Εργαστηριακή μέθοδος μέτρησης ιδιοτήτων υλικών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την εύρεση των παραμέτρων της ανύψωσης, της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και των σφαλμάτων, μετρώντας τη μεταβολή της σύνθετης αντίστασης του πηνίου, από τα εξ επαγωγής δινορρεύματα στο δοκίμιο. Για την εύρεση των παραπάνω παραμέτρων αναπτύχθηκε λογισμικό, που σε επικοινωνία με το όργανο μετρήσεων Agilent 4294A, μετρά τη σύνθετη αντίσταση ενός πηνίου σε ένα δοκίμιο και υπολογίζει τις παραμέτρους με την προσαρμογή της σύνθετης αντίστασης από τα θεωριτικά αποτελέσματα με τη σύνθετη αντίσταση από τα πειραματικά δεδομένα. Αρχικά, στο πρώτο κεφάλαιο δίνεται ο ορισμός των δινορρευμάτων, πώς αυτά επηρεάζουν την σύνθετη αντίσταση του πηνίου καθώς και των διαφόρων παραμέτρων του πηνίου και των υλικών του δοκιμίου που επηρεάζουν τη σύνθετη αντίσταση. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη εισαγωγή στις μετρήσεις, τα σφάλματα, την παρουσίαση των τεχνολογιών μέτρησης σύνθετης αντίστασης και δίνονται κάποια βασικά στοιχεία χειρισμού και βαθμονόμησης του οργάνου μέτρησης Agilent 4294A καθώς και της κατασκευής των πηνίων και της τράπεζας κίνησης. Στο τρίτο κεφάλαιο ακολουθεί η παρουσίαση του λογισμικού σε προγραμματιστικό και γραφικό περιβάλλον matlab και η ανάλυση των συναρτήσεων για τον υπολογισμό της σύνθετης αντίστασης. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφονται τα πειράματα και τα διαγράμματα της σύνθετης αντίστασης και η συγκρισή του με πειραματικές μετρήσεις, ενώ η εργασία ολοκληρώνεται με την παράθεση των αποτελεσμάτων και των συμπερασμάτων καθώς και θεμάτων που χρήζουν περαιτέρω έρευνας. Στο τέλος της διπλωματικής εργασίας παρατίθεται ο κώδικας του λογισμικού σε προγραμματιστικό και σε γραφικό περιβάλλον matlab καθώς και ο τρόπος σύνδεσης του οργάνου μετρήσεων Agilent 4294A.

This diploma thesis aims at finding the parameters of lift off, magnetic permeability, electrical conductivity and flaws, by measuring the variation of the coil impedance, from the induction eddy currents in the specimen. In order to find the above parameters, we developed software that, in communication with the Agilent 4294A measuring instrument, measures the impedance of a coil in one specimen and calculates the parameters by adapting the impedance returned by the main Th. Theodoulides function to the impedance from the experimental data. Initially, the first chapter gives the definition of eddy currents, how they affect the impedance of the coil, as well as the various parameters of the coil and the material parameters of the specimen that affect the impedance. In the second chapter is a brief introduction to measurements, errors, presentation of impedance measurement technologies and some basic elements of operation and calibration of the Agilent 4294A measuring instrument as well as the construction of the coils and the bank. The third chapter is followed by the presentation of the software in matlab programming and graphics environment and the analysis of the functions for calculating the impedance. The fourth chapter describes the experiments and curves of the impedance and its comparison with experimental measurements, while the work is completed by listing the results and conclusions as well as issues that need further investigation. At the end of the diploma thesis, the software code is written in programming and graphical matlab environment as well as the connection method to the Agilent 4294A measurement instrument.