Способ определения температурных характеристик электрических параметров радиодеталей

 

277943

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сева Советова

Социалистических

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05. т .1969 (№ 1328811/18-1 О) с присоединением заявки №

Кл, 21е, 36/10

МПК G 01r 31/02

УДК 821.317,33 (088.8) Приоритет

Комитет по делам иао4ретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликовано 05.V111.1970. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 6.XI.1970

Автор изобретения

Е. А. Ковалев

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАДИОДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении температурных характеристик электрических парамегров радиодеталей, например емкости конденсаторов.

Известны способы измерения температурных характеристик емкости, добротности или сопротивления изоляции конденсаторов, заключающиеся в том, что исследуемый конденсатор подвергают контролируемому динамическому воздействию температуры, изменяющейся в заданном интервале с постоянной скоростью, и в процессе воздействия измеряют одновременно изменение температуры конденсатора и изменение исследуемого параметра.

При этом температуру исследуемого конденсатора измеряют с помощью термопары, устанавливаемой на поверхности дополнительного конденсатора, помещаемого с исследуемым в одинаковые температурные условия и имеющего тепловую инерцию, равную или близкую пo величине тепловой инерции исследуемо. о конденсатора. г1едостатками известных способов являются низкая точность измерения и сложность проведения дополнительного контроля вследствие значительной динамической погрешности измерения, проявляющейся в неоднозначности результатов измерений температуры при прямом и обратном ходе, т. е, при нагревании и охлаждении исследуемого конденсатора.

Однозначность измерения может быть достигнута при снижении скорости изменения температуры, т. е. путем снижения динамичности способа.

П1>едложенный способ отличается тем, что образцовую с известной температурной характеристикой, измеренной в статическом режиме, и исследуемую детали включают в идентичные измерительные схемы и, выдерживая при заданной начальной температуре, измеряют начальное значение электрического параметра. Затем подвергают детали динамичеcK(ìó воздействию температуры, изменяю15 щейся по заданному режиму, измеряют текущие значения параметра деталей, записываюрезультаты измерений в общих координатных осях н, сопоставляя полученные динамические характеристики с известной статической хВ20 рактерисгикой образцовой детали, определяют искомую температурную характеристику электрич ского параметра.

Способ заключается в следующем.

Две радиодетали, например два конденса25 тора одного типоразмера (с одинаковой тепловой инерцией), включенные в идентичные мостовые измерительные цепи, помещают в сдинаковые температурные условия. Один из э-их конденсаторов — образцовый, с извест30 ной температурной характеристикой относи277943

65 тельных приращений исследуемого параметра, измеренной с достаточной точностью в статическом температурном режиме. Второй конденсатор — исследуемый, температурную характеристику относительных приращений исследуемого параметра которого требуется измерить.

После выдержки в течение некоторого времеви при заданной начальной температуре измеряют установившиеся начальные значения исследуемого параметра обоих конденсаторов. Затем исследуемый и образцовый конденсаторы подвергают динамическому воздействию температуры, изменяющейся в заданном интервале со скоростью, обеспечивающей оптимальный режим записи результатов измерений, и в процессе температурного воздействия измеряют текущие значения относительных приращений исследуемого параметра образцового zz исследуемого конденсаторов. Результаты измерений синхронно с частотой выбранного такта записывают в общих координатных осях в графической или табулированной форме с помощью двухканального регистратора. При этом в процессе измерения конт.ролируот величину температуры только в начальной точке, а величины температур всех последующих точек характеристики исследуемого конденсатора определяют путем сопоставления с совмещенными в одних координатных осях известной статической и измеренной динамической характеристиками образцового конденсатора.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для измерения температурных характеристик емкости конденсаторов по предложенному способу; на фиг. 2 — характеристика образцового и исследуемого конденсаторов.

Уст1ой:Bo содержит термокриостат 1, обеспечивающий необходимый температурный режим в экранированной изотермической камере 2, в которой устанавливают исследуемый и )сразцовый конденсаторы 8; два идентичных измерительных блока, выполненных по схем" "мостов 4 переменного тока с двумя системами „равновешивания каждый — ручного, контролируемого по индикаторным устройствам 5, и автоматического; регулируемый генератор такта о, управляющий ключами 7 мостов, и двухканальный автоматический регистратор 8.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый и образцовый конденсаторы устанавливают в камеру 2 и включают измерительные цепи мостов 4, настроенные на соответс воюющие пределы измерения емкости. После выдержки конденсаторов при начальной температуре в течение определенного времени мосты 4 с помощью системы ручного уравновешивания (каждый в отдельности) приводят в состояние равновесия до получения на индикаторных устройствах 5 устойчивых нулевых гоказаний, что свидетельствует оо установлении lz«чальных значений емкости конденсаторов 5. Затем включают системы авто5

55 мати. еского уравновешивания мостов 4, с помощью котсрыл производят измерения относительных (IIG о-.ношению к измеренным начальным значениям) приращений емкости конденсаторов д, и одновременно с этим включают гечератор такта 6 и двухканальный регистратор 8.

Через несколько тактов синхронного считывания показаний мостов 4, в,результате которых на выходе регистратора 8 не должно быть огмечено стклонений от нуля по обоим измерительным каналам, термокриостат 1 переключают на динамический температурный режим, при котором температура в камере 2 изменяется в задачном от начального значения интервале со скоростью, обеспечивающей оптимальный режим записи результатов измерений. В процессе температурного воздействия текущие значения относительных приращений емкости конденсаторов 8 измеряют мостами 4.

Результаты измерений синхронно с частотой выбранного такта через управляемые ключи 7 подают на вхс ы автоматического регистьатора 8. Б случае использования в качестве регисгрморз двухканального самописца на его движущейся ленте фиксируются резульгаты последовательных во времени измерений в Bzде графического изображения зависимостей относнтелbHLIx приращений емкости обоих конденсаторов, находящихся под динамическим воздействием температуры, в функции времени, т. е. 6С, = (т)* и ЬС„, = (т), где т — время, кратное периоду частоты синхронизирующего такта. На фиг. 2 показана совмещенная в начальной точке с координатами

4, 0 температурная характеристика относительных приращений емкости образцового конденсатора 6С„., = /(0), измеренная в статическом температурном режиме, а также последовательность операций приведения измеренной в функции времени динамической температурной характеристики относительных .приращений емкости исследуемого конденсатора, т. е. 6С,.„= /(т), к температурной шкале в подынтервалс от 50 до 100 С (операции а — a> — а" — а " и б — б — б" — б "). Результатом приведения будет искомая в заданном температурном подынтервале температурная характеристика относительных приращений емкости исследуемого конденсатора 6C<"„ =((1,ф).

Подобным же образом к температурной шкале может быть приведен любой другой участок характеристики исследуемого конденсатора 6C,»= f() в любом температурном подынтервале, а также вся характеристика в целом.

Правомерность подобного приведения основывается, во-первых, на идентичности статической и динамической температурных характеристик параметра конденсатора, измереннь|х в заданном температурном интервале, т. е. на идентичности температурных откликов параметра конденсатора при воздействии на

277943

55 него равных по величине температур 0 и t,4, в статическом и динамическом режимах соответственно, и, во-вторых, на принципе одновременного измерения мгновенных значений параметра обоих конденсаторов, имеющих одинаковые величины тепловой инерции и находящихся в одинаковых температурных условиях.

Описываемый способ может быть использован для измерения температурных характеристик добротности и сопротивления изоляции конденсаторов, а также электрических параметров катушек индуктивности и резисторов, только в каждом конкретном случае потребуются соответствующие измерительные узлы, Таким обр",зом, осуществляется косвенным путем интегральная оценка эффективного значения температуры исследуемой радиодетали, благодаря чему обеспечивается возможность: производить измерения температурных характеристик электрических параметров радиодеталей с точностью, сравнимой с точностью способа измерения температурных характеристик в статическом температурном режиме; существенно упростить процесс измерения; осуществлять централизованный метрологический контроль путем аттестования температурных характеристик параметров образцовых радиодеталей в метрологических лабораториях; осуществлять эффективный самоконтроль устройства, реализующего предложенный способ, на основе аттестованных образцовых радиодеталей, При достаточной идентичности параметров обоих измерительных каналов устройства, реализующего способ, ошибки измерения, вызванные внешними помехами, будут взаимно компенсироваться. Контроль идентичности параметров обоих измерительных каналов, т. е. самоконтроль устройства, может быть осуществлен путем измерения температурных характеристик по предложенному способу одновременно у двух образцовых радиодеталей с известными статическими температурными характеристиками одного из параметров. При этом критерием идентичности измерительных каналов устройства будет являться величина расхождения известной статической и измеренной динамической температурных характеристик одной из взятых радиодеталей, условно принятой за исследуемую.

Контроль за постоянством скорости изменения температуры необходим для предотвращения значительных ускорений скорости, так как при этом возможны искажения графиков динамических температурных характеристик, затрудняющие проведение последующих операций по обработке измерительной информации.

Непосредственно скорости изменения температуры окружающей среды в известных пределах не влияет на точность измерения температурной характеристики по предложенному способу. Поэтому регулирук1т скорость изменения температуры в процессе измерения с целью обеспечения оптимального режима записи результатов измерений температурных характеристик, т. е. для обеспечения равномерной разрешающей способности отсчета параметров IIQ обеим осям координат.

В качестве измерительных устройств используют мостовые цепи переменного тока со статическим или динамическим уравновешиванием (развертывающее преобразование) и включают все электронные блоки измерительных каналов по методу разновременного сравнения, благодаря чему значительно упрощается обеспечение идентичности измерительных каналов. В этом лучае при достаточном быстродействии системы динамического уравновешивания требования идентичности параметров измерительных каналов в основном будут относиться к переменным образцовым элементам мостовых измерительных цепей.

Предмет изобретения

Способ определения температурных характеристик электрических параметров радиодеталей, например конденсаторов, путем сравнения характеристик образцовой и исследуемой деталей в условиях динамического воздействия температур, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, образцовую с известной температурной характеристикой, измеренной в статическом режиме, и исследуемую детали включают в идентичные измерительные схемы и, выдерживая при заданной начальной температуре, измеряют начальное значение электрического параметра, затем подвергают детали динамическому воздей.лвию температуры, изменяющейся по заданному режиму, измеряют текущие значения, параметра деталей, записывают результаты измерений в общих координатных осях и, сопоставляя полученные динамические характеристики с известной статической характеристикой образцовой детали, определяют искомую температурную характеристику электрического параметра. — 277943

9ьаг 1

7; лпа

Составитель М. И. Фримштейн

Редактор А. Веденеева Техред Л. Я. Левина Корректор Е. Н. Миронова

Заказ 318б,/1 Тираж 480 Подписное

1Ц1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий. при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4>5

Типография, пр. Сапунова, 2