ ¿с , что вполне достаточно для визуального наблюдения и запиои. В результате за несколько переключений, обеопечиваклих НГ, можно получать неоколько для заданного положения

( //-5 ): У,,, л^

— / *

А1=р ^ (19)

л/ - среднее значение, полученное для данного К

Из формулы (18) о учетом (19) получим

« /7

Таким образом, перемещая магнит ( 71/-& ) вдоль ио-олэдуемой проволоки можно определить ту точку, которую достигает магнитная волна, и определить путь волны в проволоке.

В тоже время на этих участках можно определять окороать распространения волны ТУ-Д: . Чем выше окорооть, тем Солее чистая структура металла. Все это в целом позволяет контролировать качество магнитных проволок. Проведенные исследования показали, что наиболее длинные участки пути У , пройденные магнитной волной, в проволоке из оплава 5211 после соответствующего отжига достигают 2 м. Отжиг влияет очень сильно на / и У . Поэтому данный метод можно рекомендовать для контроля качеотва проволоки. На оонове данных иооледованнй разработана соответствующая Ж.

В четвертой главе приводятся раочеты апп, ратурных погрешностей, разработанных измерительных систем. (Методичеокие погрешности проанализированы в главах 3 и 4).

ОЫЦЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи о разработками различных типов герконов и развитием их производства возникла проблемаооздания комплекоа новых методов и систем измерений различных параметров этих изделий их элементов и походного материала для них (магнитной проволоки).

Диооортация поовящена решению этой проблемы.

I. На основе проведенных исследований были разработаны следугщие новые бесконтактные методы и измерительные оистемы:

1.1. Центробежный метод и сиотема измерения контактного нажатия (КН) и м.д.о. срабатывания и отпускания в замыкающих герконах. Эксперт,¡ентально показано, что разработанные метод и сиотема позволяют также осуществлять;

а) измерения сил магнитного взаимодействия контакт-деталей в герконах,

б) исследования влияния ускорений на м.д.о. орабатывавия и отпуокания,

в) исследования влияния аномалий конфигурации контакт-деталей в герконах на ы.д.о. орабатывания и отпуокания.

1.2. Виброударвый метод и оиотема измерения КН и м.д.о. в переключающих герконах.

1.3. Метод и система измерений оил ореза холодной оварки. Метод основан на дейотвии ва геркон силами неоднородного магнитного поля.

1.4. Метод и оиотема измерения магнитных оотаточных оил оцепления контакт-деталей в гезаконах. Метод основан на дейотвии на гезакон силами неоднородного поля.

1.5. Метод и устройство для тренировки герконов, оонован-пый на автоколебаниях, реализуеиих о помощью вотречных магнитных полеЧ.

1.6. Вибрационный метод и оиотема измерений магнитных характеристик контактных сердечников и герконов, отличакхциеоя от известных тем, что в них ве используется модель точечного

дигольного приближения (образец располагают внутри измерительнсП катушки), что позволяет достигнуть высокой чувствительности.

1.7. Лазерный $ототеневой метод и система измерений характеристик движения контакт-деталей.

1.8. Метод и спотемз контроля качества магнитной проволоки, из которой изготавливают контакт-детали. Метод основан на измерении пути и времени распространения магнитной волны в проволоке.

1.9. Вое названные вше методы и оиотемн обеспечивают необходимый комплекс беоконтактных измерений различлпс параметров герконов и удовлетворяют воем требованиям по точности, оперативности и нерэзрушающего контроля.

2. В соответствии с проблемой измерений были осуществлены иооледования .и получены следующие результаты;

2.1. Теоретлчеоки и экспериментально показано, что 1Ш прямо пропорциональна разнооти центробежных опл, разшкаюцах МК. Эта завиоюлооть положена в оонову центробежного метода (цм).

Преимущества ЦМ и разработанной ооответот.ующэй КС: время измерения не более I млн., метод беочонтактный и нераару-шающий, основная погрешность не более 7,6$.

Характеристики граммометра для оравнения: время измерения на менее 0,5 чаоа, метод . разрушающий, при попадании пыли в геркон при проделывании отверотия в баллоне погрешность более 50-100$. Метод Брэдфорда: время измерения КН не менее 0,5 часа, погрешность не менее 22$.

2.2. Теоретически иэкопериментально показано, что КН (оила F* ) в переключающих МК пряно пропорциональна ускорении

<2 , при котором наступает размыкание геркона, вызванному-ударным воздействием на геркон. Полученная формула .для юлояена в оонову виброударного метода. Длительность измерения m'балео I мин. ЦМ и метод Брэдфорда неприменимы для нормально-замкнутой пары 1Ш-3. Ооновная погрешность не более 12,3$.

2.3. Теоретически «экспериментально показано, что оила ¡реза холодной сварки (ХС) прямопропорциональва квадрату шешней о или ( /с'г), создаваемой, неоднородным магнитным' полем

нормально к плоокооти контакта МК, Получена формула линейной зависимости /г от оилы тока ^ , обеспечивающей неоднородное маггптное поле б момент среза ХС. Вое это поолукило ооновой разработки нового метода и сиотемы беоконтактвого измерения сил среза // . Основная погрешность измерений не более 5,1%. Время измерения не более I мин* Метод неразрушающий. Для измерения /У можно использовать метод граммометра; недостатки его будут те же, что и при измерении КН.

2.4. Теоретически и экспериментально иооледованы для многих типов герконов магнитомеханические характеристики Х(Н). Установлено, что они отличаютоя чиолом точек перегиба (две, одна, ви одной). X - расстояние ыезду контактирующими поверхностями. Н - напряженность управляющего поля, меняющегося квазпстатически. Определены дна типа зависимостей

. &х - магнитная индукция в рабочем зазоре МК. Качество геркона связано о видом характеристики Х(Н), которая зависит от В связи о этим разработана лазерная фототеневая 1С, с помощью которой мояно контролировать Х(Н) и другие движения к.д., что особенно важно при разработках новых МК. • ,

2.5. Экспериментально установлено влияние ХС на измерения КН и влияние А Е - эффекта на упругие свойства К-Д. Показаны возможности влияния переключений МК в"рениме.автоколебаний на сопротивление МК и холодную сварку.

2.6. Теоретически иэкспериментально доказана возможность, измерять зависимость магнитной индукции В(Н), уоредневной

по объему контакт-детали, о помощью вибрационного магнитометра, когда исследуемый образец не удовлетворяет модели точечного диполь'ного приближения (контакт-деталь располагают внутри измерительной катушки). Получена Формула для В , о помощью которое можно раочитать В(Н) по измеренным Н и ЭДС индукции в измерительной катушке ВИ. Чувствительность ВМ в вашем случае ва 3-4 порядка выше, чем при измерениях в традащиовным_споообом. Оововная максимальная погрешность измерений В. ве более 5,3$. Показаны пути уменьшения погрепноотей.

3„ Результаты проведенного анализе различных преобразо-елэй и измерительных оиотем позволила построить отруктур-охемы ИС, включающие а себя устройства преобразования, три которых, в качеотве преобразователя оодеряитоя контро-|уемый объект, в нашем олучае геркон или К-Д. В соответст-; о этим прозедены теоретические расчеты различных магнитных юханичеоких явлений, реализуемых з контролируемых горкой ах ( К-Д при условиях внешних воздействий на них. Получены (логические выражения, которые послужили ооновоЗ для рээра-:ок новых методов и оиотем измерений различных параметров , К-Д и магнитных проволок (исходного материала).

4. Все это а целом предотавляет ообой теоретическое общение и решение крупной научной проблемы, имеющей ватшое роднохозяйотвевное значение.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

I. Удалов В.Ф. Исследование работы магнитоуправляемых контактов в условиях ускорений // Электронная техника. 1977. Сер.4, вкп.З. С.67-73.

2. А.о. 440717{СССР) Способ измерения сил контактвого нажатия / В.Ф.Удалов. Опубл. в Б.И. 1972, JS3I.

3. A.c. 521552 (СССР). Устройство для измерения сил контактного нажатия в герконах / В.Ф. Удалов, А.Ф.Нилов, А.С.Бе-лых. Опубл. в Б.И. 1976, й 26.

4. Удалов В.Ф., Нилов А.Ф. Способы измерения и прибор для контроля оилы контактного нажатия в герконах // Электронная техника. 1975. Сер.4, выл.7. C.9S-I00.

5. Новый способ измерения оилы контактного нажатия в трзхэлектродных герконах. В.О.Удалов, А.Ю.Борисова, А.Ф.Нилов

и др.// Тезисы докладов на Всесоюзной научно-технической конференции "Специальные коммутационные элементы", секция "Материалы, конструкции и технология СКЭ" / РРТИ. 1984. С.10.

6. Исследование размыкания герконов. В.Ф.Удалов, А.Ю.Борисова и др. // Тезисы докладов на Всесоюзной научно-технической конференции СКЭ", секция "Материалы, конструкции и технология СКЭ'7 РРТИ. 1984. С.17-18.

7. A.c. II5II8 (СССР). Споооб измерения силы контактного нажатия/ В.Ф.Удалов, А.Ю.Борисова, О.И.Долгих и А.Ф. Нилов. Опубл. в Б.И., 1984, К35.

7. A.c. II5II8 (СССР). Способ измерения силы контактного нажатия / В.Ф.Удалов, А.Ю.Бориоова, О.И.Долгих и А.Ф. Нилов. Олубл. в Б.И., 1984, Л 35.

8. Удалов В.Ф., Борисова А.Ю., Нилов А.Ф. Новый споооб измерения сил контактного нажатия в герконах // Материалы Воеооюзной научно-технической конференции "Специальные коммутационные элегынты" / Рязань. 1984. С.44-47.

9. A.c. I205197 (СССР). Устройство для измерения сил контактного нажатия магнитоуправляемых герметизированных контактов/ В.Ф.Удалов, А.Ю.Борисова, А.Ф.Нилов. Опубл. в

Б.И , 1986, К2.

10. Удзлов В.Ф., Бориоова А.Ю., Нилоз А.Ф. Устройство для измерения силы контактного нажатия в герконах //Изв.вузов, "Электромеханика". 1986. №. С.87-20.

11. А.с.574643 (СССР). Способ измерения оял сварки электродов в магнитоупрзвляемых контактах / В.<5. Удзлов, А.Ф.Нилоз и др. Опубл. в Б.И. 1977, ¡536.

12. А.о. 756359 (СССР). Споооб измерения остаточнг* оил сцепления' электродов в гезаконах /В.Ф.Удалов, В.M .Ирма-ков. Опубл. в Б.'И., 1980, .''30.

13. Ефремов А.П., Румянцев C.B., Удалов B.C. Расчет изгиба биметаллической контакт-детали под действием ¡¡лпшго-стршсционных оил: Тезиоы докладов Всесоюзной научно-техни-чеокой конференции "СКЭ", секция "Исследование СЮ" / РРГИ. 1981. С.67.

14. Удалов В.Ф., Игнатов А.И., Ермаков В.М. Ускоренные испытания и тренировки герконов о помощью различных режимов автоколебаний // Тезиоы докладов Всесоюзного научно-технического совещания "Пути повышения качества и надежности электрических контактов" / Ленинград. Т978. С.88.

15. A.oî 624307'(СССР). Устройство для тренировки герконов /В.Ф.Удадоз, А.И.Игнатов, В.М.Ермаков. Опубл. в Б.П., 1978, №24.

16. A.c. I4I0I24 (СССР). Устройство для тренировки герконов / В.Ф.Удалоз, В.М.Ермаков, А.Ю.Бориоова, М.С.Во-отров. Опубл. в Б.И., IS88, J526.

17. Удалов В.Ф. Теория вибрационного магнитометра для контроля контакт-деталей //Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Специальные коммутационные элементы", секция "Исследование СКЭ" 7 РРТИ. 1981. С.53-55.

18.Удалов В.Ф. Раочет вибрационного магнитометра, предназначенного для контроля тонких отержней из магнитомяткого материала //Извеотия вузов. Электромеханика. 1983, JK3. С.53-57.

19. Удалов В.Ф. Раочет напряженности магнитного поля круговых токов методом приближенной огалмегрпи // Известия вузов. Приборостроение. 1979. т.22. JM. С.31-40.

20. Удалов В.Ф. Исследование методов расчета магнитных полей круговых токов / Сб.рефератов ВТЭ / Органпз. п/я А-1420/. 1977. Серия 0. Выл.7.

21, Удалов В.Ф. Напряженность магнитного поля, создава< однородно намагниченным сердечником цилиндрической формы /деп. в ВИНИТИ. 1979? JS8 (94). С,91.

■ 22. Удалов В.Ф., Борисова А.Ю. "Оценка точности раочет) магнитных полей методом приближенной оимметрии"„ВИНИТИ Депонированные рукописи , 1984, HI2, б/о 1208.

23. Удалов в.ф., Нилов А.ф., Игнатов А.И. Измерение магнитных характеристик малогабаритных деталей из магнито-мягких материалов // Известия вузов. Электромеханика. 1977. №9. С.220-223.

24. Автоматический вибрационный магнитометр для контр контакт-деталей МК. Текучев А.Н.,- Удалов В.Ф., Милюков C.i и др. // Труды конференции по электронной технике "Магилто-управляемые контакты" / Электроника. 1971. Вып.6(32), Т„2„ С.II6-122.

25. Способ измерения магнитной проницземооти контакт-д талей герконов. Удалов В.Ф., Лазутин Ю.Д.» Игнатов А.И.„ Кл менко В.Г. // Электронная техника, - 1977. Сер.4, Вып.З.

с.102-106.

26. Лазутин Ю.Д., Удалов В.Ф., Клименко В.Г„-Влияние режимов термообработки контакт-деталей из магнкто—мягких материалов на из магнитоупругие характеристики // Электрон ная техника. 1975. Сер.4. Вып.7. С.64-70.

27. Удалов В.Ф., Бориоова A.D., Нилов А.Ф. Иоследовани завиоимооти работы гезакона от параметров управляющей катус ЦНИИ "Электроника" Сб. рефератов НИОКР, обзоровпереводов и деп.рукопиоей. Сер. AT, Jê6, 1987 „

28.А,о. 673856 (СССР). Споооб определения координаты тела / Удалов В.Ф. Розенфельд Ф„3, Опубл. в Б.И., I979„ J®22

29. Ефремов А.П. Нилов А.Ф„, Удалов В„Ф„ Исследование скачков Баркгаузена о целью разработки метода контроля контакт-деталей // Тезиоы докладов Всесоюзной научно-техвичес! конференции "СЮ", секция "Исследование СКЭ" /РРГК, 1981. С.47-48.

30. Ефремов А.П.0 Нилов А.Ф., Удалов В.Ф. Иооледованж с1мчков Баркгаузева о целью разработки метод а контроля контакт-деталей // Сб. рефератов НИОКР, обзоров, переводов и ; понированных рукопиоей / ЦНИИ " Электроника", 1985, Сер. "J

31. Удалов В.Ф., Налов А.Ф., Лазутин Ю.Д. Методы и оредства >ятроля $изичеоких величин магнитоупрадляемых контактов. Обзоры > электронвоЯ технике. М.: ЦНИИ Электрояинз, 1977. оер.7. ш,9 (490). - 60 9.

32. Удалоз В.Ф. Ермаков В.М., Игнатов А.И. Уокоревие иопы-)ния и тренировки герконоз о помощью различных режимов автоко-|б8ний // Межвузовокий оборник "Герконы" /ЕРТИ. 1978. С.81-87.

33. Удалов В.Ф., Румянцев C.B. Иооледование частотных )рактериотик автоколебательной ячейки на герконе //Межвузовокий i. "Герконы" /РРТИ. 1979. Выл.5. 0,65-68.

34. Удалов В.Ф., Румянцев C.B., Ермаков В.М. Измерение 1Гнитных полей о помощью магвиточувотвительных элементов

' Межвузовокий об, "Герконы" / РРТИ. 1979. Выл.5. C.8I-86.

35. Удалов В.Ф.» Игнатов А.И., Нилов А.Ф. Иооледование тектричеокого контакта з герконах в завиоимоати от чаототы и /шлитуды переключающего поля //Межвузовокий об. "Герконы"/ ЭТИ. 1975.Вып.1„ С.31-36.

36. Удалоз. В.Ф.» Игнатов А.И. Влияние токового режима зтоколебаний контактных деталей в герконах на структуру кон-зктирующих поверхностей и их слипание //Межвузовский сб. Герконы" / РРГЙ. 1975', Вып.1. С.36-41.

37. Удалоз В.Ф., Нилов А.Ф. Споооб измерения сил прямого эзрыва холодной оварки контактных деталей герконов // Me жву зов-кий об. "Герконы" /РРГИ. 1976. Вып.2 С.75-80.

38. Удалов В.Ф., Игнатов А.И. Фототеневой опоооб вооледова-ая колебаний контактных деталей в герконах о помощью луча лазе-

э // Межвузовский об. Терконы" / РРТИ. 1976. Вып.2. С.97-102.

39. Удалов В.Ф., Нилов А.Ф.» Каспаряв Р.М.,Исследование лияния механической и термичеоной обработки на магвитвые овой-гва деталей герконоз о внутренней памятью // Межвузовокий сб. ерконы / РРТИ, 1977. Вып.З. С.80-84,

40. Удалов В.Ф.„ Нилов А.Ф. Определение влияния уокорений а ВДС орабатывания и отпуокания геркоэов КЭМ-2 //Межвузовокий б. Герконы / РРТИ. Вып.З. 1977. С.53-59.

41. Удалов В.Ф., Нилов А.Ф. Иооледование лЕ- эй&кта в снтакт-деталях герконов /Межвузовокий об. Магвитополупроводнико-ые и электромагнитные элементы автоматики / РРГИ. 1975. Вып.4. .91-95.

42. Удалов В.Ф.3 Горелов В.А., Нилов А.Ф. Влияние ускорений на контактные элементы электромагнитных реле //Межвузовокий об. "Магнитно-полупроводниковые и электромашинные элементы автоматики" РРГИ. 1976. Вып.5. С.27-33.

43. Удалов В.Ф., Горелов В.А, Раочет оил о лапания электродов в герконах //Межвузовокий об. "Магнитно-полупроводниковые

и электромашинные элементы автоматики/ РРГИ. 1976.Вып.5.С.З-8.

44. Удалов В.Ф., Нилов А.Ф., Игнатов А.И. Метод электромагнитного измерения оил олипания электродов в герконах //Межвузовокий об. "Магнитно-' злупроводниковые и электромашинные элементы автоматики /РРТИ. 1976.Вып.5. C.8-I2.

45. Удалов В.Ф., Игнатов А.И., Нилов А.Ф. Исследование оил слипания электродов в герконах /Межвузовокий об. "Магнитно-полупроводниковые и электромашинные элементы автоматики/ РРТИ. 1976. Вып.5. С.12-17.

46. Удалов В.Ф., Игнатов А.И. Лоокутов A.B. Магнитоупругие овойотва электродов в герконах //Межвузовокий об. "Физика полупроводников и микроэлектроника" // РРГИ.1975. С.240-246.

47. Удалов В.Ф., Нилов А.Ф. Влияние различных режимов отжига не магнитные свойства железоникелевых сплавов //Межвузовский об.Физика полупроводников и микроэлектроника / РРТИ.1975. С.246-251.

48. Удалов В.Ф., Бориоова А.Ю., Нилов А.Ф. Погрешность измерения оилы контактного накатия при автоматиаеоком контроле герконов //Межвузовокий об. Автоматизация экспериментальных иооледований и иопытаний/ РРТИ. 1985. С.34-36.

49. Удалов В.Ф., Нилов А.Ф. и др. Измерения НДС герконов бесконтактным способом //Изв.вузов. Электромеханика. -1991. J52.C.66-6S.