Przedmiotem wynalazku jest uklad do impulsowej metody pomiaru rezystancji w systemie czteroelektrodo¬ wym.Uklady tego typu sa wykorzystywane w laboratoriach i sluza przede wszystkim do wyznaczania zaleznosci rezy¬ stancji badanego materialu od czynników zewnetrznych takich jak: temperatura, pole magnetyczne, cisnienie.Znane uklady do pomiaru rezystancji w systemie czte¬ roelektrodowym posiadaja dwie elektrody pradowe i dwie napieciowe. Elektrody te maja dobry elektryczny kontakt z próbka (kazda oddzielny). Elektrody pradowe polaczone sa przez miernik pradu (skladajacy sie z rezy¬ stora wzorcowego i polaczonego równolegle cyfrowego miernika napiecia) z zasilaczem pradowym. Elektrody napieciowe polaczone sa bezposrednio z cyfrowym mier¬ nikiem napiecia. System czteroelektrodowy powoduje, ze mierzona jest tylko rezystancja próbki z pominieciem rezystancji styków elektrod z próbka i przewodów dop¬ rowadzajacych. Ze wzgledu na rezystancje styków i dop¬ rowadzen elektrycznych, która w wielu przypadkach jest kilka rzedów wielkosci wieksza od rezystancji samej próbki oraz jej ciaglej zmiennosci w czasie pracy (zmiana temperatury, pola magnetycznego, cisnienia) oraz istnie¬ nie sily termoelektrycznej, uzycie mostków pomiarowych do pomiarów rezystancji próbki jest skomplikowane i rzadkostosowane. ; Wadami metody czteroelektrodowej pomiaru rezy¬ stancji jest koniecznosc stosowania wysokiej klasy zasila¬ czy pradowych, wykonanie pomiarów w mozliwie krótkim czasie na dwóch niezaleznych miernikach (war¬ tosc napiecia i pradu elektrycznego), gdyz rezystancja mierzona jest funkcja zmiennych w czasie warunków zewnetrznych takichjak temperatura, pole magnetyczne, cisnienie, zmiana temperatury próbki zwiazana z dogrze¬ waniem jej przez plynacy nia prad elektryczny oraz ciagla kontrola sily termoelektrycznej powstajacej w obwodzie elektrycznym próbki.Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogodnosci z ominieciem zbednego podnoszenia kosztów aparatury oraz automatyzacja procesu pomiarowego.Cel ten zostal osiagniety przez to, ze caly uklad pomia¬ rowy uruchamiany jest jednym impulsem sterujacym, a impuls konca pomiaru z woltomierzy wylacza prad w próbce i konczy caly cykl pomiarowy.Impuls zewnetrzny bedacy poczatkiem cyklu pomiarowego wlacza prad w obwodzie próbki. Po dowolnie regulowanym czasie (korzystnie najkrótszym) uruchamiane sa jednoczesnie woltomierze cyfrowe mierzace spadek napiecia na próbce i rezystorze wzorcowym. Impuls konca pomiaru z wolto¬ mierzy cyfrowych jest sygnalem do zakonczenia cyklu pomiarowego.Uklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze pomiedzy wyjsciem z generatora a wejsciem nawoltomie¬ rze cyfrowe znajduje sie bramka polaczona z przerzutni- kiem bistabilnym i monostabilnym, a miedzy przekazni¬ kiem a druga bramka znajduje sie elektroniczny uklad opózniajacy. Wyjscie konca pomiaru woltomierzy pola¬ czone jest z czescia ukladu wlaczajaca prad w obwodzie próbki.Zaleta ukladu poza duzadokladnoscia pomiaru, która3 112447 4 zapewnia system czteroelektrodowy,jest uniezaleznienie go od klasy zastosowanego zasilacza pradowego przez równoczesny pomiar napiecia i pradu. Uklad zapewnia krótki czas cyklu pomiarowego, a tym samym ogranicza dogrzanie próbki, mozliwosc stosowania wiekszych pra¬ dów elektrycznych, ciagla kontrole sily termoelektry¬ cznej i automatyzacje cyklu pomiarowego.Wynalazek jest przedstawiony przykladowo na rysunku, na którym uwidoczniony jest schemat blokowy ukladu.Uklad wykorzystuje dwa woltomierze cyfrowe Wl i Wl oraz generator impulsów prostokatnych G. Po wla¬ czeniu ukladu impuls zewnetrzny IZ ustawia przekaznik bistabilny PB w polozeniu, dla którego na wyjsciu poja¬ wia sie stan 1. Bramka BI przepuszcza wszystkie impulsy z geneiHwif4** Impulsy $e steruja pracawoltomierzy Wl Przy wylaczonym przelaczniku K przekazniki PI i P2 zwieraja styki 4-7, 5-4, s-f. Przekaznik P2 przekazuje napiecie z termoparyTE na zaciski pomiarowe woltomie¬ rza W2. Woltomierz Wl polaczony jest z elektrodami napieciowymi EN sondy pomiarowej, prowadzacej pomiar rezystancji metoda czteroelektrodowa. Prad w obwodzie próbki nie plynie. Woltomierz Wl mierzy systematycznie wielkosc sily termoelektrycznej na elek¬ trodach napieciowych EN, natomiast woltomierz W2 mierzy wartosc sily termoelektrycznej, która daje termo- para. Impuls konca pomiaru wysylanyz woltomierza Wl zatrzymywany jest na bramce B2. Po wlaczeniu przela¬ cznika K, przekazniki PI i P2zwierajastyki 1-4,2-5,3-4.Przekaznik P2 przelacza na zaciski pomiarowe woltomie¬ rza W2 wartosc spadku napiecia na rezystorze wzorco¬ wym RN (pomiar pradu). Przekaznik PI wlacza prad do obwodu pomiarowego EP oraz steruje bramka B2 i prze- rzutnikiem monostabilnym PM. Pomiedzy przekazni¬ kiem PI, a bramka B2 znajduje sie obwód typu RC lub zamiennie przerzutnik monostabilny opózniajacy przejs¬ cie impulsu sterujacego bramka BI Czas opóznienia dobiera sie eksperymentalnie podczas dostrajania pracy ukladu. Przerzucanie przerzutnika PM do stanu O blo¬ kuje bramke BI, a tym samym impulsy z generatora G nie dochodza do woltomierzy Wl i W2. Dobór odpowied¬ niego czasu przerzutu przerzutnika PM pozwala na usta¬ lenie pradu w obwodzie próbki. Po tym czasie bramka BI ponownie przepuszcza impulsy z generatora G. Droga impulsu jest nastepujaca: impuls zgeneratora G przecho¬ dzi przez bramke BI i wlacza równoczesnie pomiar z dwóch woltomierzy Wl f W2.Woltomierz Wl mierzy spadek napiecia na próbce, a woltomierz W2 spadek napiecia na rezystorze wzorcowym. Po zakonczeniu pomiaru impuls konca pomiaru (z woltomierza Wl) przechodzi przez bramke B2 i przerzuca przerzutnik bistabilny PB do stanu 0. Powoduje to zamkniecie bramki BI oraz tyrystora T. Bramka BI odcina wolto¬ mierz od generatora G. Pomiar zostaje przerwany. Wol¬ tomierze Wl i W2 wskazuja wartosci poprzednio zmierzone, które moga byc zapisane przez urzadzenie samopiszace, sterowane przerzutnikiem bistabilnym PB.Tyrystor T sterowany jest przez przerzutnik bistabilny PB i odcina prad wcewceprzekaznika PI. Przekaznik ten rozwiera obwód próbki pomiarowej EP prad przestaje plynac. Po czasie potrzebnym do odczytania wartosci woltomierzy Wl i W2 urzadzenie czasowe przelacza prze¬ lacznik K. Przekaznik P2 wraca do stanu pierwotnego.Przez polaczenie styków 4 i 9 przekazany jest impuls na przerzutnik bistabilny PB co powoduje stan 1 na wyjsciu przerzutnika PB. Cykl zaczyna sie powtarzac.Duza stabilnosc pradu w obwodzie próbki nie jest juz tak konieczna, gdyz istotnyjest stosunek spadków napiec mierzonych w tym samym odcinku czasu. Poniewaz w krótkich odcinkach czasu rezystancja mierzona jak i wzorcowa jest stala, tak wiec stosunek spadków napiec zalezy tylko od stosunków powyzszych rezystancji, a nie od wartosci pradu elektrycznego plynacego w obwodzie.Równoczesny pomiar spadku napiecia i pradu pozwala na zastosowanie ukladu do badan, w których czynniki zewnetrzne takiejak temperatura, pole magnetyczne, cis¬ nienie sa wielkosciami zmiennymi w czasie. Mozliwy jest równiez pomiar zmiany rezystancji próbki w zaleznosci od czasu (wygrzewanie próbek po hartowaniu rekrystali¬ zacja itp). Dzieki krótkiemu czasowi calego cyklu pomia¬ rowego, zaleznego od uzytych mierników, wartosci pradu elektrycznego i konstrukcji sondy pomiarowej, mozna zwiekszyc wartosc pradu plynacegoprzez próbke, co jest wazne dla próbek o bardzo malej rezstancji rzedu Ma Uklad bedacy przedmiotem wynalazku jest przystoso¬ wany do pracy na typowych obwodach scalonych.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do impulsowej metody pomiaru rezystancji w systemie czteroelektrodowym zlozony z generatora, wol¬ tomierzy cyfrowych, sondy pomiarowej oraz rezystora wzorcowego, znamienny tym, ze pomiedzy wyjsciem z generatora (G) a wejsciem na woltomierze cyfrowe (Wl i W2) znajduje sie bramka (BI) polaczona z przerzutni¬ kiem bistabilnym (PB) i monostabilnym (PM), a miedzy przekaznikiem (PI) a bramka (B2) znajduje sie elektroni¬ czny uklad opózniajacy. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyjscie konca pomiaru woltomierza (Wl) lub (W2) polaczone jest z czescia ukladu wylaczajaca prad w obwodzie próbki.112 447 PL