Імовірнісна оцінка зв'язку напруги і струму в індукційних вимірювачах характеристик магнітно-імпульсної обробки металів

Анотація

Постановка проблеми. Магнітно-імпульсні методи є базовою основою сучасних технологій штампування виробів з алюмінієвих сплавів, що володіють високою міцністю і малою вагою. У зв'язку з цим практичну значимість набувають розробки інструментів силового впливу, які засновані на фундаментальних положеннях електродинаміки суцільних середовищ. Мета. Метою роботи є імовірнісна оцінка відхилень від прямо пропорційного зв'язку між амплітудами експоненціально затухаючих часових залежностей напруги і струму у вимірах характеристик магнітно-імпульсної обробки металів з використанням датчика індукційного типу – пояса Роговського. Методика. Для досягнення поставленої мети використовувалися положення теоретичної електротехніки, характеристики випадкових величин в теорії імовірностей, а також стандартні програми з пакету «Wolfram Mathematica». Результати. Із залученням характеристик випадкових величин виконана імовірнісна оцінка відхилень від прямо пропорційного зв'язку між амплітудами експоненціально затухаючих часових залежностей напруги і струму в вимірах характеристик магнітно-імпульсної обробки металів з використанням датчика індукційного типу – пояса Роговського. Встановлено, що розбіжності між амплітудами порівнюваних величин визначаються значеннями відносного коефіцієнту загасання токового сигналу. В інтервалі змін даного параметра δ[0,1; 0,3], що є характерним для магнітно-імпульсної обробки металів, розбіжності між середніми значеннями амплітуд струму і напруги не перевищують ~ 2,36 %. Відносна різниця між відхиленнями від середніх становить ~ 8,4 %. Наукова новизна. Показано, що для гармонічних часових функцій струму з відносним коефіцієнтом загасання δ₀ ≤ 0,3 пропорційність між відносними амплітудами індуктивно зв'язаних струму і напруги зберігається з точністю, не нижче ~ 10 %, що дозволяє досліджувати електромагнітні процеси за допомогою нормованих амплітуд напруг без використання аналогових або чисельних методів інтегрування. Практичне значення. Використання отриманих результатів дозволить істотно скоротити перелік необхідного обладнання для вимірювань, спростити експерименти і скоротити час на їх проведення, що дозволить, в кінцевому підсумку, створювати нові більш ефективні інструменти магнітно-імпульсної обробки металів.

Ключові слова: магнітно-імпульсна обробка металів, електричні вимірювання, пояс Роговського, імовірнісні характеристики, гармонічні сигнали.