Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Оценка точности измерения магнитоотрывного усилия датчиками прибора НТ-800 для раннего выявления дефектов их изготовления

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-3-230-238

Полный текст:

Аннотация

Контроль механических напряжений, возникающих при нанесении никелевых покрытий, играет важную роль при диагностике их технического состояния. Большие внутренние напряжения могут приводить к растрескиванию или отслаиванию покрытий, что совершенно недопустимо для ответственных деталей и сборочных единиц, использующихся, например, в космической технике, для которых надёжность имеет первостепенное значение. Важным аспектом контроля внутренних напряжений является погрешность измерений используемых приборов. Целью настоящей работы являлось определение характеристик датчиков приборов, позволяющих оценить качество их изготовления на предварительной стадии сборки измерительной техники, для соблюдения необходимой точности последующих измерений.

В большинстве случаев оценка погрешности измерений возможна только после изготовления оборудования и проведения градуировки. В настоящей работе предложено оценивать точностные характеристики датчиков приборов исходя из прецизионности (повторяемости и воспроизводимости) регистрации первичного информативного параметра. На примере прибора «НТ-800», разработанного в Институте прикладной физики Национальной академии наук Беларуси, показано влияние ухудшения характеристик прецизионности датчиков на итоговую погрешность измерений. Предложено определять параметры прецизионности до установления корреляционных зависимостей между первичным информативным параметром и измеряемой характеристикой с целью отбраковки некачественно изготовленных датчиков и снижения трудозатрат. В частности, проведены измерения величины, пропорциональной магнитоотрывному усилию (имеющей корреляционную связь с остаточными напряжениями), прибором НТ-800 на никелевых образцах, имитирующих покрытия, толщиной от 200 до 700 мкм и величиной прокатки от 0 до 40 %. Установлено, что в случае качественно изготовленного первичного преобразователя коэффициент вариации дисперсии повторяемости находится в диапазоне 0,2–0,6 %, а коэффициент вариации, рассчитанный по значениям дисперсии воспроизводимости, не превышает 0,9 %. В случае датчика с ухудшенными параметрами чувствительного элемента коэффициенты вариации повторяемости и воспроизводимости были в 1,5 раза выше. Ухудшение характеристик прецизионности привело к значительному увеличению погрешности измерения остаточных напряжений. Так, абсолютная погрешность измерений напряжений у некачественно изготовленного датчика в диапазоне 200–300 МПа была приблизительно в 3 раза выше, чем у датчика с высокими показателями прецизионности.

 

Об авторах

А. Ю. Кутепов
Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

ул. Академическая, 16, г. Минск 220072



А. П. Крень
Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Адрес для переписки: Крень А.П. – Ин-т прикладной физики Национальной академии наук Беларуси, ул. Академическая, 16, г. Минск 220072, Беларусь
e-mail: 762-33-00@gmail.com



Е. В. Гнутенко
Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

ул. Академическая, 16, г. Минск 220072



Список литературы

1. Practical residual stress measurement methods / edited by Gary S. Schajer: John Wiley & Sons Ltd, 2013, 310 p.

2. Rasilo P., Aydin U., Martin F., Belahcen A., Kouhia R., Daniel L. Equivalent strain and stress models for the effect of mechanical loading on the permeability of ferromagnetic materials. IEEE Transactions on Magnetics, 2019, vol. 55, iss. 6, pp. 1‒4. DOI: 10.1109/TMAG.2018.2890407

3. Weisensel N., Liang C. Magnetotagging, A New method for active and passive nondestructive evaluation of stresses and defects in composite structures. Materials Technology, 2016, vol. 10, iss. 7‒8, pp. 142‒144. DOI: 10.1080/10667857.1995.11752613

4. Ivanova Y., Partalin T. Comparative measurements of the stress state in a rolled carbon steel using magnetic Barkhausen noise and ultrasonic method. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, no. 48, pp. 137–146. DOI: 10.1134/S1061830912020040

5. Filinov V.V., Kuznetsov A.N., Arakelov P.G. Monitoring stressed state of pipelines by magnetic parameters of metal. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2017, no. 53, pp. 51–61. DOI: 10.1134/S1061830917010065

6. Rudnitskiy V.A., Hnutsenka E.V., Kren A.P. Opredelenie tolshchiny dvuhslojnyh nikel'-hromovyh pokrytij magnitnym metodom [Determination of the thickness of double-layered nickel-chrome platings using magnetic method]. Metrologiya i priborostroyenie [Metrology and Instrumentation], 2015, no. 4, pp. 24–29 (in Russian).

7. Gorkunov E.S., Povolotskaya A.M., Zadvorkin S.M., Putilova E.A. Comparative analysis of the magnetic characteristics of plastically deformed metal in different zones of a welded pipe under elastic deformation. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2017, vol. 53, pp. 636–643. DOI: 10.1134/S1061830917090066

8. Wilrich P.-T. Critical values of Mandel’s h and k, the Grubbs and the Cochran test statistic. Advances in Statistical Analysis, 2013, no. 97(1), pp. 1‒10. DOI: 10.1007/s10182-011-0185-y


Для цитирования:


Кутепов А.Ю., Крень А.П., Гнутенко Е.В. Оценка точности измерения магнитоотрывного усилия датчиками прибора НТ-800 для раннего выявления дефектов их изготовления. Приборы и методы измерений. 2021;12(3):230-238. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-3-230-238

For citation:


Kutsepau A.Yu., Kren A.P., Hnutsenka Y.V. Evaluation of the Magnet Breakaway Force Measurement Accuracy of the NT-800 Sensors for Early Detection of Defects of Their Manufacturing. Devices and Methods of Measurements. 2021;12(3):230-238. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-3-230-238

Просмотров: 91


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)