SU1128192A1 - Устройство дл выделени кривых нагрева резисторов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ КРИВЫХ НАГРЕВА РЕЗИСТОРОВ соде(жащёе генератор тока, потенциальный выходной вывод которого соединен с клеммой дл  подключени  одного из выводов испытуемого резистора, формирователь импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу гене KCOff ) /ts Ш /Э «.; 5Ч,-... fj . . .. / ОГйУл ратора тока, запоминающий конденсатор , ключ, дифференцнальньй усилитель , о т л и ч а ю щ е ..е с   тем, что, с целью повышени  его точности, в него введены эмиттерньй повторитель токоограничивающий резистор и блок задержки, причем вход эмиттерного повторител  соединен с клеммами дл  подключени  выводов испытуемого резистора , а в его выходную цепь включены последовательно соединенные запоминающий конденсатор, токоограничивающий резистор и ключ, управл к ций вход ключ через блок задержки подключен к выходу формировател  импульсов дифференциальный усилитель включен по схеме повторител  напр жени  и неинвертирующим входом соединен с общим выводом ключа и токоограничиванщего резистора.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  использовани , например, при разбраковке резисторов из высокоомных проводников по их теплофизическим 5 параметрам.

Известно устройство дл  измерени  нагрева сопротивлений с определением теплоемкости и коэффициента потерь, содержащее генератор тока и усилн- to тель, соответственно выход и вход которых со динены-с клеммами дл  подключени  испытуемого резистора, а также вычислительньш узел с последовательно включенными аналого-цифровым 15 преобразователем, вход которого соединен с выходом усилител , и логическим блоком, один из входов которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател , один из выходов , - -I 20 к входу последнего, а другой выход к входу блока индикации .

Недостатки данного устройства про вл ютс  в технической сложности изготовлени  и настройки. Кроме 25 того, при его. практическом использовании имеют место дискретность измерени , обуславливающа  существенные погрешности в итоговых результатах , и повышенное врем  иссле- ЗО

довани .

Г . .

Наиболее близким к изобретению

 вл етс  устройство дл  выделени  кривых нагрева резисторов с измерением коэффициента электротермичес- 35 кой нелинейности, содержащее генератор тока, выход которого через испытуемый резистор соединен с входом ключа и одним из входов дифференциального усилител , другой вход ко- 0 торого и выход взаимосв заны один с другим через блок.автобалансировки, вьиислительный узел с последователь- . HO включенными блоком измерени  сопротивлени , вход которого соединен 5 с. выходом ключа, а один из выходов с управл ющим входом генератора тока, и блоком измерени  коэффициента электротермической нелинейности, один из входов которого подключен к выходу 50 дифференциального усилител , а выход - к входу блока индикации. В блок измерени  сопротивлени  вычислительного узла входит формирователь импульсов,  вл ющийс  св зующим эле- 55 ментом между данным блоком и генератором тока, а в блок автобалансировки - запоминающий конденсатор 2j .

Недостаток известного устройства заключаетс  в низкой точности, обусловленной перегрузкой и разбапансировкой дифференциального усилител  из-за принципиально неодновременной подачи напр жений на его входы. Перегрузке и разбалансировке способствует также значительна  синфазна  составл юща  напр жени , поступающа  на входы усилител  и.на два-три пор дка превышающа  дифференциальную составл ющую - уровень кривой нагрева . Еще одна причина разбалансировки оп1зедел етс  разр дом запоминающего конденсатора к концу действи  импульса тока. Поскольку уровень подставки , т.е. напр жение на холодном резисторе , на два-три пор дка превышает уровень измер емой электротермической нелинейности, разр д запоминающего конденсатора даже на сотые доли процента вызовет погрешности ит говых результатов до дес тков процентов . Снизить эту погрешность путе увеличени  емкости запоминающего конденсатора не удаетс , поскольку это влечет за собой рост посто нной времени его зар да, задержку выборки нагрев резистора за врем  выборки и погрешности в измерени х теплофизических параметров. I Цель изобретени  - повьш1ение точ- ности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вьщелени  кривых нагрева резисторов, содержащее генератор тока,, потенциальный выходной вьшод которого соединен с клеммой дл  подключени  одного из. выводов испытуемого резистора, формирователь импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу генератора тока , запоминающий конденсатор, ключ, дифференциальный усилитель, введены эмиттерньй повторитель, токоограничиваюш1ий резистор и .блок задержки, |причем вход эмиттерного повторител  соединен с клеммами дл  подключени  выводов испытуемого резистора, а в .его вькодную цепь включены последовательно соединенныезапоминающей конденсатор , токоограничивающий резистор и ключ, управл ющий вход ключа через блок задержки подключен к выходу формировател  импульсовj дифференциальный усилитель включен по схеме повторител  напр жени  и неинвертирующим входом соединен с общим выводом ключа и токоограничивающего резистора. На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  вьиеле ни  кривых на.грева резисторов; на фиг. 2 .- временные диаграммы сигналов , иллюстрирующие его работу (индексы при напр жени х соответствуют цифровым позици м блоков). Устройство содержит генератор 1 тока, формирователь 2 импульсов . (мультивибратор), эммитерный повторитель 3, Запоминающий конденсатор 4, токоограничивающий резистор 5, ключ 6, блок 7 задержки (одновибратор и набор логических элементов),, дифференциальный усилитель 8. Позицией 9 на схеме обозначен испытуемьй резистор. Потенциальный выходно вывод генератора 1 тока соединен с клеммой дл  подключени  одного из выводов.испытуемого резистора 9. Вы ход формировател  2 импульсов подключен к управл ющему входу генератора t тока. Вход эмиттерного повторител  3 соединен с клеммами дп  подключени  выводов испытуемого резистора 9, а в его выходную цепь включены последовательно соединенные запоминающий конденсатор 4 токоограничивающй резистор 5 и ключ 6. Упра л ющий вход ключа 6 через блок 7 заде жки подключен к выходу формировател  2 импульсов. .Дифференциальный усилитель 8 включен по схеме повторител  напр жени  и неинвертирующим входом соединен с общим выводом ключа 6 .и токоограничивающего резистора 5. Устройство работает следующим образом . С выхода формировател  2 импульсо на вход генератора 1 тока поступает периодическа  последовательност импульсов U (фиг. 2,а), под действием которых импульсы стабильного тока .1 с выхода генератора 1. подаютс  в испытуемый резистор 9. На испытуемом резисторе 9 возникает падение напр жени-: (фиг. 2 д) ), (1) гдeRq(.Q1 - сопротивление, резистора 9 в функции температуры,. 0 - повышение температуры ре . зистора 9 нал средой. Выражение (1) легко приводитс  к ), 24 где Uv - напр жение подставки на холодном резисторе 9, ,- напр лсение электротермической нелинейности, с - теплова  посто нна  времени. Крива  нагрева.характеризуетс - напр жением . -, . Задача, решаема - предлагаемым устройством , состоит- в выделении )j, из напр жени  Uq путем вычитани  значительно превышающего напр жени  подставки tlj . Крива  нагрева несет, в себе всю информацию о теплофизических параметрах издели . По отклонению теплофизи- ческих параметров от нормы можно осуществл ть разбраковку, резисторов, поэтому точность вьвделени  кривых на-грева существенно вли ет на погрешности контрол  изделий. . G испытуемого р.езистора 9 напр жение Uq поступает на вход эмиттерного повторител : 3, служащего дл  разв зки цепей. С выхода эмиттерного повторител  3 напр жение Ilq подаетс  на вход цепи. Состо щей из запо1Ф1нающего конденсатора Л с емкостью С, токоограшчивающего резистора 5 и ключа 6. В момент прихода переднего фронта напр жещ1  Oq ключ 6 открыт и его пр мое сопротивление мало. Запоминающий конденсатор 4 быстро зар жаетс  через токоограничивающий резистор 5 с сопротивлением Rg до напр жени  иц.(фиг. 2 г). Посто нна  времени t-jap; депи зар да выбираетс  из услови  . ;,ар-1Ч Кб С4«-Ьвуб, гдetg |c - врем  выборки напр жени м определ емое временем задержки в блоке 7 (фиг. 2 б и в). При -выборе, например,4,ад tgye запомин ающий конденсатор 4 успевает зар дитьс , до величины U , 0,99995, т.е. практически, до уровн  подставки .11 j( . Брем  выборки должно быть хот  бы на два пор дка меньше тепловой посто нной времени ty при этом за врем  выборки -изделие |остаетс  почти холодным. Токоограниг. чивашщий резистор 5 служит-дл  ослаблени .начального скачка тока через запоминающий конденсатор 4 и ключ 6 в момент прохождени  переднего фронта импульса напр жени  tlq . Величина 85 должна выбиратьс , с одной стороны, по возможности малой с целью снижени  посто нной йременйЦдр зар да запоминанщего конденсатора 4, а с другой .- ДОСтаточной-дл  ослаблени  начального тока через ключ 6. Практически можно ограничитьс - величиной ftj (5-10)R. В продолжение выборки 6 остаетс  замкнутым и напр жение на нем, т.е. на входе дифференциального - усилител  8 мало. Дифференциальный усилитель 8 включен по схеме повторител  и напр жение на его выходе совпадает с напр жением на клю че 6. По окончании времени выборки шюч 6 закрываетс ., его сопротивление возрастает примерно в 10 раз и составл ет -сотни-дес тки, мегаом. Входное сопротивление дифференциального усилител  8, именнцего полевые транзисторы на входе, также составл ет сотни мегаом. Посто нна  времени цепи зар да запоминающего конденсатора 4 резко возрастает, его подзар д ,прекращаетс  и напр жение.на запоминающем , конденсаторе 4 остаетс  .практически неизменным и равным Uj, в течение длительности импульса тока. В отсутствие тока подзар да запоминающего конденсатора 4 падени  напр жени  на токоограничивающем резисторе 5 нет и напр жение на ключе 6, а значит и на выходе дифференциального усили- тел  8, равно разности напр жений на резисторе 9 и запоминак цем конденсаторе 4 (фиг. 2 е) ,-U,.U,U,-U(l-e-, По окончании длительности импульса тока ключ 6 вновь открываетс  и запоминакщий конденсатор 4 быстро разр жаетс  ерез выходное сопротивление эмиттерного повторител  3, ключ 6 и токоограничивающий резистор 5. Устройство осуществл ет вьщеление кривой нагрева тем точнее, чем больше посто нна  времени ар цепи зар да запоминающего конденсатора 4 по сравнению с длительностью импульса тока. Основой балансировки в устройстве  вл етс , таким образом,. параметрическа  R С-цепь с измен ющейс  скачкообразно посто нной времени зар да. Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными про вл ютс  в отсутствии перегрузки дифференциального усилител .8 во врем  Ььйорки UK и синфазной составл нщей на входах последнего, что положительно сказываетс  иа точности устройства .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КРИВЫХ НАГРЕВА РЕЗИСТОРОВ, содержащее генератор тока, потенциальный выходной вывод которого соединен с клеммой для подключения одного из выводов испытуемого резистора, формирователь импульсов, выход которого подключен к управляющему входу гене- ратора тока, запоминающий конденсатор, ключ, дифференциальный усилитель, о т л и ч а ю щ е ,.е с я тем, ^! что, с целью повышения его точности, в него введены эмиттерный повторитель токоограничивающий резистор и блок задержки, причем вход эмиттерного повторителя соединен с клеммами для подключения выводов испытуемого резистора, а в его выходную цепь включены последовательно соединенные запоминающий конденсатор, токоограничивающий резистор и ключ, управляющий вход ключа через блок задержки подключен к выходу формирователя импульсов дифференциальный усилитель включен по схеме повторителя напряжения и неинвертирующим входом соединен с общим выводом ключа и токоограничивающего резистора.

   Фиг!