МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИМПЕДАНСА ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ 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 Андреевич Мельников, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: oleg-068@mail.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
Владимир Сергеевич Александров, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vsalexrus@gmail.com
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 

621.316.723.2 

DOI

10.21685/2307-5538-2021-4-6 

Актуальность и цели. Метод микродугового оксидирования позволяет получить защитные покрытия на изделиях из металлов вентильной группы, применяемых в различных отраслях. Для синтеза покрытий с заданными свойствами требуется выполнение измерений их электрофизических параметров с гарантированной точностью. Объектом исследования выступает измерительный преобразователь импеданса гальванической ячейки и проводимости электролита в процессе микродугового оксидирования. Цель исследования – достижение требуемых характеристик точности измерительного преобразователя импеданса путем разработки методики и проведения метрологических испытаний. Материалы и методы. Метрологические испытания измерительного преобразователя проводились экспериментально с использованием автоматизированной установки микродугового оксидирования «МДОлаб», а также высокоточного LCR-метра WK6430B методом замещения. В силу особенностей программного обеспечения установки «МДОлаб» измеряемый импеданс пересчитывался в сопротивление и емкость эквивалентной параллельной RC-цепи. Для эксперимента изготовлены образцовые меры импеданса, получены выражения для расчета их сопротивления и емкости. Разработана методика метрологических испытаний, которая предполагает введение поправочного коэффициента для исключения систематической погрешности измерительного преобразователя. Результаты. В результате применения предложенной методики метрологических испытаний систематическая погрешность измерения сопротивления и емкости была минимизирована и составила не более 0,02 %; основная относительная погрешность измерения сопротивления и емкости составила не более 0,5 %, что соответствует заявленным требованиям. Выводы. Предложенная методика метрологических испытаний позволяет достичь требуемой точности измерения импеданса гальванической ячейки, что говорит о ее эффективности. Разработанный измерительный преобразователь может быть использован для исследования и контроля процесса микродугового оксидирования и электрофизических параметров синтезируемых покрытий. 

Ключевые слова

микродуговое оксидирование, измерительный преобразователь импеданса гальванической ячейки, методика метрологических испытаний, повышение точности 

 Скачать статью в формате PDF

1. Угодчикова А. В. Влияние параметров процесса микродугового оксидирования на свойства антибактериальных серебросодержащих кальцийфосфатных покрытий // Перспективы развития фундаментальных наук : материалы XIV Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (25–28 апреля 2017 г.). Томск : Изд-во НИ ТПУ, 2017. С. 366–368.
2. Булан И. В., Загоненко В. Ф. Влияние анодного импульса на характеристики оксидных покрытий, полученных микродуговым оксидированием // Электрофизические методы обработки в современной промышленности : материалы II Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов (18–20 декабря 2018 г.). Пермь : Изд-во ПНИПУ, 2019. С. 98–102.
3. 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.
4. 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.
5. Фаткуллин А. Р., Парфенов Е. В. Автоматизация технологического процесса плазменно-электролитического оксидирования на основе косвенного контроля толщины покрытия по электрическим характеристикам // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2016. Т. 20, № 4. С. 38–44.
6. Golubkov P., Pecherskaya E., Karpanin O. [et al.]. Development of theoretical foundations of the controlled synthesis of multifunctional coatings by the micro-arc oxidation method // FRUCT 2020 : proc. of the 26th Conference of Open Innovations Association (23–24 April 2020). Yaroslavl, 2020. P. 91–101.
7. Buling A., Zerrer J. Increasing the application fields of magnesium by ultraceramic: Corrosion and wear protection by plasma electrolytical oxidation (PEO) of Mg alloys // Surface & Coatings Technology. 2019. Vol. 369. P. 142–155.
8. Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. М. : Наука, 1973. Т. 2. 899 с.
9. Фаддеев М. А. Элементарная обработка результатов эксперимента : учеб. пособие. Нижний Новгород : ННГУ, 2010. 122 с.