МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ ИМПЕДАНСА ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ В ПРОЦЕССЕ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ 

Павел Евгеньевич Голубков, инженер кафедры информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: golpavpnz@yandex.ru
Екатерина Анатольевна Печерская, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: pea1@list.ru
Олег Валентинович Карпанин, старший преподаватель кафедры информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: karpanino@mail.ru
Юрий Александрович Вареник, кандидат технических наук, доцент кафедры информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: yurik_ru@mail.ru
Владимир Сергеевич Александров, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vsalexrus@gmail.com
Геннадий Васильевич Козлов, доктор технических наук, профессор, директор Политехнического института, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: gvk17@yandex.ru 

621.316.723.2 

DOI

10.21685/2307-5538-2021-4-5 

Актуальность и цели. Объектом исследования является измерительный преобразователь импеданса гальванической ячейки в процессе микродугового оксидирования. Для обеспечения гарантированной точности измерений активного и реактивного сопротивлений оксидных слоев в работе решена актуальная задача разработки и метрологического анализа измерительного преобразователя импеданса синтезируемых покрытий. Целью работы является получение аналитических выражений для функции преобразования и погрешностей канала измерения импеданса. Материалы и методы. Рассмотрено применение метода микродугового оксидирования применительно к модификации поверхности изделий из вентильных металлов и сплавов. Для достижения поставленной цели использованы методы функционального метрологического анализа, теоретической метрологии, электротехники. Результаты. Разработана структура измерительного преобразователя импеданса гальванической ячейки и проводимости электролита. Получено аналитическое описание комплексной проводимости гальванической ячейки. Выполнен функциональный и метрологический анализ измерительных каналов разработанного измерительного преобразователя, что позволило определить метрологические характеристики и оценить величину основной инструментальной погрешности. Выводы. Благодаря возможности измерения импеданса гальванической ячейки и проводимости электролита разработанный измерительный преобразователь может применяться не только для неразрушающего контроля процесса микродугового оксидирования на производстве, но и в научных исследованиях. Полученные в ходе метрологического анализа выражения для расчета функций преобразования и погрешностей измерительных каналов преобразователя позволяют гарантировать высокую точность измерения. 

Ключевые слова

микродуговое оксидирование, измерительный преобразователь импеданса гальванической ячейки, метрологический анализ, функция преобразования, погрешность измерения 

 Скачать статью в формате PDF

1. Тихоненко В. В., Шкилько А. М. Метод микродугового оксидирования // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2012. Т. 2, № 13. С. 13–18.
2. Скрябин М. Л. Практические результаты поверхностного упрочнения днища поршня методом микродугового оксидирования // Ползуновский вестник. 2018. № 1. С. 153–157.
3. Кошуро В. А., Фомин А. А., Родионов И. В., Фомина М. А. Влияние микродугового оксидирования на структуру и твердость алюмооксидных покрытий, сформированных на титане плазменным напылением // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2018. Т. 54, № 5. С. 499–504.
4. Штокал А. О., Говорун Т. А., Баженова О. П., Шаталов В. К. Перспективы использования способов микродугового оксидирования поверхностей при создании теплозащитного экрана космического аппарата для исследования Солнца // Коррозия: материалы, защита. 2020. № 1. С. 28–34.
5. Воробьев И. С. Исследование противоосколочных свойств пористого литого алюминия, упрочненного методом микродугового оксидирования // Вопросы оборонной техники. Сер. 16, Технические средства противодействия терроризму. 2018. № 9-10. С. 98–106
6. Голубков П. Е., Крайнова К. Ю., Сафронов М. И. [и др.]. Применение в изделиях медицинской техники покрытий, полученных методом микродугового оксидирования // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы (ВМНПК-2019) : материалы VI Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. (13 марта 2019 г.). Пенза : Изд-во ПГУ, 2019. С. 184–186.
7. Cheng Y., Zhu Zh., Zhang Q. [et al.]. Plasma electrolytic oxidation of brass // Surface and Coatings Technology. 2020. Vol. 385. Р. 125366.
8. Голубков П. Е., Печерская Е. А., Зинченко Т. О. Анализ модификаций технологических установок микродугового оксидирования // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы (ВМНПК-2020) : материалы VII Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. (18 марта 2020 г.). Пенза : Изд-во ПГУ, 2020. С. 267–270.
9. Мамаев А. И., Мамаева В. А., Бориков В. Н., Дорофеева Т. И. Формирование наноструктурных неметаллических неорганических покрытий путем локализации высокоэнергетических потоков на границе раздела фаз : учеб. пособие. Томск : Изд-во Томск. ун-та, 2010. 360 с.
10. Bolshenko A. V., Pavlenko A. V., Puzin V. S., Panenko I. N. Power Supplies for Microarc Oxidation Devices // Life Science Journal. 2014. Vol. 11 (1s). P. 263–268.
11. Парфенов Е. В., Фаррахов Р. Г., Мукаева В. Р. [и др.]. Автоматизированная технологическая установка для исследования электролитно-плазменных процессов // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2016. Т. 20, № 4. С. 23–31.
12. Шлыков Г. П. Теория измерений: уравнения, модели, оценивание точности : учеб. пособие. Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. 100 с.