SU932379A1 - Устройство дл определени электрической прочности и электропроводности смазочных сред - Google Patents

Description

копараллельности, привод щего к большим погрешност  м при измерении величины зазора и даже возникновению местных контактов между электро дами; б)дл  определени  элeкtpичecких характеристик нежелательно испо зование переменногонапр жени , поскольку плоские электроды, разделенные тонким слоем жидкого диэлектрика , представл ют собой плоский конденсатор, обладающий емкостным сопротивлением, способным исказить результаты измерений; в)узел относительного перемещени  электродов в данных устройствах дает большую погрешность при установлении и регистрации величины зазора между электродами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее установленные с зазором друг относительно дру га плоский и выпуклый электроды и механизм относительного перемещени  электродов. В данном устройстве выпуклый электрод выполнен в виде шара. Фиксированный зазор между электродами создаетс  путем переме щени  шарового электрода на две пла тинки слюды, расположенные на плос ком электроде, на некотором рассто  нии друг от друга. Изменение велич ны зазора производитс  путем раздви га пластинокслюды. Применение шаро вого электрода позвол ет избежать вли ни  несоосности электродов, пр тически .исключает по вление емкостн го сопротивлени  при использовании переменного напр жени  2}. Однако данное устройство облада тем недостатком, что максимальна  напр женность пол  на участке наибольшего сближени  электродов долж быть рассчитана по выражению, кото рое получаетс  из теоретического р смотрени  задачи о поле шара и пло кости тах   )t где и - потенциал шарового электро Да; R - его радиус, . V,,H4St,i, S fM H 0 - e-li2H . -n L5h(.2.h+i).-h у, -cti/jV lb2-(-H)CI--S-h (йП4|)Л1 Ma- o 5-hacmi)XJ-eti(2nf-i)3 Afcc1i (ejR), где E- зазор между электродами, В области малых 6 р ды дл  емко ных коэффициентов Н и Т. сход т очень медленно и поэтому можно вычислить лишь приближенно. Кро ме того, существуют особые точки, где расчет требует особых допущений . Таким образом, определение напр женности , а следовательно и удельного сопротивлени  среды в зазоре дл  описанной комбинации электродов , требует громоздких вычислений , которые в случае мгшых зазоров приходитс  проводить приближенно. Цель изобретени  -, повышение точности и определени  измерений электрических характеристик смазочных материалов в тонких граничных сло х. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  определени  электрических характеристик смазочных сред, включающем установленные с зазором друг относительно друга плоский и выпуклый электроды, соединенные с механизмом перемещени  и,источником напр жени , выпуклый электрод имеет форму половины двухполос ного гиперболоида вращени ,а электроды установлены с зазором, определ емым из соотношени  |--° -, где t- рассто ние между электродами/ d - длина действительной полуоси гиперболоида. При приложении напр жени  Ц между гиперболоидом и плоскостью (фиг,1) наименьшее рассто ние между которыми равно действительной полуоси гиперболоида d, напр женность пол  в любой точке зазора определ ют из решени  уравнений Лапласа дл  по- тенциала, например, A(.)tHCb«-aft)-d} где координата точки в зазоре; Ь - мнима  полуось гиперболоида . Максимальна  напр женность пол , достигаема  на конце гиперболоида () р (2) - ()еи ( Удельное сопротивление среды в зазоре между гиперболоидом и плоскостью может быть определено по величине общего сопротивлени  промежутка R с использованием метода электростатической аналогии по известной емкости системы гиперболоид-плоскость . гиперболическа  форма электрода  вл етс  единственной, при- которой параметры пол  в зазоре, могут быть точно рассчитаны. При этом напр женность и потенциал в любой точке зазора определ ютс  только одним параметром X и могут ,быть найдены аналитически из решени  уравнени  Лапласа, В случае любой другой фор

мы выпуклого электрода пол  не определ ютс  одним параметром и их расчет возможен только сложными методами в приближенном виде.

Таким образом, использование данной комбинации электродов позвол ет производить точные измерени  электрических характеристик . среды при заданной толщине сло  путем выбора электрода с соответствующими геометрическими параметрами . Этот выбор облегчаетс - тем, что дл  заданного промежутка Р может быть выбран электрод с гиперболическим профилем в широком диапазоне длин полуосей Ь. При малых (микронных) зазорах этот диапазон ограничиваетс  значени ми 0,, поскольку изготовление электродов с ,5d трудно осуществимо из-за малого радиуса закруглени , а при зазор приближаетс  к плоскостному.

Оптимальной дл  расчета  вл етс  установка межэлектродного промежутка t, равного d. Однако расчетна  оценка показывает, что при отклонении величины промежутка от значени  действительной полуоси гиперболоида d на i0,1 d использование формул (1) и (2) вызывает погрешность не выше 5%, В св зи с этим возможно выбирать t исход  из соотношени  ,9-1,1.

Данна  комбинаци  электродов позвол ет также как и в случае шарплоскость исключить вли ние несоосности на результаты измерений, поскольку изменение угла наклона иглы в пределах нескольких градусов не сказываетс  существенно на величне зазора и электрическом поле межд электродами. Емкостное сопротивлени системы пренебрежимо мало, поэтому дл  измерени  электрических характеристик возможно использование переменных или импульсных напр жений.

дп  точного и плавного перемещени  электродов друг относительно друга и установлени  требуемого зазора рекомендуетс  использовать меxaниз Ы , действие которых основано на расширении твердых тел-при нагре НИИ. Регистраци  величины зазора осуществл етс  с помощью индукционных или емкостных датчиков.

На фиг.1 представлена система гиперболоид-плоскость; на фиг.2 схема устройства..

Устройство содержит плоский полированный образец-электрод 1 со смазочной средой 2 и электрод 3 в форме гиперболоида вращени , установленную на рассто нии 6(0,9-1,l)d от образца. Электрод 3 крепитс  в коромысле 4 головки профилографа, св занной с индуктивным датчиком 5 и электронным блоком 6 профилографа

используемых дл  регистрации величины зазора. Механизм относительного перемещени  электродов включает узел

7микрометронного движени , жестко св занный с ним металлический цилиндр

8и стержень 9, прикрепленный к цилиндру. Электрод 3 и образец 1 включены в электрическую цепь источника регулируемого напр жени . Дп  определени  требуемой электрической

0 характеристики используетс  соответствующий блок 10 электрических измерений .

Устройство работает следующим образом .

5

При неподвижном положении электрода 3 на образце 1 (показывающий прибор электронного блока 6 профилографа находитс  в нулевом положении). Стержень 9 с помощью узла 7 подводитс  под коромыслом 4, после чего

0 производитс  тонка  регулировка требуемого зазора Р путем изменени  линейных размеров цилиндра 8 за счет его нагревани . Регистраци  величины зазора осуществл етс  с помощью

5 электронного блока 6 профилографа. При использовании стандартного записывающего прибора профилографа максимальна  чувствительность системы .при измерении зазора составл ет

0 0,05 мкм/см.Дл  определени  требуемой электрической характеристики подбираютс  необходимые параметры электрической

5 цепи и соответствующий блок электрИ ческих измерений 9.

Предлагаемое устройство используют дл  измерени  электрической прочности некоторых технических масел в микрбсло х толщиной 2 мкм.

0 Берут стальной электрод в форме гиперболоида вращени  с параметрами d 2мкм, Ь 4мкм; плоские полированные образцы (VII) из серебра и меди. Значени  электрической прочности Ерр

5 определены по величине напр жени  пробо ,.использу  формулу (2). Очевидно , что, примен   плоские электроды или комбинацию шар-плоскость, получить достоверные данные об элек0 трической прочности в микронной области толщин невозможно.

В случае необходимости измерений электрических свойств смазочных сред в некотором диапазоне толщин

5 удобно иметь набор электродов с действительной полуосью d, перекрывающей данный диапазон. Получение электродов в форме гиперболоида возможно путем электрополировани , пос0 кольку при данном способе обработки заостренных стержней последние естественным образцом приобретают форму гиперболоида.

Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить точность

5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для определения электрической прочности и электропроводности смазочных сред, содержащее плоский и выпуклый электроды, установленные с зазором один относительно другого и 'соединенные с механизмом перемещения и источником напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точнос ти определения, выпуклый электрод имеет форму половины двухполостного гиперболоида вращения, а электроды установлены с зазором, определяегдам из соотношения ⁵ 0,9-4,1 где Е - расстояние между электродами ;

   d - длина действительной полуоси гиперболоида.