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 АЦП снимаются 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	8	4	2	1
		D	C	B	А
Строка 1	0	0	0	0	0
Строка 2	0,2	0	0	0	1
Строка 3	0,4	0	0	1	0
Строка 4	0,6	0	0	1	1
Строка 5	0,8	0	1	0	0
Строка 6	1,0	0	1	0	1
Строка 7	1,2	0	1	1	0
Строка 8	1,4	0	1	1	1
Строка 9	1,6	1	0	0	0
Строка 10	1,8	1	0	0	1
Строка 11	2,0	1	0	1	0
Строка 12	2,2	1	0	1	1
Строка 13	2,4	1	1	0	0
Строка 14	2,6	1	1	0	1
Строка 15	2,8	1	1	1	0
Строка 16	3,0	1	1	1	1

Построить эпюру выходного напряжения можно по следующему алгоритму:

1) составляем таблицу истинности для данного включения АЦП;

1. определяем мгновенное значение напряжения на входе АЦП,

например, 1,85В;

2. в таблице истинности находим строку, которая максимально близка

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

2. соответственно на выходе получим цифровую комбинацию «1001»;

3. если необходимо смоделировать неисправность, то исправляем

значение соответствующего бита на требуемое;

2. 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.