CS273111B1

CS273111B1 - Method of partial temperature coefficient determination in experimental way

Info

Publication number: CS273111B1
Application number: CS440787A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Rohac
Original assignee: Rohac Jan
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS440787A1

Abstract

When determining, the surface temperature of the component and characteristic values of the whole device are measured. The merit lies in the fact that the component including the sensor of the surface temperature is heated up and after stopping of the heat supply, one determines the slope of tangent to that part of dependency of the characteristic value on temperature that was read when the temperature of the component approached the environmental temperature, while this slope equals the partial temperature coefficient by which the tested component participates in the temperature coefficient of the whole device. It is intended for using with electrical heating equipments that are exposed to a wide range of temperatures.<IMAGE>

Description

Vynález se týká způsobu stanovení dílčího teplotního koeficientu experimentální cestou, například součástky elektrotechnických zařízení.The invention relates to a method of determining a partial temperature coefficient by an experimental method, for example components of electrical equipment.

V současné době u zařízení pracujících v prostředí s širším rozsahem teploty se provádí předběžné vyhodnocování vlivu teploty ohříváním celého zařízení, což je zdlouhavý způsob a často neposkytuje přesný obraz o příčinách teplotní závislosti a o možnostech případné úpravy zařízení, aby se dosáhl jeho optimální teplotní koeficient, zpravidla blízký nule. Výsledky takovýchto teplotních zkoušek zařízení jsou vlivem současného působení teploty na více teplotně závislných součástí zkresleny, což má nežádoucí vliv na výzkumné a vývojové práce v té které oblasti. Podobně postup zjištování dílčího teplotního koeficientu přikládáním ohřívacího tělesa známé teploty na zkoušenou součást poskytuje jen orientační výsledky vlivem poměrně velkého tepelného odporu mezi čidlem teploty na ohřívacím tělese a teplotně citlivým místem prověřované součásti.At present, devices operating in a wider temperature range are pre-evaluated by heating the entire device, which is a lengthy process and often does not give an accurate picture of the causes of temperature dependence and the potential for adjusting the device to achieve its optimum temperature coefficient. near zero. The results of such temperature tests of the device are distorted due to the simultaneous effect of temperature on several temperature-dependent components, which has an undesirable effect on research and development work in that area. Similarly, the procedure of determining a partial temperature coefficient by applying a heater of known temperature to the test component provides only indicative results due to the relatively high thermal resistance between the temperature sensor on the heater and the temperature sensitive location of the component under test.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob stanovení dílčího teplotního koeficientu experimentální cestou, při jehož provádění se měří povrchová teplota součástky a charakteristické veličiny celého zařízení, například velikost výstupního signálu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že součástka včetně snímače povrchové teploty se zahřeje a po zastavení přívodu tepla se stanoví směrnice tečny k té části závislosti charakteristické veličiny na teplotě, která byla sejmuta když teplota součástky se opět přiblížila teplotě okolí, přičemž tato směrnice je rovna dílčímu teplotnímu koeficientu, kterým se právě zkoušená součástka podílí na teplotním koeficientu celého zařízení.These disadvantages are eliminated by the method of determining the partial temperature coefficient by an experimental method, in which the surface temperature of the component and the characteristic quantities of the whole device, such as the size of the output signal, are measured. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is that the component including the surface temperature sensor is heated and, after stopping the heat supply, the tangent slope is determined to that part of the characteristic value versus the temperature that was removed when the component temperature again approached ambient temperature. temperature coefficient by which the component under test contributes to the temperature coefficient of the whole device.

Výhodou uvedeného způsobu je výrazně přesnější stanovení dílčího teplotního koeficientu součástky experimentální cestou. Lze totiž běžně dosáhnout poměrně velký tepelný odpor mezi okolím a teplotním čidlem vzhledem k odporu mezi teplotním čidlem a teplotně citlivým místem součástky, takže v závěrečné fázi experimentu je chyba v měření teploty malá.The advantage of said method is that the partial temperature coefficient of the component is determined more experimentally by an experimental method. In fact, a relatively high thermal resistance between the ambient and the temperature sensor can normally be achieved relative to the resistance between the temperature sensor and the temperature sensitive part of the component, so that in the final phase of the experiment the temperature measurement error is small.

Na připojeném výkrese je šest příkladů záznamů závislosti charakteristické veličiny na teplotě sejmutých v níže popsaném příkladu využití vynálezu. Svislá osa U slouží pro vynášení charakteristické veličiny, tj. výstupního napětí, na vodorovné ose se vynáší povrchová teplota T zkoušené součásti.In the accompanying drawing, there are six examples of temperature-dependent temperature recordings taken in the example of the invention described below. The vertical U-axis serves for plotting the characteristic quantity, ie the output voltage, on the horizontal axis, the surface temperature T of the test component is plotted.

Způsob podle vynálezu byl uplatněn v příkladném provedení pro vývoj přesného převodníku kmitočtu na napětí, který sice obsahoval deset součástí, ale jeho výsledný teplotní koeficient rozhodujícím a současně výpočtem přesně nestanovitelným způsobem ovlivňovaly tři polovodičové prvky: monolitický stabilizátor napětí a dvě monolitické dvojice křemíkových tranzistorů. Teplotní vliv stabilizátoru na výsledný teplotní koeficient je již daný z výroby a účelem zkoušky je pouze zjištění jeho skutečné velikosti u dané součásti ve zkoušeném zapojení. Teplotní vliv prvni monolitické dvojice tranzistorů zapojených jako diody bylo možné vzhledem k různému pracovnímu režimu jednotlivých tranzistorů ovlivnit spojením nebo rozpojením elektrod báze - kolektor. Konečně teplotní koeficient druhé monolitické dvojice tranzistorů bylo možné nastavovat volbou velikosti proudu tekoucího emítorovým přechodem jednoho z tranzistorů změnou odporu příslušného rezistoru.The method according to the invention was applied in an exemplary embodiment for the development of an accurate frequency to voltage converter, which contained ten components, but its resulting temperature coefficient influenced three semiconductor elements in a decisive and non-determinable manner: a monolithic voltage stabilizer and two monolithic pairs of silicon transistors. The temperature influence of the stabilizer on the resulting temperature coefficient is already given by the manufacturer and the purpose of the test is only to determine its actual size for the component in the tested circuit. The temperature influence of the first monolithic pair of transistors connected as diodes could be influenced by the connection or disconnection of the base-collector electrodes due to the different operating mode of the individual transistors. Finally, the temperature coefficient of the second monolithic pair of transistors could be adjusted by selecting the magnitude of the current flowing through the emitter transition of one of the transistors by varying the resistance of the respective resistor.

Vlastní postup práce podle vynálezu spočíval v postupném přitisknutí teplotního čidla na jednu ze sledovaných součástí zařízení a v jejím zahřátí, přičemž zařízení bylo v činnosti, což konkrétně znamená, že na převodník kmitočtu na napětí byl přiveden signál o kmitočtu přesně 10 kHz a sledovaly se změny výstupního napětí od jmenovité velikosti 1 V v závislosti na teplotě čidla.The actual process according to the invention consisted of gradually pressing the temperature sensor onto one of the monitored components of the device and warming it up, while the device was in operation, which means that the frequency to voltage converter received a signal of exactly 10 kHz and monitored changes output voltage from nominal size 1 V depending on sensor temperature.

Na prvním grafu z křivky j. je patrné, jak teplota čidla roste nejprve z bodu podstatně rychleji než teplota ohřívané součásti. Po zastavení přívodu tepla do součásti, což odpovídá bodu jj, teplota čidla klesá, teplota součásti stále ještě narůstá.The first graph of curve j shows how the temperature of the sensor first increases from a point considerably faster than the temperature of the heated component. After stopping the heat supply to the part, which corresponds to point jj, the temperature of the sensor drops, the temperature of the part still increases.

V bodu jc teplota čidla i součásti je velmi blízká a pomalu se zmenšuje na teplotu okolí.At point jc, the temperature of both the sensor and the component is very close and slowly decreases to ambient temperature.

CS 273 111· BlCS 273 111 · Bl

Směrnice v této části grafu určuje vliv teplotní závislosti součásti na teplotní koeficient charakteristické veličiny. Křivka 2 ukazuje zkoušku stabilizátoru. Křivka 2 a 3 dokumentuje nevhodně a vhodně spojené první dvojice tranzistorů. Oe zřejmé, že v případě 2 je dílčí teplotní koeficient výrazně větší, než v případě 3. Konečně křivky 4, 5 a 6 ukazují záznam zkoušek druhé dvojice tranzistorů při různých proudech, kdy se mění velikost i znaménko teplotního koeficientu, přičemž proud při experimentu 5 zajišťuje prakticky nulový teplotní koeficient.The slope in this part of the graph determines the influence of the temperature dependence of a component on the temperature coefficient of a characteristic quantity. Curve 2 shows the stabilizer test. Curve 2 and 3 document the first and second pairs of transistors inappropriately and appropriately coupled. Obviously, in case 2, the partial temperature coefficient is significantly greater than in case of 3. Finally, curves 4, 5 and 6 show the test record of the second pair of transistors at different currents, where the magnitude and the sign of the temperature coefficient vary, ensures practically zero temperature coefficient.

Claims

A method of determining a partial temperature coefficient by an experimental method, in particular for a component of an electrical device operating in a large temperature range environment, the performance of which is measured. the surface temperature of the component and the characteristic of the whole device, for example the size of the output signal, characterized in that the component including the surface temperature sensor is heated and the tangent direction is determined to that part of the characteristic This directive is equal to the partial temperature coefficient.