Способ воспроизведения номинального значения напряжения

 

Изобретение относится к технике электроизмереиий и позволяет воспроизводить номинальные значения напряжения. Цель изобретения - улучшение реализации способа путем устранения необходимости в донолнительных операциях отбора, калибровки и поверки полупроводниковых приборов н повышение точности воспроизведения. Согласно снособу последовательно изменяют электрический режим полупроводникового р-«-перехода. При этом регистрируют последовательность значений напряжения и тока. После этого находят эталонные значения напряжения по расчетной формуле, приведенной в тексте описания. Для этого переход помешают в тепловой контакт с контейнером , наполненным рабочим веществом в состоянии фазового перехода первого рода. Выделенная идеализированная часть воспроизводимых значений напряжения зависит только от фундаментальных констант и явления фазового перехода, что позволяет осуществить самокалибровку значения напряжения . 2 з.п.ф-лы, 1 ил. и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1420566 (gl) 4 G 01 R 35 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ l4 ОТНРЫТИЙ (21) 4040050/24-21 (22) 2!.03.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (75) М. Я. Шор (53) 53.084.872 (088..8) (56) Измерительная техника, 1981, ¹ 3, с. 49.

3одик С. 3,. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. М.: Сов. радио, 1980, с. 12. (54) СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике электроизмерений и позволяет воспроизводить номинальные значения напряжения. Цель изобретения — улучшен ие реал изации способа путем устранения необходимости в дополнительных операциях отбора, калибровки и поверки полупроводниковых приборов и повышение точности воспроизведения. Согласно способу последовательно изменяют электрический режим полупроводникового р-и-перехода. При этом регистрируют последовательность значений напряжения и тока.

После этого находят эталонные значения напряжения по расчетной формуле, приведенной в тексте описания. Для этого переход помещают в тепловой контакт с контейнером, наполненным рабочим веществом в состоянии фазового перехода первого рода.

Выделенная идеализированная часть воспроизводимых значений напряжения зависит только от фундаментальных констант и явления фазового перехода, что позволяет осуществить самокалибровку значения напряжения. 2 з.п.ф-лы, ил.

1420566

Формула изобретения

1

Изобретение относится к технике измерений электрических величин и может быть использовано в качестве способа воспроизведения номинального значения напряжения.

Бель изобретения — упрощение реализации способа путем устранения необходимости в дополнительных операциях отбора, калибровки и поверки переходов и повышение точности.

На чертеже представлена электрическая схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

Основной (эмиттерно-базовый) р-п и дополнительный коллекторный р-и переходы образуют биполярный транзистор 1, который помешают в тепловой контакт с контейнером, наполненным рабочим вешеством1при реперной температуре, например, в тройной точке. Блок 2 задания электрического режима соединен с цепями трех электродов транзистора 1 (коллекторной, базовой и эмиттерной) . Прибор 3, регистрирующий значения тока 1„=7, коллекторного перехода, включен последовательно в цепь коллектора транзистора 1. Прибор 4, регистри. рующий значения второй составляющей тока основного перехода (тока базы транзистора) )„включен последовательно в цепь базы транзистора 1. Прибор 5, регистрирующий значения напряжения на основном переходе U„ включен параллельно основному переходу эмиттер — база транзистора l.

Способ осуществляется следующим образом.

Блок 2 задает последовательность значений напряжения U;, т. е. выполняет функцию источника напряжения, при этом напряжение на коллекторном переходе поддерживается постоянным, например, равным нулю. Приборы 3 — 5 регистрируют последовательность значений 7;, j;, U;, i= I,...,n=5.

На основе полученных значений находят решение системы четырех уравнений с четырьмя неизвестными параметрами ф, аi, а, аз, причем для определенности, пусть m фиксировано и равно m=1:

U%.-- — U| =ô1Ï(72/71) + f21, Ь з — U =ф(п(3з/7 )+(за, U.> — U< — — gin(24/7 >) + f< >., U;,— U> — — ф1н(7;,/7 ) + f;, г д е j; —— а (7; — 2 i ) + а (j; — j i ) + а з (j;7 ;— — j Jf) — значения аналитической функции j, заданной, например, в виде степенного ряда.

1 ешая -истему, находят значение ф и эталонные значения напряжения U,i=--A(U;— — Ui), где A=AT/åô.

Таким образом, предлагаемый способ сводится к выделению идеализированной части воспроизводимых значений и последующему масштабированию по ней целого, причем

З0

2 идеализированная часть зависит только от фундаментальных физических констант и явления фазового перехода. Погрешность номинальных значений напряжения состоит из погрешности определения фундаментальных констант К и е, погрешности определения реперной температуры Т, погрешностей регистрирующих приборов 3 — 5 и погрешности, зависящей от эффективности выбора вида аналитической функции f и чисел п и р. Первые три составляющие погрешности характеризуют в основном состояние измерительной техники, причем в погрешностях регистрируюш,их приборов существенны лишь погрешность регистрации отношения токов и погрешность регистрации изменения (разности) напряжений, т. е. несущественна мультипликативная составляющая погрешности, а для разности напряжений, кроме того,— смещение нуля. Последняя составляющая погрешности может. быть сделана меньше чем первые три путем эффективного выбора вида аналитической функции f и (или) увеличения чисел и и р, в частности при ni p+2, применяя метод усреднения, например, метод наименьших квадратов при решении системы уравнений.

Примерно эквивалентные характеристики могут быть получены в разновидности способа — при задании электрического режима в виде задания значений тока 1„=7;, т. е. при работе блока 2 в качестве источника тока коллекторного перехода, при этом по-прежнему на коллекторном переходе поддерживается постоянное напряжение, например, равное нулю. При необходимости получения заданных, например, целочисленных значений напряжения, может быть произве дена подстройка режимов в блоке 2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет воспроизводить эталонные значения напряжения без отбора полупроводниковых приборов, их калибровки и поверки по другим мерам напряжения или эталоном, что позволяет повысить точность, надежность и расширить диапазон применения прецизионной электроизмерительной техники.

1. Способ воспроизведения номинального значения напряжения, заключающийся в том, что задают ток через смещенный в прямом направлении р-и-переход и регистрируют напряжение на нем, отличаюи1ийся тем, что, с целью упрощения реализации способа путем устранения необходимости отбора, поверки и калибровки переходов, а также повышения точности, п раз последовательно изменяют ток через р-п-переход, регистрируют последовательность значений напряжения (/; и тока 1;:

Уьli,U„„I -,U„,lÄ(n) 3), после чего опреде1420566

V;=A(U; — У„), / ьт, где А—

К— е—

Т— Ф—

Составитель В. Степанкин

Редактор С. Лисина Техред И. Верее Корректор Л, Пилипенко

Заказ 4327/52 Тираж 772 Подписи(к !

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ляют номинальное значение напряжения по формуле калибровочный коэффициент, определяемый по формуле А=КТ/еф; постоянная Больцмана; заряд электрона; абсолютная температура перехода; параметр, который определяют ре- 10 шением системы и — 1 уравнений с

Р+1 неизвестными ф аь а, (р+1(п — 1) IU; — U=gln(-)+f; }, 15 где f;„=f(l;,1,2;,7, ai... а,) значения заданной аналитической функции f значений тока

4 и параметров а ...аД; и U; — значения тока и напряжении, соответствующHp- идеализированной вольтамперной характеристике перехода

U; — U.,= — ln Zi2. Способ по п. i, отличающийся тем, что регистрируют значения составляющей тока неосновных носителей 1„с помощью дополнительного коллекторного р-и-перехода и принимают 1„=7;.

3. Способ по пп. 1 и 2, отлачающийся тем, что регистрируют значения составляющей тока перехода