RU2531056C1 - Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field - Google Patents

Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2531056C1
RU2531056C1 RU2013129191/28A RU2013129191A RU2531056C1 RU 2531056 C1 RU2531056 C1 RU 2531056C1 RU 2013129191/28 A RU2013129191/28 A RU 2013129191/28A RU 2013129191 A RU2013129191 A RU 2013129191A RU 2531056 C1 RU2531056 C1 RU 2531056C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coils
current
magnetic field
phase stator
metal alloy
Prior art date
Application number
RU2013129191/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Моисеевич Поводатор
Владимир Викторович Вьюхин
Владимир Степанович Цепелев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2013129191/28A priority Critical patent/RU2531056C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531056C1 publication Critical patent/RU2531056C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: angle of sample rotation is determined in a rotary magnetic field developed by a magnetic assembly in the form of three coils of a three-phase stator, they measure current values, by values of the rotation angle and current they determine specific electric resistance, at the same time measurement of current in one of coils is carried out by means of a multimeter, and zero values of current in any coil are used for alarm on violation of magnetic field parameters. A device for realisation of the method includes a source of a rotary magnetic field with a magnetic system in the form of three coils of a three-phase stator, current sensors, connected to coils, and a computer, an additional current sensor, a multimeter and an alarm device, comprising three subtracting devices, a summator, a threshold element, an optical indicator, inlets of the multimeter are connected with an additional current sensor, the outlet of the multimeter is connected with one of the computer inlets, inlets of each subtracting device are connected to outlets of two current sensors, connected to coils, outlets of subtracting devices are connected to inlets of the summator, the outlet of which via the threshold element is connected with the optical indicator, the outlet of the threshold element is the outlet of the alarm device and is connected with the other inlet of the computer.
EFFECT: provision for reduction of measurement time, simplified experiment with preservation of required accuracy.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к физике, а именно к анализу материалов путем бесконтактного определения электрического сопротивления нагреваемого тела в зависимости от температуры, в частности к определению относительной электропроводности металлов и сплавов в жидком и/или твердом состоянии.The invention relates to physics, namely to the analysis of materials by non-contact determination of the electrical resistance of a heated body depending on temperature, in particular to the determination of the relative conductivity of metals and alloys in a liquid and / or solid state.

Известны способ для бесконтактного измерения электрического сопротивления металлического твердого образца или его расплава методом вращающегося магнитного поля и устройство для его осуществления - см. пат. РФ №2299425 - аналог. Способ является относительным и заключается в том, что в каждой температурной точке, как при нагреве, так и при охлаждении, посредством отраженного светового луча по оптической шкале определяют угол поворота φ исследуемого металлического сплава, расположенного в электропечи на одном из концов подвески во вращающемся магнитном поле, создаваемом магнитным узлом, подключенным к трехфазной силовой сети и размещенным в зоне нагрева исследуемого сплава снаружи электропечи, определяют токи Ii, протекающие через каждую из катушек этого магнитного узла, выполненного в виде трехфазного статора, после чего продолжают последующие операции способа и вычисляют удельное электрическое сопротивление ρ по расчетной формуле:A known method for non-contact measurement of electrical resistance of a solid metal sample or its melt by the rotating magnetic field method and a device for its implementation - see US Pat. RF №2299425 - analogue. The method is relative and consists in the fact that at each temperature point, both during heating and during cooling, the angle of rotation φ of the studied metal alloy located in an electric furnace at one end of the suspension in a rotating magnetic field is determined using an reflected light beam on an optical scale created by a magnetic unit connected to a three-phase power network and located in the heating zone of the alloy under study outside the electric furnace, the currents I i flowing through each of the coils of this magnet are determined node, made in the form of a three-phase stator, after which the subsequent operations of the method are continued and the electrical resistivity ρ is calculated by the calculation formula:

ρ = ρ 0 ( m d 0 m 0 d ) 1,76 ( ϕ 0 / I 0 2 ϕ / I 2 )   ,                                                                                  ( 1 )

Figure 00000001
ρ = ρ 0 ( m d 0 m 0 d ) 1.76 ( ϕ 0 / I 0 2 ϕ / I 2 ) , ( one )
Figure 00000001

где m, m0 - массы исследуемого и эталонного образцов; d, d0 - плотности исследуемого и эталонного образцов; ρ0 - удельное электрическое сопротивление эталона; φ, φ0 - углы закручивания исследуемого и эталонного образцов, определяемые по отклонениям отраженного светового луча на оптической шкале; I, I0 - ток, проходящий по катушкам магнитного узла, являющегося источником вращающегося магнитного поля при исследовании образца и эталона.where m, m 0 are the masses of the studied and reference samples; d, d 0 - density of the studied and reference samples; ρ 0 - electrical resistivity of the standard; φ, φ 0 - twisting angles of the investigated and reference samples, determined by the deviations of the reflected light beam on the optical scale; I, I 0 is the current passing through the coils of the magnetic unit, which is the source of a rotating magnetic field in the study of the sample and standard.

Известны способ безэлектродного измерения электрического сопротивления металлов в твердом и жидком состоянии и установка для его реализации - см. А. В. Рябина и др. «Безэлектродный метод измерения электросопротивления металлов в твердом и жидком состоянии и установка для его реализации», журн. «Расплавы», 2009, №1, с.36-42 - аналог. Определяют угол поворота φ исследуемого сплава, расположенного в тигле на подвеске во вращающемся магнитном поле, создаваемом магнитным узлом, размещенным в зоне нагрева исследуемого сплава снаружи электропечи, и определяют токи Ii, протекающие через катушки этого магнитного узла, выполненного в виде трехфазного статора, после чего вычисляют удельное электрическое сопротивление ρ исследуемого металлического сплава. Для определения токов Ii и индикации целостности электрических цепей магнитного узла используют три амперметра Д-553, имеющих класс точности 0,2.A known method of electrodeless measurement of electrical resistance of metals in solid and liquid state and installation for its implementation - see A. V. Ryabin and others. "Electrodeless method for measuring electrical resistance of metals in solid and liquid state and installation for its implementation", Zh. “Melts”, 2009, No. 1, pp. 36-42 - analogue. The angle of rotation φ of the test alloy located in the crucible on the suspension in a rotating magnetic field created by a magnetic unit located in the heating zone of the alloy under study outside the electric furnace is determined, and the currents I i flowing through the coils of this magnetic unit made in the form of a three-phase stator are determined after which calculate the electrical resistivity ρ of the investigated metal alloy. To determine the currents I i and indicate the integrity of the electrical circuits of the magnetic unit, three D-553 ammeters with an accuracy class of 0.2 are used.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ для бесконтактного измерения удельного сопротивления методом вращающегося магнитного поля - см. Г.В. Тягунов и др. «Измерение удельного электросопротивления методом вращающегося магнитного поля», журн. «Заводская лаборатория. Диагностика материалов». М., 2003, №2, том 69, 35÷37 - прототип. Способ заключается в том, что в каждой температурной точке при нагреве или охлаждении исследуемого образца металлического сплава в электропечи определяют угол поворота этого образца, расположенного на одном из концов упругой подвески во вращающемся магнитном поле, создаваемом магнитным узлом в виде трех катушек трехфазного статора, измеряют значения тока в катушках трехфазного статора, по значениям угла поворота и тока в катушках трехфазного статора определяют удельное электрическое сопротивление металлического сплава. При этом индукционные токи в образце создают магнитный момент. Образец взаимодействует с внешним магнитным полем, создается вращательный механический момент, которому противодействует упругость нити. При фиксированном значении параметров нити, магнитного поля, в частности, тока Ii, в катушках магнитного узла, геометрии, массы и плотности эталонного и изучаемого образцов удельное электрическое сопротивление ρ однозначно связано с углом отклонения φ (или закручивания) как эталона, так и образца, который определяется по отклонению отраженного светового луча на шкале. Кроме того, измеряют токи Ii, по ним вычисляют средний ток Iср, который и подставляют в формулу (1).Closest to the proposed invention by its technical nature and the achieved result is a method for non-contact measurement of resistivity by the method of rotating magnetic field - see G.V. Tyagunov et al. “Measurement of electrical resistivity by the method of rotating magnetic field”, Zh. “Factory laboratory. Diagnostics of materials. " M., 2003, No. 2, volume 69, 35 ÷ 37 - prototype. The method consists in the fact that the angle of rotation of this sample located at one end of the elastic suspension in a rotating magnetic field created by a magnetic unit in the form of three coils of a three-phase stator is determined at each temperature point during heating or cooling of the investigated metal alloy sample in an electric furnace; current in the coils of a three-phase stator, the electrical resistivity of a metal alloy is determined from the values of the angle of rotation and current in the coils of a three-phase stator. In this case, the induction currents in the sample create a magnetic moment. The sample interacts with an external magnetic field, creates a rotational mechanical moment, which counteracts the elasticity of the thread. For a fixed value of the parameters of the filament, magnetic field, in particular, current I i , in the coils of the magnetic assembly, geometry, mass and density of the reference and studied samples, the electrical resistivity ρ is uniquely associated with the angle of deviation φ (or twisting) of both the reference and the sample , which is determined by the deviation of the reflected light beam on the scale. In addition, the currents I i are measured, the average current I cf is calculated from them, which is substituted into the formula (1).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бесконтактного измерения удельного сопротивления методом вращающегося магнитного поля - см. Г.В. Тягунов и др. «Измерение удельного электросопротивления методом вращающегося магнитного поля», журн. «Заводская лаборатория. Диагностика материалов». М., 2003, №2, том 69, 35÷37 - прототип, содержащее электропечь, в зоне нагрева которой на одном из концов упругой подвески закреплен тигель, в котором размещен исследуемый образец металлического сплава, источник вращающегося магнитного поля, магнитная система которого расположена вокруг электропечи в виде трех катушек трехфазного статора, электрически соединенных между собой, в частности, треугольником, датчики тока, подключенные к катушкам, и компьютер.Closest to the proposed invention by technical nature and the achieved result is a device for non-contact measurement of resistivity by the method of rotating magnetic field - see G.V. Tyagunov et al. “Measurement of electrical resistivity by the method of rotating magnetic field”, Zh. “Factory laboratory. Diagnostics of materials. " M., 2003, No. 2, volume 69, 35–37 — a prototype containing an electric furnace, in the heating zone of which a crucible is fixed at one end of the elastic suspension, in which the studied sample of a metal alloy is placed, a source of a rotating magnetic field, the magnetic system of which is located around an electric furnace in the form of three coils of a three-phase stator, electrically connected to each other, in particular by a triangle, current sensors connected to the coils, and a computer.

Недостатком аналогов и прототипа является то, что для реализации требуемой точности определения ρ, например, 3% - см. прототип, при измерениях, проводимых в каждой температурной точке как при нагреве, так и охлаждении исследуемого сплава, считывают значения токов Ii; в каждой катушке магнитного узла, затем усредняют эти данные, вычисляют среднее значения тока Icp и используют его для окончательных вычислений. При этом индикацию целостности электрических цепей магнитного узла осуществляют путем наблюдения за наличием ненулевых показаний измерителей тока, но сигнализация о нарушении этой целостности отсутствует. Это вводит элемент субъективности, усложняет и удорожает эксперименты и требует дополнительного времени для измерений.The disadvantage of analogs and prototype is that to implement the required accuracy of determining ρ, for example, 3% - see the prototype, when measuring at each temperature point both during heating and cooling of the alloy under study, the current values I i are read; in each coil of the magnetic unit, then this data is averaged, the average current value I cp is calculated and used for final calculations. At the same time, the integrity of the electrical circuits of the magnetic unit is indicated by monitoring the presence of non-zero readings of current meters, but there is no alarm about the violation of this integrity. This introduces an element of subjectivity, complicates and increases the cost of experiments and requires additional time for measurements.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение сокращения времени измерений, упрощение и удешевление эксперимента при сохранении требуемой точности.The task of the invention is to reduce the measurement time, simplify and cheapen the experiment while maintaining the required accuracy.

Для решения поставленной задачи предлагаются способ и устройство для бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля.To solve this problem, a method and device for non-contact measurement of the electrical resistivity of a metal alloy by the method of a rotating magnetic field are proposed.

Способ бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля, при котором в каждой температурной точке при нагреве или охлаждении исследуемого образца металлического сплава в электропечи определяют угол поворота этого образца, расположенного на одном из концов упругой подвески во вращающемся магнитном поле, создаваемом магнитным узлом в виде трех катушек трехфазного статора, измеряют значения тока в трехфазном статоре, по значениям угла поворота и тока в катушках трехфазного статора определяют удельное электрическое сопротивление металлического сплава, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что измерение значения тока в одной из катушек трехфазного статора осуществляют посредством мультиметра, а нулевые значения тока в любой из катушек трехфазного статора используют для сигнализации о нарушении параметров магнитного поля магнитного узла.A method of non-contact measurement of the electrical resistivity of a metal alloy by the rotating magnetic field method, in which at each temperature point when heating or cooling the test sample of the metal alloy in an electric furnace, the rotation angle of this sample located at one end of the elastic suspension in a rotating magnetic field created by a magnetic assembly is determined in the form of three coils of a three-phase stator, measure the current values in the three-phase stator, according to the values of the angle of rotation and current to the coil three-phase stator determine electrical resistivity of the metal alloy, characterized in that the measurement value of the current in one phase from the coils of the stator is performed by the meter, and the zero current value in any of three-phase stator coils are used for signaling the violation of the parameters of the magnetic field of the magnet assembly.

Устройство для бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля, включающее электропечь, в зоне нагрева которой на одном из концов упругой подвески закреплен тигель, в котором размещен исследуемый образец металлического сплава, источник вращающегося магнитного поля, магнитная система которого расположена вокруг электропечи в виде трех катушек трехфазного статора, электрически соединенных между собой, в частности, треугольником, датчики тока, подключенные к катушкам, и компьютер, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем, что в устройство введены дополнительный датчик тока, мультиметр и устройство сигнализации, содержащее три вычитающих устройства, сумматор, пороговый элемент, оптический индикатор, дополнительный датчик тока подключен к соединительному проводу одной из катушек трехфазного статора, входы мультиметра соединены с дополнительным датчиком тока, выход мультиметра соединен с одним из входов компьютера, датчики тока используют в качестве индикаторов тока, входы каждого вычитающего устройства подключены к выходам двух датчиков тока, подключенных к катушкам, выходы вычитающих устройств соединены со входами сумматора, выход которого через пороговый элемент соединен с оптическим индикатором, выход порогового элемента является выходом устройства сигнализации и соединен с другим входом компьютера.A device for non-contact measurement of the electrical resistivity of a metal alloy by a rotating magnetic field method, including an electric furnace, in the heating zone of which a crucible is mounted at one end of the elastic suspension, in which the studied metal alloy sample is located, a source of a rotating magnetic field whose magnetic system is located around the electric furnace in in the form of three coils of a three-phase stator, electrically interconnected, in particular by a triangle, current sensors connected to to the terminals, and a computer, DIFFERENT in that an additional current sensor, a multimeter and an alarm device containing three subtracting devices, an adder, a threshold element, an optical indicator, an additional current sensor are connected to the connecting wire of one of the coils of the three-phase stator, and the inputs of the multimeter are connected with an additional current sensor, the multimeter output is connected to one of the computer inputs, current sensors are used as current indicators, the inputs of each subtractor are connected to the outputs of two current sensors connected to the coils, the outputs of the subtractor are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected via a threshold element with an optical indicator, yield threshold element is the output signaling device and is connected to another input of the computer.

Кроме того, магнитный узел обладает функцией вращения магнитного поля с частотой, кратной частоте силовой сети.In addition, the magnetic unit has the function of rotating the magnetic field with a frequency that is a multiple of the frequency of the power network.

Кроме того, в качестве датчиков тока используют трансформаторы тока.In addition, current transformers are used as current sensors.

Кроме того, в качестве дополнительного датчика тока используют образцовый резистор.In addition, a reference resistor is used as an additional current sensor.

Отличительные признаки предложенных технических решений - способа и устройства - обеспечивают технический результат: сокращение времени измерений, упрощение и удешевление эксперимента при сохранении требуемой точности.Distinctive features of the proposed technical solutions - the method and the device - provide a technical result: reducing the measurement time, simplifying and cheapening the experiment while maintaining the required accuracy.

Предлагаемое изобретение поясняется блок-схемой предлагаемого устройства, приведенной на чертеже.The invention is illustrated in the block diagram of the device shown in the drawing.

Устройство для бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля содержит электропечь с тиглем, содержащим исследуемый сплав (на схеме не показаны), магнитный узел 1, выполненный как трехфазный статор в виде трех катушек 2, 3, 4, датчики тока 5, 6, 7, дополнительный датчик тока 8, мультиметр 9, компьютер 10, устройство сигнализации 11, состоящее из вычитающих устройств 12, 13, 14, сумматора 15, порогового элемента 16, оптического индикатора 17.A device for non-contact measurement of the electrical resistivity of a metal alloy by a rotating magnetic field method includes an electric furnace with a crucible containing the alloy under study (not shown in the diagram), a magnetic assembly 1 made as a three-phase stator in the form of three coils 2, 3, 4, current sensors 5, 6, 7, an additional current sensor 8, a multimeter 9, a computer 10, an alarm device 11, consisting of subtracting devices 12, 13, 14, an adder 15, a threshold element 16, an optical indicator 17.

Магнитный узел 1 общей мощностью 650 Вт питается от силовой 3-фазной сети, стабилизированной посредством стабилизатора напряжения «Штиль 6000 3Р» (на схеме не показано) в пределах +/-7%, размещен вокруг электропечи в области зоны нагрева тигля с исследуемым образцом. Катушки 2, 3, 4 одинаковы и имеют парную симметричную конструкцию. Три датчика тока 5, 6, 7 выполнены в виде тороидальных трансформаторов тока ТТ43065 на 5 А фирмы «Гаммамет», г. Екатеринбург. Сквозь каждый из них пропущен соответствующий провод, подключенный к одному из концов каждой из катушек 2, 3, 4. Кроме того, в качестве датчиков тока 5, 6, 7 могут быть использованы, например, образцовые прецизионные сопротивления с погрешностью не больше 0,1%, или датчики Холла. Дополнительный датчик тока 8 выполнен в виде прецизионного резистора номиналом 0,1 Ом с погрешностью 0,1%. Прецизионный мультиметр 9 типа В7-62 на 4,5 знака снабжен стандартным интерфейсом RS232 для соединения с компьютером 10, который выполнен на основе Pentium - 4 и является управляющим и вычисляющим для всей лабораторной установки. Устройство сигнализации 11 содержит три одинаковых вычитающих устройства 12, 13, 14 и сумматор 15 резистивного типа, выполненные на четырех операционных усилителях микросхемы счетверенного усилителя LM324. Пороговый элемент 16 представляет собой триггер Шмитта, выполненный, например, на сдвоенном операционном усилителе LM 358, оптический индикатор 17 - светодиод АЛ 307. Устройство сигнализации 11 может быть полностью выполнено в виде виртуального блока, входящего в состав компьютера 10 с соответствующим программным обеспечением.Magnetic assembly 1 with a total power of 650 W is powered by a 3-phase power network stabilized by a Shtil 6000 3P voltage stabilizer (not shown in the diagram) within +/- 7%, placed around an electric furnace in the region of the crucible heating zone with the test sample. Coils 2, 3, 4 are identical and have a pair symmetrical design. Three current sensors 5, 6, 7 are made in the form of toroidal current transformers TT43065 for 5 A of the company "Gammamet", Ekaterinburg. Through each of them a corresponding wire is connected, connected to one of the ends of each of the coils 2, 3, 4. In addition, for example, exemplary precision resistances with an error of not more than 0.1 can be used as current sensors 5, 6, 7 %, or Hall sensors. An additional current sensor 8 is made in the form of a precision resistor with a nominal value of 0.1 ohms with an error of 0.1%. The precision multimeter 9 of type V7-62 with 4.5 digits is equipped with a standard RS232 interface for connecting to a computer 10, which is based on Pentium-4 and is the control and calculating for the entire laboratory installation. The alarm device 11 contains three identical subtracting devices 12, 13, 14 and a resistive type adder 15 made on four operational amplifiers of the LM324 quad-amplifier amplifier chip. The threshold element 16 is a Schmitt trigger, made, for example, on a dual operational amplifier LM 358, an optical indicator 17 is an AL 307 LED. The alarm device 11 can be fully configured as a virtual unit included in computer 10 with the corresponding software.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят все требуемые подготовительные операции способа, после которых включают магнитный узел 1. При этом с датчиков тока 5, 6, 7 сигнал в виде напряжения поступает на входы трех вычитающих устройства 12, 13, 14 устройства сигнализации 11. Если нет обрывов в катушках 2, 3, 4, то отсутствуют сигналы на входах сумматора 15 и на выходе порогового элемента 16. Оптический индикатор 17 не светится. Если имеется обрыв хоть в одной из катушек 2, 3, 4, появляется разница в сигналах датчиков тока 5, 6, 7, на выходе вычитающих устройств 12, 13, 14 устройства сигнализации 11 появляется отличный от нуля сигнал, который поступает через сумматор 15 на пороговый элемент 16, который формирует сигнал, достаточный для срабатывания оптического индикатора 17. При этом можно подключить к датчикам тока 5, 6, 7, например трансформаторам тока, недорогие малогабаритные стрелочные микроамперметры, например, типа М47621 или М478 с выпрямительным диодом каждый, для использования их в качестве индикаторов как наличия, так и оценочного значения величины тока в каждой из катушек. При этом ток магнитного узла 1 определяют только в одной из катушек 2, 3, 4 посредством мультиметра 9, подключенного к дополнительному датчику тока 8, точность которого не хуже 0,1%. Это позволяет обойтись одним точным прибором вместо трех и использовать недорогие стрелочные индикаторы как индикаторы тока.The method is as follows. All the required preparatory operations of the method are carried out, after which the magnetic assembly 1 is turned on. At the same time, from the current sensors 5, 6, 7, a signal in the form of a voltage is supplied to the inputs of three subtracting devices 12, 13, 14 of the alarm device 11. If there are no breaks in the coils 2, 3, 4, there are no signals at the inputs of the adder 15 and at the output of the threshold element 16. The optical indicator 17 does not light. If there is a break in at least one of the coils 2, 3, 4, a difference appears in the signals of the current sensors 5, 6, 7, at the output of the subtracting devices 12, 13, 14 of the alarm device 11, a non-zero signal appears, which enters through the adder 15 to a threshold element 16, which generates a signal sufficient for the optical indicator 17 to operate. At the same time, inexpensive small-sized pointer microammeters, for example, type М47621 or М478 with a rectifier diode each, can be connected to current sensors 5, 6, 7, for use their indicators as indicators of both the presence and the estimated value of the current in each of the coils. In this case, the current of the magnetic unit 1 is determined only in one of the coils 2, 3, 4 by means of a multimeter 9 connected to an additional current sensor 8, the accuracy of which is not worse than 0.1%. This allows you to get by with one accurate device instead of three and use inexpensive arrow indicators as current indicators.

Пример. Проведено сравнительное определение ρ сплава Al-Co в диапазоне температур +(830÷1200)°C по 13 температурным точкам с использованием, во первых, показаний одного мультиметра 9, во вторых, показаний трех аналогичных мультиметров, подключенных по одинаковым схемам к каждой из трех катушек 2, 3, 4, с последующим усреднением этих показаний Ii в виде Icp и использованием Icp как величины тока I для расчетов по вышеприведенной формуле (1). В конечном, вычисленном по экспериментальным данным значении ρ, его величина закономерно изменялась от ρ=39,71 (при +830°C) до ρ=51,33 (при +1200°C)·10-8 Ом·м. Различие ρ для обоих методов в среднем +/-0,86·10-8 Ом·м, σ=1,05·10-8 Ом·м, т.е. разница в значении ρ, которая является общей относительной ошибкой, составляет примерно 2%. По литературным данным, аналогичная допустимая ошибка составляет 3% - см. прототип. Таким образом, погрешность 2%, которая может быть обусловлена использованием показаний одного мультиметра 9, допустима и обеспечивает сохранение точности экспериментов. Кроме того, надо учитывать погрешности сомножителей формулы (I): например, погрешность определения плотности d составляет величину (1,5÷1,8)%, а нестабильность сетевого источника питания магнитного узла 1, которая обусловливает нестабильность тока I, протекающего по трем катушкам 2, 3, 4 трехфазного статора может составлять, как указано выше, (6÷7)% даже после стабилизатора. С другой стороны, уменьшение массива данных в три раза, например с 39 до 13, по числу используемых в эксперименте температурных точек, при практическом сохранении точности ускоряет, упрощает и удешевляет эксперимент.Example. A comparative determination of ρ of the Al-Co alloy in the temperature range + (830 ÷ 1200) ° C was carried out at 13 temperature points, using, firstly, the readings of one multimeter 9, and secondly, the readings of three similar multimeters connected in the same schemes to each of the three coils 2, 3, 4, followed by averaging these readings I i in the form of I cp and using I cp as the current value I for calculations according to the above formula (1). In the final ρ value calculated from experimental data, its value naturally changed from ρ = 39.71 (at + 830 ° C) to ρ = 51.33 (at + 1200 ° C) · 10 -8 Ohm · m. The difference ρ for both methods is on average +/- 0.86 · 10 -8 Ohm · m, σ = 1.05 · 10 -8 Ohm · m, i.e. the difference in ρ, which is a common relative error, is approximately 2%. According to the literature, a similar permissible error is 3% - see prototype. Thus, an error of 2%, which may be due to the use of the readings of one multimeter 9, is acceptable and ensures the accuracy of the experiments. In addition, it is necessary to take into account the errors of the factors of formula (I): for example, the error in determining the density d is (1.5 ÷ 1.8)%, and the instability of the mains power supply of magnetic unit 1, which causes the instability of the current I flowing through three coils 2, 3, 4 of a three-phase stator can be, as indicated above, (6 ÷ 7)% even after the stabilizer. On the other hand, reducing the data array by a factor of three, for example, from 39 to 13, by the number of temperature points used in the experiment, while practically maintaining accuracy, speeds up, simplifies and cheapens the experiment.

Технические решения, содержащие вышеуказанные совокупности отличительных признаков, а также совокупности ограничительных и отличительных признаков, не выявлены в известном уровне техники, что при достижении вышеописанного технического результата позволяет считать предложенные технические решения имеющими изобретательский уровень.Technical solutions containing the above combination of distinctive features, as well as a combination of restrictive and distinctive features, are not identified in the prior art, which, when the above technical result is achieved, allows us to consider the proposed technical solutions as inventive.

Claims (5)

1. Способ бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля, при котором в каждой температурной точке при нагреве или охлаждении исследуемого образца металлического сплава в электропечи определяют угол поворота этого образца, расположенного на одном из концов упругой подвески во вращающемся магнитном поле, создаваемом магнитным узлом в виде трех катушек трехфазного статора, измеряют значения тока в катушках трехфазного статора, по значениям угла поворота и тока в катушках трехфазного статора определяют удельное электрическое сопротивление металлического сплава, отличающийся тем, что измерение значения тока в одной из катушек трехфазного статора осуществляют посредством мультиметра, а нулевые значения тока в любой из катушек трехфазного статора используют для сигнализации о нарушении параметров магнитного поля магнитного узла.1. The method of non-contact measurement of the electrical resistivity of a metal alloy by the rotating magnetic field method, in which at each temperature point when heating or cooling the test sample of a metal alloy in an electric furnace, the angle of rotation of this sample located at one end of the elastic suspension in a rotating magnetic field created by magnetic node in the form of three coils of a three-phase stator, measure the current values in the coils of a three-phase stator, according to the values of the rotation angle and then and in the coils of three-phase stator determine the electrical resistivity of the metal alloy, characterized in that the measurement value of the current in one of the coils of three-phase stator performed by the meter, and the zero current value in any of the coils of three-phase stator is used for signaling the violation of the parameters of the magnetic field of the magnet assembly. 2. Устройство для бесконтактного измерения удельного электрического сопротивления металлического сплава методом вращающегося магнитного поля, включающее электропечь, в зоне нагрева которой на одном из концов упругой подвески закреплен тигель, в котором размещен исследуемый образец металлического сплава, источник вращающегося магнитного поля, магнитная система которого расположена вокруг электропечи в виде трех катушек трехфазного статора, электрически соединенных между собой, в частности, треугольником, датчики тока, подключенные к катушкам, и компьютер, отличающееся тем, что в устройство введены дополнительный датчик тока, мультиметр и устройство сигнализации, содержащее три вычитающих устройства, сумматор, пороговый элемент, оптический индикатор, дополнительный датчик тока подключен к соединительному проводу одной из катушек трехфазного статора, входы мультиметра соединены с дополнительным датчиком тока, выход мультиметра соединен с одним из входов компьютера, датчики тока используют в качестве индикаторов тока, входы каждого вычитающего устройства подключены к выходам двух датчиков тока, подключенных к катушкам, выходы вычитающих устройств соединены со входами сумматора, выход которого через пороговый элемент соединен с оптическим индикатором, выход порогового элемента является выходом устройства сигнализации и соединен с другим входом компьютера.2. A device for non-contact measurement of the electrical resistivity of a metal alloy by a rotating magnetic field method, including an electric furnace, in the heating zone of which a crucible is mounted at one end of the elastic suspension, in which the studied metal alloy sample is located, a source of a rotating magnetic field whose magnetic system is located around electric furnaces in the form of three coils of a three-phase stator, electrically interconnected, in particular by a triangle, current sensors connected coils, and a computer, characterized in that an additional current sensor, a multimeter and an alarm device containing three subtracting devices, an adder, a threshold element, an optical indicator, an additional current sensor are connected to the connecting wire of one of the coils of the three-phase stator, and the inputs of the multimeter are connected with an additional current sensor, the multimeter output is connected to one of the computer inputs, current sensors are used as current indicators, the inputs of each subtractor are connected They are connected to the outputs of two current sensors connected to the coils, the outputs of the subtracting devices are connected to the inputs of the adder, the output of which through the threshold element is connected to an optical indicator, the output of the threshold element is the output of the alarm device and connected to another computer input. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что магнитный узел обладает функцией вращения магнитного поля с частотой, кратной частоте силовой сети.3. The device according to claim 2, characterized in that the magnetic node has the function of rotating the magnetic field with a frequency that is a multiple of the frequency of the power network. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве датчиков тока используют трансформаторы тока.4. The device according to claim 2, characterized in that current transformers are used as current sensors. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве дополнительного датчика тока используют образцовый резистор. 5. The device according to claim 2, characterized in that an exemplary resistor is used as an additional current sensor.
RU2013129191/28A 2013-06-25 2013-06-25 Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field RU2531056C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129191/28A RU2531056C1 (en) 2013-06-25 2013-06-25 Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129191/28A RU2531056C1 (en) 2013-06-25 2013-06-25 Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2531056C1 true RU2531056C1 (en) 2014-10-20

Family

ID=53381880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013129191/28A RU2531056C1 (en) 2013-06-25 2013-06-25 Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531056C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653153C1 (en) * 2017-01-09 2018-05-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" Method of polymers thermal analysis
RU181384U1 (en) * 2017-11-13 2018-07-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный профессионально-педагогический университет" DEVICE FOR LABORATORY RESEARCHES OF INDIVIDUAL ELECTRIC RESISTANCE OF METALS IN A WIDE TEMPERATURE RANGE
RU2687504C1 (en) * 2018-05-24 2019-05-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Method and device for non-contact determination of specific electrical resistance of metals in high temperatures

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2299425C1 (en) * 2005-12-08 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Method for the non-contact measurement of the electric resistance of the metallic solid sample or its smelt by the method of the rotating magnetic field and the device for its realization
RU2454656C1 (en) * 2010-10-21 2012-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of measuring kinematic viscosity and electrical resistance of molten metal (versions)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2299425C1 (en) * 2005-12-08 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Method for the non-contact measurement of the electric resistance of the metallic solid sample or its smelt by the method of the rotating magnetic field and the device for its realization
RU2454656C1 (en) * 2010-10-21 2012-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of measuring kinematic viscosity and electrical resistance of molten metal (versions)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Г.В. Тягунов и др. Измерение удельного электросопротивления методом вращающегося магнитного поля. " Заводская лаборатория. Диагностика материалов. Т. 69, 2003, N2, 35-37. А. В. Рябина и др. Безэлектродный метод измерения электросопротивления металлов в твердом и жидком состоянии и установка для его реализации. " Расплавы. 2009, N1, с.36-42. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653153C1 (en) * 2017-01-09 2018-05-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" Method of polymers thermal analysis
RU181384U1 (en) * 2017-11-13 2018-07-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный профессионально-педагогический университет" DEVICE FOR LABORATORY RESEARCHES OF INDIVIDUAL ELECTRIC RESISTANCE OF METALS IN A WIDE TEMPERATURE RANGE
RU2687504C1 (en) * 2018-05-24 2019-05-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Method and device for non-contact determination of specific electrical resistance of metals in high temperatures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI464416B (en) Device and method for detecting the energy quantity in the charging station for an electric vehicle
CN104808070B (en) A kind of converter valve thyristor level damping circuit parameter test device and method
EP1042651B1 (en) Electrode integrity checking
US20150088438A1 (en) Ratio metric current measurement
RU2531056C1 (en) Method and device for contactless measurement of specific electric resistance of metal alloy by method of rotary magnetic field
US9664720B2 (en) Device for the contactless determination of an electrical potential of an object, current probe, and method
US20070220947A1 (en) Method for regulating and monitoring a measuring system, and measuring system itself
CN106233417B (en) Circuit-breaker
RU147367U1 (en) DEVICE FOR NON-CONTACT MEASUREMENT OF SPECIFIC ELECTRIC RESISTANCE OF METAL ALLOY BY THE METHOD OF ROTATING MAGNETIC FIELD
RU2327977C2 (en) Device for measurement of fluid electrical conductivity
JP2014235172A (en) System and method for overheat detection system event location
CN104897944A (en) Method for measuring direct current greater than 50A
CN203893959U (en) Automatic direct-current comparator type temperature measuring bridge
JP2010038716A (en) Measurement output apparatus and electric energy measuring system
CN208206859U (en) electrodeless conductivity analyzer
Pawaskar et al. Design and implementation of low cost three phase energy meter
RU2518380C1 (en) Flow measurement electromagnetic method
US20110094293A1 (en) Oxygen Monitor
CN207867017U (en) The detection circuit and electric energy computation chip of bleeder circuit parameter
US3411084A (en) Microwave devices utilizing magnetoresistance effect
RU2608979C2 (en) Gas analyzer
Megantoro et al. The Analysis of Comparison Electrical Power Measurement on LED Lamps
JPS59174718A (en) Electromagnetic flowmeter
JP6864843B2 (en) Electromagnetic induction type electric conductivity meter
TW201713955A (en) Device and method for measuring the power consumption, device and method for contactless measuring power supply status

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150626