Устройство для идентификации нелинейных элементов по параметрам вольт-амперных характеристик Советский патент 1986 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к контроль- но--измерительной технике и может быт использовано для контроля и раэбра- ковки элементов, с нелинейными вольт- амперными характеристиками.

Цель изобретения повышение дО стоверности регистрации нелинейно стей вольт-амперных характеристик путем регистрации производных от вольт-амперной характеристики по на- пряжению, т.е. путем перехода от сравнения нелинейных элементов по нормам параметров собственно вольт- амперной характеристики к сравнению .по Нормам параметров ее производной.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 ли- . нейно изменяющегося напряжения, клем мы для подключения испытуемого элемента 2, согласующий блок 3, блок 4 залоговых даффереициатрров и блок 5 регистрации второй вход которого подключен к выходу генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 1 линейно изменяющееся напряжение U(t)

ЕО + Е - () поступает на

Испытуемый элемент 2. Варьирование значений Е и Е обеспечивает возмож ность выбора требуемого участка идентификации вольт-амперных характерис- тик. Сигнал отклика испытуемого элемента 2 на входное напряжение U(t) поступает на согласующий блок 3, слу жащий для согл соваиия динамических диапазонов испытуемого элемента и первого аналогового дифференциатора блока 4. Согласующий блок предназначен тйкже для линейного преобразования тока через испытуемый элемент 2 в напряжение. При испытаниях элемен- та, имеющего вольт-амперную характеристику I F(и), напряжение Ue.(t) на выходе согласующего блока Ue(t) KF(EP + Е), где К - коэффициент

передачи согласующего блока 3.

Первый из аналоговых дифференциатров блока 4 обеспечивает получение на его выходе напряжения, пропорционального производной выходного напряжения согласующего блока3 повремени.

-RC

dUc(t)

dt

-HCKSM.

V dU(t) ..„,, dF Ed.

дГ-.- du F

dF

где У производная вольт- амперной характеристики испытуемого элемента по напряжению.

При использовании в блоке дифференциаторов 4 одного аналогового дифференциатора (п I) его выходное напряжение подают на вход блока 5 регистрации, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора линейно изь1еняющегося- напряжения 1. Блок 5 регистрации в этом случае слу- жит для сравнения текущих значений - dF . , . .: , с заданными нормами. В качестве

блока регистрации может быть использован осциллограф,.на экран которого наложена маска, прорези в которой соответствуют заданным нормам на зиаче-

dF , ние (t) в зависимости от на-

dU . . , пряжения, пр)и1оженНрго к испытуемому элементу. ,

Вольт-амперная характеристика испытуемого элемента описывается выражением

F(U)

al(U - UV).

Мелкомасштабность нелинейности вольт-амперной характеристики в тервале JE можИо описать деравеНством :

|У. ,

а,(Ц - иО 2-at(U - Uc) . VMtf-t- :

где К 0; 1; 2 и т.д. Тогда niJH постоянной Относительной погрешности (значение которой определяется характеристиками блока регистрации) абсолютная погрешность сравнения с 1 нормами значений вольт-амперной характеристики (д F) и ее первой производной (л F ) определяется выражениями:

А F (U - Uo

(« Дi--

4F (и - U)

u4

3

Сопоставление этих выражени стрирует достижение повьппения верности нсггнтификации за счет шения абсолютных погрешностей нения с нормами регистрируемых

чений:

ДР

,7

., д F ао

Еще большее повышение достоверности идентификации достигается при включении в устройстве двух или более аналоговых дифференциаторов, соединенных последовательно, причем вход первого дифференциатора соединен с выходом согласующего блокад а выход последнего дифференциатора соединен с блоком регистрации.

Выигрьпп за счет уменьшения абсолютной погрешности при использовании двух аналоговых дифференциаторов опи сывается выражениями:

где UF

If

- абсолютная погрешность сравнения с нормами второй производной вол&т- амперной характеристики В сигнале на выходе второго дифференциатора отсутствуют постоянная и линейная компоненты выражения, описьшающего вольт-амперную характеристику. Таким образом, значение напряжения на выходе второго дифферен-т циатора полностью описывает нелинейность вольт-амперной характеристики испытуемого элемента и может быть использовано для ее абсолютной оценки,

Аналогично может быть проиллюстрировано повышение достоверности идентификации нелинейных элементов при включении в устройство большого числа последовательно включенных диффе- ренциаторов, оптимальное число которых; определяется конкретным видом

to

15

2о

5

0

5 0

вольт-амперной характеристики испыт емых элементов и требованиями по до стоверности идентификации.

Конкретные значения параметров блоков устройства {напряжения Е и t .коэффициент передачи согласующего блока К, длительность импулр сов линейно нарастающего напряжения Т и по . стоянные дифференцирования дифферен- циаторов RC) выбирают .с учетом вида вольт-амперной характеристики испыту емого элемента и согласования динами ческих диапазонов блоков устройства,

В качестве генератора линейно измв няющегося напряжения может быть использован генератор развертки осциллографа, используемого в качестве блока регистрации, в качестве согласующего блока - преобразователь ток - напряжение, выполненный на операцион- .ном усилителе, а в качестве аналоговых дифференциаторов - дифференциаторы на операционных усилителях,

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для идентификации нелинейных .элементов по параметрам вольт- амперных характеристик, содержащее генератор напряжения, выход которого соединен с одной клеммой для подключения испытуемого элемента и с первой клеммой входа блока регистрации, а другая клемма для. подключения испытуемого элемента соединена со входом согласующего блока, отличающееся .тем, что, с целью повышения достоверности идентификации нелинеййых элементов, в него введен блок п (1, 2, 3,.,,.) последовательно соединенных аналоговых дифференциаторов , вход которого соединен с вы ходом согласующего блока, а выход соединен со второй клеммой входа блока регистрации, при этом генератор напряжения выполнен в. виде генератора линейно изменяющегося напряжения.

Составитель В, Масловск.ий , Редактор А. Лежнина Техред Л.Олейник Корректорам, Шароши

3484/40

Тираж 728Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

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

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повьшенце достоверности регистрации нелинейностей вольт- амперных характеристик. Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, согласующий блок 3, блок 5 регистрации и клеммы для подключения испытуемого элемента 2. Введение блока 4 аналоговых дифференциаторов позволяет устройству регистрировать производнь1е от вольт-ам- перной характеристики по напряжению, т.е. за счет перехода от сравнения нелинейных элементов по нормам метров собственно вольт-амперной характеристики к сравнению по нормам параметров, ее производной. 1 ил. го 4 Од Од