Расчет размерных цепей

Таблица 5

Расчет режимов намагничивания

Режимы намагничивания деталей (напряженность магнитного поля H и силу тока I_max) устанавливают в соответствии с магнитными характеристиками материала.

Расчет напряженности магнитного поля.

Для намагничивания способом приложенного поля напряжённость магнитного поля, соответствующая условному уровню чувствительности А, определяют в зависимости от магнитных характеристик материала изделия по формулам, приведённым в табл. 5.

Коэрцитивная сила Hc, А/см	Остаточная индукция Br, Т	Формула для расчёта напряжённости приложенного поля Hпр., А/см
От 4 до 16	До 1,2	52 + 1,3Нс
Св. 1,2	32 + 1,3Нс
Св. 16 до 24	До 1,0	52 + 1,3Нс
Св. 1,0	32 + 1,3Нс
Св. 24 до 40	До 0,7	52 + 1,3Нс
Св. 0,7	32 + 1,3Нс
Св. 40 до 50	До 0,6	52 + 1,3Нс
Св. 0,6	32 + 1,3Нс
Св. 50	Св. 0,45 до 0,5	52 + 1,3Нс
Св. 0,5	32 + 1,3Нс

При контроле на остаточной намагниченности напря­женность магнитного поля Ност определяется по предельным кривым на­магничивания (предельная петля гистерезиса) и намагничивание проводят при напряжённости поля, близкой к полю насыщения. Для некоторых марок сталей значения Ност приведены в приложении №. При намагничивании деталей переменным током Hост, определенную в постоянном магнитном поле, необходимо уве­личить в 1,5 раза.

Расчёт силы тока для циркулярного намагничивания

При циркулярном намагничивании деталей цилиндри­ческой формы или близкой к ней расчет тока производят по формуле:

I_max = πHd

где I - сила тока в A; d - диаметр детали в см; H - напря­женность магнитного поля в А/см.

При циркулярном намагничивании деталей в виде пластин (при отношении ширины пластины к толщине >10) значение тока определяют по формуле:

I = 2bH где b - ширина пластины в см.

Если при циркулярном намагничивании деталей в виде пластин толщина пластин соизмерима с её шириной, то значение тока определяют по формуле

I = 2H(b + h) где h – высота пластины в см.

При отсутствии магнитных характеристик для циркулярного вида намагничивания силу тока рассчитывают по приближенным формулам:

для контроля в приложенном поле

I_max = 80d;

для контроля на остаточной намагниченности

I = 250d.

При необходимости расчетные значения силы тока должны уточняться экспериментально по контрольным образцам.

Расчёт силы тока для продольного намагничивания

При продольном намагничивании рассчитать значение напряжённости магнитного поля на поверхности контролируемой детали невозможно, и поэтому для того, чтобы обеспечить на контролируемой поверхности требуемую напряжённость поля, её необходимо измерить и соответствующей регулировкой тока добиться нужного значения напряжённости поля.

Измерения производят с помощью катушки поля, которая устанавливается на поверхность детали так, чтобы магнитные линии поля были перпендикулярны плоскости её витков. Концы катушки подключают к зажимам измерительных приборов. Для измерения постоянных полей используются микровеберметры марки Ф–18, Ф–190, для переменных полей – милливольтметры Ф–517, Ф–564. При включении намагничивающего поля или резком сдёргивании катушки с детали, находящейся в магнитном поле, на измерительном приборе наблюдается отклонение стрелки. Показания прибора используют для расчёта напряжённости поля.

В случае постоянных полей значение напряжённости рассчитывают по формуле

где С_Ф - цена деления прибора в мкВб; k – постоянная катушки в см² (если невозможно определить постоянную k, то её значение принимается равным k=15см²); α –отклонение прибора в делениях.

В случае переменных полей напряжённость поля рассчитывается по формуле

, А/см

где u_ср–показания милливольтметра в милливольтах (мВ), k-постоянная катушки в см², f – частота намагничивающего поля.

Пример расчёта режимов намагничивания

Задание. Детали цилиндрической формы диаметром 12 см из стали 25ХГСА термически обработаны по следующему режиму:

закалка с температурой 890+ 10 °С в масле;

отпуск при температуре 225 °С;

охлаждение в воде.

Необходимо выявить дефекты с минимальной величиной раскрытия 2-2,5 мкм.

1. По таблице № устанавливаем, что для заданного размера дефектов контроль дол­жен производиться по условному уровню чувствительности А.

2. По справочному приложению № устанавливаем магнитные характеристики материала деталей: H_с =27,2 А/см;

B_r=1,1 Т; μ_max=700; H_ост =48 А/см.

3. Определяем способ контроля. По графику из таблицы № (кривая 1) делаем вывод, что контроль деталей можно производить способом остаточной намагниченности, поскольку H_c материала больше 10 А/см и остаточная индукция материала B_r.=1.1 T больше чем значение остаточной индукции найденной по графику.

4. Намагничивание деталей будем производить переменным током, поэтому, справочное значение H_ост необходимо увеличить в 1,5 раза. Тогда значение напряжённости намагничивающего поля будет равно H=1,5H_ост=1,5·48=72 А/см.

5. Определяем вид намагничивания используя таблицы. Для выявления различно ориентированных дефектов необходимо циркулярное намагничивание путем пропускания переменного тока через деталь и продольное намагничивание в электромагните постоянного тока.

6. Рассчитаем величину переменного тока для циркулярного намагничивания. Расчёт производим по формуле I_max = πHd, поскольку детали цилиндрической формы.

I_max = πHd=3,14·72·12=2712 (А)

Полученную величину тока записываем в карту контроля.

"Измерительные информационные системы"

Моделирование и диагностика неисправностей аналого-цифровых преобразователей

Аналого-цифровой преобразователь – это шифратор спе­циального типа. Базовая структурная схема АЦП приведена на рисунке 1. На его входе действует одно изменяющееся на­пряжение. Это напряжение в данном случае изменяется от 0 до 3 В. С выхода АЦПснимаются двоичные сигналы.

Рисунок 1

АЦП преобразует аналоговый сигнал напряжения на входе в 4-разряднос двоичное слово. Как и в случае любого дру­гого шифратора, полезно точно определить ожидаемые зна­чения входных и выходных сигналов. Таблица истинности (табл. 1) показывает, как должен работать АЦП. Строка 1 соответствует нулевому напряжению (0 В) на входе. При этом выходы также находятся в нулевом состоянии (0000). Строка 2 соответствует 0,2 В на входе. На выходе в этом случае двоичное число 0001.

Обратите внимание, что каждый раз (в каждой новой строке) увеличение входного напряжения на 0,2 В приводит к увеличению двоичного чис­ла на выходе на 1. И наконец, согласно строке 16, когда ко входу приложено максимальное напряжение, равное 3 В, на выходе мы имеем двоичное число 1111.

Табл.1

	Аналоговый вход	Двоичный выход
	Вольты
		D	C	B	А
Строка 1
Строка 2	0,2
Строка 3	0,4
Строка 4	0,6
Строка 5	0,8
Строка 6	1,0
Строка 7	1,2
Строка 8	1,4
Строка 9	1,6
Строка 10	1,8
Строка 11	2,0
Строка 12	2,2
Строка 13	2,4
Строка 14	2,6
Строка 15	2,8
Строка 16	3,0

Построить эпюру выходного напряжения можно по следующему алгоритму:

1) составляем таблицу истинности для данного включения АЦП;

2) определяем мгновенное значение напряжения на входе АЦП,

например, 1,85В;

3) в таблице истинности находим строку, которая максимально близка

по значению «Аналоговый вход» (в данном случае Строка10);

4) соответственно на выходе получим цифровую комбинацию «1001»;

5) если необходимо смоделировать неисправность, то исправляем

значение соответствующего бита на требуемое;

6) для построения графика, аналогичного показанному на рисунке 2,

необходимо умножить полученное цифровое значение на , которое определяется как ,

где – максимальное значение опорного напряжения,

­– минимальное значение опорного напряжения,

– количество разрядов АЦП.

На рисунке 2 показана схема, позволяющая моделировать неисправность АЦП, выражающуюся в том, что в каком-либо из разрядов всегда присутствует один и тот же логический уровень, независимо от того, какое входное напряжение приложено к АЦП.

Сверху показана модель исправного АЦП, снизу – неисправного, у которого в 3-м разряде всегда присутствует логический 0. На графике обозначены эпюры выходных напряжений для каждой модели: синий цвет соответствует исправной модели, красный – неисправной.

Рисунок 2.

"Конструирование электронных КИП"

Методика расчета приведена в ГОСТ 16320-80.

Термины, обозначения и определения размерных цепей приведены в ГОСТ 16319-80.