Evaluation of the Magnet Breakaway Force Measurement Accuracy of the NT-800 Sensors for Early Detection of Defects of Their Manufacturing

Abstract

Контроль механических напряжений, возникающих при нанесении никелевых покрытий, играет важную роль при диагностике их технического состояния. Большие внутренние напряжения могут приводить к растрескиванию или отслаиванию покрытий, что совершенно недопустимо для ответственных деталей и сборочных единиц, использующихся, например, в космической технике, для которых надёжность имеет первостепенное значение. Важным аспектом контроля внутренних напряжений является погрешность измерений используемых приборов. Целью настоящей работы являлось определение характеристик датчиков приборов, позволяющих оценить качество их изготовления на предварительной стадии сборки измерительной техники, для соблюдения необходимой точности последующих измерений. В большинстве случаев оценка погрешности измерений возможна только после изготовления оборудования и проведения градуировки. В настоящей работе предложено оценивать точностные характеристики датчиков приборов исходя из прецизионности (повторяемости и воспроизводимости) регистрации первичного информативного параметра. На примере прибора «НТ-800», разработанного в Институте прикладной физики Национальной академии наук Беларуси, показано влияние ухудшения характеристик прецизионности датчиков на итоговую погрешность измерений. Предложено определять параметры прецизионности до установления корреляционных зависимостей между первичным информативным параметром и измеряемой характеристикой с целью отбраковки некачественно изготовленных датчиков и снижения трудозатрат. В частности, проведены измерения величины, пропорциональной магнитоотрывному усилию (имеющей корреляционную связь с остаточными напряжениями), прибором НТ-800 на никелевых образцах, имитирующих покрытия, толщиной от 200 до 700 мкм и величиной прокатки от 0 до 40 %. Установлено, что в случае качественно изготовленного первичного преобразователя коэффициент вариации дисперсии повторяемости находится в диапазоне 0,2–0,6 %, а коэффициент вариации, рассчитанный по значениям дисперсии воспроизводимости, не превышает 0,9 %. В случае датчика с ухудшенными параметрами чувствительного элемента коэффициенты вариации повторяемости и воспроизводимости были в 1,5 раза выше. Ухудшение характеристик прецизионности привело к значительному увеличению погрешности измерения остаточных напряжений. Так, абсолютная погрешность измерений напряжений у некачественно изготовленного датчика в диапазоне 200–300 МПа была приблизительно в 3 раза выше, чем у датчика с высокими показателями прецизионности.