Способ контроля температурной зависимости теплопроводности проволочных резисторов и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N25/18 

г

Изобретение относится к области автоматизированньк методов и средст контроля качества продукции и может использоваться, например, при измерениях теплопроводности материала мостиков накаливания (МН), входящих в состав горнорудных электродетонаторов.

Целью изобретения является увеличение быстродействия контроля температурной зависимости теплопроводности проволочных резисторов.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ контроля.

Способ контроля температурной зависимости теплопроводности проволочных резисторов заключается в том, что на исследуемый резистор подают стабильньш ток амплитуды 5, . Протекающий ток вызывает нагрев резистора. Через время it, амплитуду тока скачкообразно увеличивают до 3., одновременно уменьшая при этом длительность воздействия. Рассчитывают длительность интервалов между увеличениями тока и амплитуду тока по формулам

ut-, ut,/k;;

,(

где 3 и At - амплитуда и дд1итель- ность первого интервала воздействия; 3 и ut; - амплитуда и длительность воздействия для i-ro интервала;

,3..., N - номер интервала; К; - коэффициент i-ro

интервала.

Во время каждого i-ro интервала нагрева регистрируют кривые нагрева и для N интервалов воздействия находят огибающую кривых нагревЯ F(j;) , а затем и обратную функцию, с помощью функционального преобразования вида 1/F(3;) получают зависимость теплопроводности исследуемого материала от температуры, по которой возможно осуществлять прогноз энергетических параметров изделий в рабочей области температур.

Устройство содержит генератор 1 тока с внешним управлением, подключенные к нему гнезда 2 для закрепления испытуемого резистора R, одно из которых заземлено, блок 3 управления

262342

снабженный кнопкой 4 запуска, устройство 5 выборки- и хранения информации, дифференциальный усилитель 6, блок 7 выделения кривых нагрева, детектор 8

,5 огибающей кривых нагрева, функциональный преобразователь 9, блок 10 памяти, блок 11 индикации и ключ 12. Первый выход блока 3 управления соединен с входом генератора 1, второй

10 выход через ключ 12 подключен к первому входу устройства выборки и хранения информации, второй вход которого подсоединен к незаземленному гнезду для испытуемого резистора,

15 куда подключен также один из входов дифференциального усилителя 6, второй вход которого подключен соответ- ствемно к выходу устройства 5, Выход дифференциального усилителя 6 через

20 последовательно соединенные блоки 7 выделения кривых нагрева, детектора 8 огибающей кривых нагрева и функци- рнальньй преобразователь 9 подключен к второму входу блока 10 памяти,

25 причем первый вход блока 10 соединен с третьим выходом блока 3 управления, а выход блока 10 соединен с блоком 11 индикации.

Устройство работает следующим образом.

30

После нажатия кнопки 4 с первого выхода блока 3 управления, содержащего систему одновибраторов, вырабатывающих последовательно дли- 35 тельности импульсов, на вход генератора 1 тока поступают поочередно импульсЫ, определяющие в.ремя прохождения через испытуемый резистор то40

ка 3j . Величина начального токаЗ; длительность первой ступеньки At.

импульса и количество зондирующих импульсов устанавливаются оператором заранее, до начала измерений в зависимости от типа изделий. Закон нарастан.ия амплитуд тока J; заложен в схеме генератора 1 тока. Со второго выхода блока управления в моменты действия передних фронтов импульсов тока поступают на вход электронного

ключа 12 кратковременные импульсы выборки. Электронный ключ 12 управляет работой устройства 5 выборки- хранения, информации, содержащей запоминающий конденсатор для хранения

напряжения подставки, которое поступает с испытуемого резистора на первьш вход устройства 5 выборки- храненил информации в течение времени выборки, задаваемого электронным ключом 12.

С выхода устройства 5 напряжение подставки подается на первый вход дифференциального усилителя 6, на второй вход которого одновременно поступает напряжение с испытуемого резистора, при этом на выходе дифференциального усилителя формируется напряжение кривой нагрева, поступающее на вход блока вьщеления кривых нагрева. С выхода блока вьщеления кривых нагрева экспоненциально нарастающее напряжение импульсных кривых нагрева поступает на детектор 8 огибающей кривых нагрева. С выхода последнего напряжение огибающей по.ступает на вход функционального преобразователя 9, содержащего в своем составе линейные АЦП и ЦАП. С помощью АЦП напряжение огибающей кривых нагрева преобразуется в дво- ичньй код, который поступает на ЦАП Соответствующее включение умножающего ЦАП позволяет реализовать операцию деления опорного напряжения на цифровой код и получить в результате функциональное преобразование вида 1/F (bV;) , где F(iV7) - закон изменения огибающей кривых нагрева.

С выхода функционального преобразователя 9 напряжение, пропорциональное теплопроводности испытуемого , резистора, поступает в блок 10 памят где с помощью АЦП преобразуется в цифровой код и по сигналу с выхода блока 3 управления заносится в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Одновременно информация о теплопроводности испытуемого резистора из ОЗ поступает в блок 11 индикации.

При повторном нажатии кнопки Пуск 4 происходит обнуление ОЗУ в блоке 10 памяти и цикл измерений повторяется.

Предлагаемое устройство выполнено на цифровых интегральных микросхемах и операционных усилителях, отличаетс малыми габаритами, весом и малым потреблением тока от источника питания, представляющего собой батарею сухих элементов.

Формула изобретения

1 . Способ контроля температурной зависимости теплопроводности проволочных резисторов, заключающийся в подаче ня рр-зистор стабильного тока.

12262344

регистрации кривых нагрева и определении по ним вида температурной зависимости, отличающий с, тем, что, с целью увеличения быстро- , действия, амплитуду тока воздействия во время нагрева скачкообразно увеличивают, причем д гительность интервалов между уве11ичениями тока и амплитуду тока рассчитьшают по формулам

10

1; Х, 1, )

ut;-ut,(K;:, ,5Kii -X -.

30

35

где 3, и ut, - амплитуда и длительность первого интер- 2Qвала воздействия;

3; и utj - амплитуда и длительность воздействия для 1-го интервала; ,3, ...,N - номер интервала; коэффициент i-ro интервала,

регистрируют кривые нагрева за N интервалов воздействия и находят огк бающую кривых нагрева, по обратной функции которой судят о зависимости теплопроводности материала от температуры.

2. Устройство для контроля температурной зависимости теплопроводности проволочных резисторов, содержащее управляемый генератор тока с подключенными к нему гнездами для испытуемого резистора, одно из которых заземлено, блок управления, снабженный кнопкой запуска, первый выход которого соединен с входом генератора а второй через ключ соединен с первым входом, устройства выборки и хранения информации, второй вход которого подключен к незаземленному гнезду для испытуемого резистора, блок вьщеления кривых нагрева и блок индикации, о т- личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нег введены дифференциальный усилитель, детектор огибающей кривых нагрева, функциональный преобразователь и блок памяти, вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход подключен к блоку индикации, входы дифференциального усилителя подключены соответственно к незаземленному гнезду для испытуемого резистора и к выходу устройства выборки и

40

45

50

$1226234Ь

хранения информации, а выход через щей кривых нагрева и функциональный Последовательно соединенные блок выде- преобразователь подключен к второму ления кривых нагрева, детектор огибаю- входу памяти.

Способ и устройство предназначены для автоматизированных методов и средств контроля качества продукции, например резисторов. На резистор подают стабильньй ток и регистрируют кривые нагрева, причем для увеличения быстродействия амплитуду тока во время нагрева скачкообразно увеличивают. меняя интервалы между увеличениями амлитуды тока. Находят огибающую кривых нагрева по обратной функции которой судят о зависимости теплопроводности материала от температуры. Реализация способа проводится устройством, содержащим управляемый генератор, соединенный через схему выборки и хранения информации с блоком выделения кривых нагрева. Быстродействие устройства обеспечивается введением между схемой выборки и хранения информации и блоком вьщеления кривых нагрева дифференциального усилителя, подключенного также к генератору. Кроме того, выход блока вьщеления кривых нагрева соединен последовательно с детектором огибающей .кривых нагрева, функ- . циональным преобразователем и блоком памяти, второй вход кот орого связан с блоком управления работой генератора. 1 ил. ю 1C 05 ю оо 4