Способ поверки измерителей коэффициента нелинейности варисторов Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

(1241170

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к поверке и калибровке приборов для измерения и контроля коэффициента оС нелинейности варисторов, определяемого выражением

оС

1 12.L:III

Иг.

18

U/I

з чёния. токов через варифтор при измерении

,SfiP (оёычио в норматйв- ,.,.. - ной-Документации на

варисторы задают ij, « 10 I, с целью упрощения контроля):

и/ и Ua. - Напряжения на варисто- ре при заданных токах 1/( и 12 соответственно.

Изобретение может быть использовано при аттестации и периодической поверке измерителей коэффициента нелинейности варисторов, а также при настройке таких приборов.

Целью изобретения является повышение точности поверки и расширение диапазона поверяемых значений коэффициента нелинейности варисторов в расширенном диапазоне напряжений.

Кроме того, обеспечивается также упрощение процедуры поверки.

На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая данный способ, где обозначено: магазин I сопротивлений; регулируемый источник 2 с выходным напряжением U; зажимы 3 и 4 для подключения двухполюсника к измерителю в.; вольтметр 5 для контроля выходного напряжения источника. ,

На фиг.2 показ ша расчетная характеристика 6 варистора с коэффи -. цйентом нелинейности ovj и вольтампер- ная характеристика 7 линейного двух- . полюсника, показанного на фиг.1.

Характеристики пересекаются в точках 8 и 9 с координатами

( ) и ( Ui,O,

где и 1г,ц - номинальные значения токов 1( и 1д при измерении коэффи- циентаоО нелинейности;

Uil и Uj,t значения напряжений на расчетной характеристике варистора с коэффициентом нелинейности при токах и соответствен-, но;

оС1 - поверяемая точка диапазона 9 измерителя коэффициента нелинейности.

Принципиальное отличие предлагаем мого способа состоит в том, что линейный двухполюсник из регулируемого источника 2 напряжения и включенного (I) последовательно с ним магазина I со противлении, обычно используемый в Г - 10 качестве источника какого-либо сигнала (напряжения или тока), в предлагаемом способе используется в виде нагрузки с регулируемыми и точно известными параметрами, эквивалентными (5 заданным коэффициенту нелинейности « t и напряжению .варистора (при известных измерительных токах 1 и It).

Это позволяет использовать образо- 20 ванный.таким образом поверочный зле мент в качестве многозначной меры оСв широком диапазоне напряжений U без предварительного измерения его параметров образцовыми средствами, что существенно повьш1ает точность предлагаемого способа поверки по сравнению с известными, упрощает и ускоряет процедуру поверкв.

При поверке использовались стан- 30 дартные магазины сопротивления у типов МСР -бЗ и РЭЗ и источники напряжения типов Б5-50, Б7-3 и др.

Применяемый источник 2 должен обеспечить установку напряжения в 35 пределах поверяемых значений V/f и допускать работу при втекаюпдаос в него токах нагрузки. Последнее-требование будет выполняться для любых стабилизированных источников напряжения, ес- 40 ли их .выход нагрузить вытекающим током, несколько превыщаю рш ну тока Ij.

2S

Образованный в соответствии с 45 фиг.1 двухполюсник подключался к входным зажимам измерителя нелиней-- ности варисторов (на фиг. 1 не показан) . Для поверяемой то4ки «Ct диапазона измерения коэффициентов нелиней 50 насти и заданного напряжения рассчитываются сопротивлен ие R магазина 1 сопротивлений и напряжение U источника 2 из следующих соображений.

Из ВАХ линейного двухполюсника 55 (см. фиг.2 можно записать

(2)

. - и + R , и + . R ;

(3)

Образованный в соответствии с фиг.1 двухполюсник подключался к входным зажимам измерителя нелиней-- ности варисторов (на фиг. 1 не показан) . Для поверяемой то4ки «Ct диапазона измерения коэффициентов нелиней насти и заданного напряжения рассчитываются сопротивлен ие R магазина 1 сопротивлений и напряжение U источника 2 из следующих соображений.

Из ВАХ линейного двухполюсника (см. фиг.2 можно записать

(2)

. - и + R , и + . R ;

(3)

где и - напряжение регулируемого источника 2. .

Вычитая (2) из (3) и решая относительно R, получаем

(4)

R -. Л1..1.Ы.

И,Н -

I Заменяя в полученном выражении Ujji,. из расчетной ВАХ вариатора, дпя которой

Ig

-ilJL

144

Ig Uii

откуда

иг,; Цг if

получим искомое сопротивление магазина 1, Л- Dn

u (ioi ri$r - I) (gj

R - -------------

. IM -

Для нахождения напряжения U регу- лируемого источника воспользуемся выражением (2), откуда

и - . (7)

Значения R для магазина 1 сопро- тивлений и и для регулируемого источника 2 из выражений (6) и (7) устанавливаются на соответствующих приборах, тем самым обеспечивается пересечение вольт-амперных характеристик (двухполюсника и расчет- ной характеристики 6 варистора с заданными значениями ) в точках 8 и 9 с координатами ( U4,i и (I2,H U-2,l). Выходное напря- жение источника 2 при этом контролируется с помощью вольтметра 5.

Затем проводилось измерение U и о поверяемым прибором. Полученные результаты сравнивались с заданными значениями Ш , после чего делался вывод о точности поверяемого измерителя.

Повышение точности поверки при использовании изобретения по сравне- нию со способом-прототипом объясняется тем, что погрешность S ИЬ вольтметра 5, используемого дпя контроля напряжения U регулируемого источника одинаково влияет на точность задания напряжений на поверочном элементе как

(8)

и и + I.R

и

to

t5

20

25

,.

./, «j

I2AI1704

так ии« и + (12-I)-R U-t-Ia R (9)

и не сказывается на точности задания приращения напряжения на поверочном элементе при изменении тока с величины 1 на la,. Благодаря этому погрешность б Ui вольтметра 5 в предлагает мом способе поверки будет иметь одну и ту же величину, причем с одним и тем же знаком при задании как напряжения и, так и Uj.

Приращение напряжения на поверочном элементе

и Ug - (12 - If). R

будет -задано сопротивлением магазина и закладываемыми в расчет величины оСэ номинальными значениями токов It ц

и Цц, . .

При использовании в данном способе магазина сопротивлений и вольт- . метра класса точности 0,05 можно за- .цатьо -) поверочного элемента в диапазоне с погрешностью, не превьш1аюи(ей 0,1%, в то время как в способе-прототипе при использовании того же класса точности достижимо задание of э поперечного элемента с погрешностью лишь 1% и то привС42р. )1спользование стандартных приборов; магазина сопротивлений и регулируемого источника напряжения ри необходимости с внешним вольтметром в качестве поверочного элемента исключает необходимость предварительного измерения его параметров перед поверкой измерителей коэффициента нелинейности варисторов, позволяет просто и точ- но.задать параметры поверочного элемента в широком диапазоне значений параметров как об, так H.U/j, что су- щественно упрощает всю процедуру поверки.

Повьшхение точности калибровки и поверки измерителей коэффициента нелинейности варисторов позволяет повысить томность измерения параметров варусторов. В процессе производства это будет способствовать увеличению выхода годных варисторов при контроле за счет уменьшения технологического запаса на величину уменьшения по- йогрешности измерительного прибора.

Повышение точности измерения коэффициента нелинейности варисторов с 10% до 5% при выпуске каждых 100 тыс.шт. варисторов позволит полу45

чить экoнo lичecкий эффект около 10 тыс. руб.

kФ о р м. у ла изобретения ,

1. Способ поверки измерителей коэффициента нелинейности варисторов

i 12 Ia./l4 еЛ. т ..&.i.2. включающий измерение

Ig Uz/U l10

коэффициента нелинейности элемента с известными параметрами и сравнение результата этого измерения с известным значением, о т л и ч а .ю щ и и с я тем, что, с цепью повышения точности t5 поверки и расширения диапазона поверяемых значений, в качестве элемента с известными параметрами используют линейный двухполюсник, образован( u-jO и (Цн; и«,О; где 14 и и Цц- номинальные значения

и,;

измерительнь токов; и значения напряжений на расчетной харак теристике варистора с коэффициентом не- линейности об прнг то-, ках Цц и Ц If соответственно;поверяемая точка диапазона С измерителя коэффициента нелинейности. .

otl 2. Способ по п. 1, о т ли ч а ю- щ и и с я тем, что в зависимости от

ный последовательно объединенными ма- 20 поверяемой тоЧКи 1 диапазона и заданного напряжения.04 I сопротизвлениё

.ЗЛЯВ1

газином сопротивлений и источником напряжения, при этом изменяют сопротивление магазина и выходное напряжение источника так, чтобы вольт-амперная характеристика двухполюсника пе- 25 ресекла расчетную для заданных ,и ;( t нелинейную вольт -амп:ерную харак- теристику варистора в точках с коор- дината ш

R магазина усзганавлидается равным:

R . ., (,. i«,4-i4H

а выходное напряжение tJ источни- 1ка - равным.

и - U4, - 1,и RV ;

( u-jO и (Цн; и«,О; де 14 и и Цц- номинальные значения

и,;

измерительнь токов; и значения напряжений на расчетной харак теристике варистора с коэффициентом не- линейности об прнг то-, ках Цц и Ц If соответственно;поверяемая точка диапазона С измерителя коэффициента нелинейности. .

otl .ЗЛЯВ1

R магазина усзганавлидается равным:

R . ., (,. i«,4-i4H

а выходное напряжение tJ источни- 1ка - равным.

и - U4, - 1,и RV ;

Редактор М.Бандура

/,1 Ч

/.

Составитель А.Заборня

Техред Л.Олейник Корректор М.Пожо

Заказ 3484/40 Тираж 728 . Подписное ВНИИПИ 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 измерительной технике. Используется для по- BeJEXKH и калибровки приборов при измерении и контроле коэффициента «С нелинейности варисторов, определяемое выражением о( « g /lg -, где 12 I-f - значения токов через вариатор при измерении « ; U и Ut - напряжения на варисторе при задаиных токах 1у| ; 1. Целью изобретения является повьппение точности поверки и расширение диапазона поверяемых значений коэффициента нелинейности варисторов в расширенном диапазоне измерен ий. Принципиальное Отличие данного способа состоит в toM, что линейный двухполюсник, образованный из источника 1 напряжения и магазина 2 сопротивлений, раннее использовался как источник сигнала, в заявленном способе применяется в виде- грузки с регулируемыми и точно из-. вестными параметрами. Изменяют сопротивление магазина и выходное напряже- - ние источника так, чтобы-вольт-амперная характеристика АХ) пересекла расчетную для заданных U. , оС нелинейную ВАХ варистрра в конкретных точках. Затем проводилось измерение V/t и оС поверяеъ&1М прибором. Полученные результаты сравнивались с заданными значениями . и i , после чего делался вывод о точности поверяемого измерителя. Устройство для реализации данного способа содержит магазин сопротивлений I, регулируемый источник 2 с выходным напряжением U; зажимы 3 и 4 для подключения двухполюсника к измерителю « , вольтметр 5 для контроля выходного напряжения источника. 2 ил. е S 10 4