Контроль питомого електричного опору сталевих виробів плоскої форми чотиризондовим методом

Abstract

Наведено результати математичного моделювання процесу контролю питомого електричного опору провідних матеріалів чотиризондовим методом на постійному струмі. Для виведення основних формул математичної моделі використано метод дзеркальних відображень. Проведено теоретичні дослідження щодо визначення оптимального співвідношення відстаней між зондами чотиризондового вимірювального перетворювача, що дало змогу досягнути високої чутливості методу. Це є особливо важливо для вимірювання малих значень питомого електричного опору сталей. Встановлено аналітичну залежність для геометричної функції поправки, яку необхідно враховувати при розрахунку питомого електричного опору плоских зразків правильної геометричної форми. Тому, якщо розміри зразка є набагато більшими за лінійні розміри системи зондів, то геометрична функція поправки зводиться до конкретного числа, яке залежить тільки від співвідношення відстаней між зондами.

The results of mathematical modeling of electricl resistance control procedure of the conducting materials by four-point probe method using direct current are presented. Four-point probe method as compared with the other methods for electric resistance measurement of the conductive materials is easy to implement, insensitive to magnetic permeability of ferromagnetic materials and can be applied to objects of different dimensions. For derivation of the base formulas the method of mirror mappings was used. This method is used in electrostatics very often. Theoretical research to establish the optimal ratio of distances between the probes of a four-point probe measuring transducer, which enabled us to increase the sensitivity of four-point probe method has been carried out. This is particularly important for the measurement of small values of electric resistance of steels. In this case, the optimal distance between the current and the corresponding potential probes equals to 10 mm, the distance between potential contacts equals to 60 mm. Analytic dependence for geometric correction function that need to account for calculating of electric resistance of the flat samples with geometric regular form has been established. It is shown, when object’s dimensions are sufficiently larger than linear dimensions of the probes system, then the geometric correction functions equals to absolute number, which depends on the ratio of the distances between the probes only. Four-point probe method can be used for samples of different geometric shapes, such as cylindrical surfaces (pipes), by introducing additional geometric correction functions, which depend on the curvature of the surface (pipe diameter).