Способ неразрушающего контроля теплоемкости проволочных резисторов Советский патент 1986 года по МПК G01N27/00 G01N27/14 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерений теп лофизических параметров проволочных резисторов с высоким удельным сопротивлением.

Целью изобретения является повышение точности контроля теплоемкости проволочных резисторов и упрощение испытательной аппаратуры.

Сущность способа заключается в том, что при подаче на испытываемый резистор R через эталонный конденсатор емкостью С однополярных опорных импульсов напряжения длительностью t /tg PgC, амплитуды Vp и периодом повторения где J - тепловая постоянная времени резистора с учетом деталей его крепления, за счет дифференцирования .опорных импульсов RC-цепочкой на резисторе возникают каждьш период Т два импульса напряжения: первьш синхронизованньй с передним фронтом опорного импульса

V,.V,.

И второй синхронизованный с заднк(М фронтом опорного импульса

,

где R. и Rj средние значения сопротивления резистора в период первого V| и второго V импульсов соответственно. Сопротивления R и R несколько больше, чем RQ, за счет нагрева резистора. К концу первого импульса V за счет приращения температуры резистора на в его сопротивление возрастает до величины Rp Rj(l+ti(9), гдев - температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Поэтому

R,(RX)/2 Ro +r-

Аналогично, к концу второго импульса V за счет дополнительного прогрева резистора на б его сопротиление увеличивается до

(H-ot9) - Ro(l+2eie), Поэтому

).

Поскольку величины сопротивлений RI и R, резистора в течение действи первого V и второго Vg импульсов несколько различаются, то происхоV - -

Ч Т

- VpCPoOiSP

дит частичное детектирование переменных сигналов и поэтому на резисторе возникает постоянная составляющая напряжения

to .. Т t-io - ,е dt

о

При этом предполагается, что T -cVtg RpC, т.е. за период Т резистор успевает остыть, ио сохраняет свою накопленную тепловую энергию за время t.

Приращение температуры определяется из выражения

5

ir

л ...

P(t)

dt.

20

о Р

где Ср - теплоемкость резистора, P(t) - подводимая к резистору мощность . Отсюда

2Ср

Учитывая (1), получим ,

(2)

(3)

30

Сравнивая (З) с аналогичным вы- ралсением для Ср при использовании известного метода нагрева резистора от генератора биполярных импульсов тока 1, подсоединяемого непосредственно к резистору

V Т 7

(4)

0

5

видно, что введение в схему эталонного конденсатора С и использование источника импульсного опорного напряжения позволяет существенно увеличить точность определения теплоемкости за счет того, что в формуле (3) зависимость от R линейная, а не квадратичная как в (4), отсутствует зависимость от длительности импульса tp, а также позволяет упростить испытательную аппаратуру (гене- )эатор) за счет снижения требований к точности установки длительности импульсов t и использования одно- полярных импульсов, а не биполярных, с TO4HbiM равенством отрицательных и положительных импульсов.

6

55 Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля теплоемкости проволочных резисторов.

3

заключающийся в нагреве резистора биополярньми периодическими импуль- сами тока, измерении среднего за период значения напряжения на резисторе и последующем расчете его тепло- емкости, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности контроля и упрощения испытательной аппаратуры, испытуемый резистор включает в цепь заряда-разряда эталонно- го конденсатора от источника импульсного опорного напряжения, измеряют постоянную времени цепи заряда эталонного конденсатора и рассчитывают теплоемкость Ср резистора по формуле

С

Р V,p

coust;

Де

oi и„ с т

R- V.. температурньш коэффициент сопротивления; амплитуда импульсного опорного напряжения; емкость эталонного конденсатора.

период следования нагревающих импульсов тока; постоянная времени цепи заряда эталонного конденсатора;

сопротивление испытуемого резистора;

среднее за период Т напряжение на резисторе.