Электрические измерения неэлектрических

ВЕЛИЧИН В СВАРОЧНОЙ ТЕХНИКЕ

Измеряемые параметры можно разделить на электрические и неэлектрические. Наиболее важными неэлектрическими параметрами в сварочной технике являются температура, перемещение (деформация), напряжение, давление, расход (газа, жидкости) и другие.

Для измерения неэлектрических величин электрическими методами используются датчики измерений, преобразующие неэлектрическую величину в электрическую. Различают параметрические и генераторные датчики. Если для преобразования неэлектрической величины в электрическую (сопротивление, емкость, индуктивность) требуется источник питания, то датчик является параметрическим (например, тензорезистор). Если неэлектрическая величина преобразуется в ЭДС, то датчик является генераторным (например, термопара).

Цель работы

1. Изучить методики и приборы для измерения неэлектрических величин (температуры и напряжения) электрическими методами.

2. Составить электрические схемы включения датчиков и измерительных приборов и произвести их включение.

3. Провести эксперимент по измерению неэлектрических величин электрическими методами.

Оборудование, приборы и материалы

1. Сварочный пост, оснащенный амперметром и вольтметром.

2. Машины для механических испытаний образцов на растяжение.

3. Термопары с соответствующими гальванометрами, тензодатчики и источники питания.

4. Образцы, пластины стальные, электроды.

Порядок выполнения работы

Студенты в группах по 3–4 человека изучают датчики, преобразующие неэлектрические величины в электрические, и измерительные приборы, к которым эти датчики подключаются. Затем составляют электрические схемы их подключения и производят подключение.

Убедившись в правильности подключения датчиков и приборов, проводят эксперимент по измерению неэлектрических величин (температуры, напряжения в металле и др.), для чего производят электродуговую наплавку валика на образец, к которому прикреплена термопара, или растяжение образца, к которому приклеены тензорезисторы.

При выполнении настоящей работы необходимо помнить, что основными опасностями и вредностями являются возможное поражение электрическим током, тепловое и световое излучение сварочной дуги, ожоги брызгами расплавленного металла, а также механические травмы движущимися частями испытательной машины.

Работа № 4

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПРОЦЕССА СВАРКИ

При планировании эксперимента необходимо обеспечить получение достоверной информации для определения взаимосвязи между параметрами изучаемого объекта при минимальном количестве опытов. С этой целью все значимые факторы, определяющие процесс, изменяются одновременно по специальным правилам, а результаты эксперимента представляются в виде математической модели, обладающей некоторыми статистическими свойствами.

Среди методов планирования экспериментов наибольшее распространение получил метод полного факторного эксперимента, которым и воспользуемся при выполнении настоящей работы.

Цель работы

1. Освоить методику планирования и выполнения эксперимента.

2. Получить экспериментальные данные для полного факторного эксперимента.

Оборудование, приборы, материалы

1. Машина точечной контактной сварки.

2. Машина для испытания образцов на разрыв.

3. Образцы для точечной контактной сварки (пластины стальные толщиной 1…2 мм, размером 100´50 мм).

Порядок выполнения работы

1. Определяют наиболее значимые факторы (параметры) процесса точечной сварки и устанавливают их основные уровни и интервалы варьирования, а также верхние и нижние уровни (табл. 4).

2. Составляют матрицу полного факторного эксперимента для трех значимых факторов (табл. 5).

3. Производят последовательную (в соответствии с матрицей) сварку образцов при заданных параметрах режима.

4. Производят испытание сваренных образцов на растяжение до их разрушения с фиксацией величины разрушающей нагрузки и записью этой величины в матрицу планирования (табл. 5, графа Y).

Таблица 4

Фактор (параметр) процесса	Основной уровень (х 0)	Интервал варьирования (D х)	Верхний уровень (+I)	Нижний уровень (–I)
Время сварки, с
Усилие сжатия, Н
Напряжение, В

Таблица 5

№ опыта	Х1	Х2	Х3	Х1Х2	Х1Х3	Х2Х3	Х1Х2Х3	Y
	+I	+I	+I	+I	+I	+I	+I	Y1
	–I	+I	+I	–I	–I	+I	–I	Y2
	+I	–I	+I	–I	+I	–I	–I	Y3
	–I	–I	+I	+I	–I	–I	+I	Y4
	+I	+I	–I	+I	–I	–I	–I	Y5
	–I	+I	–I	–I	+I	–I	+I	Y6
	+I	–I	–I	–I	–I	+I	+I	Y7
	–I	–I	–I	+I	+I	+I	–I	У8

Статистическая обработка экспериментальных данных с получением уравнений регрессии производится в следующей работе.

При выполнении настоящей работы необходимо помнить, что основными опасностями и вредностями являются возможное поражение электрическим током, а также механические повреждения (травмы) движущимися частями сварочной и испытательной машин.

Работа № 5