Устройство для испытаний диэлектрических пленок Советский патент 1989 года по МПК G01R31/14 

Фм.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля и исследования эпектрофизических параметров диэлектрических пленок.

Цель изобретения - повышение достоверности испытаний и расширение области применения устройства за счет регулирования скорости нараста- ния испытательного напряжения и снятия испытательного напряжения при первом пробое.

На фиг. 1 представлена структург ная схема предлагаемого устройства ;на фиг .2 - схема блока j/правления на фиг . 3 схема блока регулировки напряжения,на фиг. k схема формирователя тока, пробоя.

Устройство содержит генератор 1 напряжения, регистратор 2, первый 3 и второй k усилители , счетчик 5, индикатор 6, блок 7 управления, блок 8 регулирования напряжения, первый коммутатор 9, второй коммутатор 10, формирователь 11 тока пробоя.

На фиг. 1 обозначены выходы 12-15 блока 7 управления, вход 16 блока 7 управления, выход 17 блока 8 регулировки напряжения, входы 18 и 19 блока 8 регулировки напряжения, выхо 20 первого усилителя, вход 21 испы- т емого элемента, выход 22 формирователя 11 тока пробоя.

Выходы 12 и 13 блока 7 управления соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 регулировки напряжения, выход 17 которого соединен с входом генератора 1 напряжения

35 единены с соответствующими разрядными выходами двенадцатиразрядного счетчика 32, счетный вход которого соединен с выходом регулируемого задающего генератора 31, вход которого

выход которого соединен с входом пер-40 является входом 19 блока .8 регулировки напряжения, установочный вход двенадцатиразрядного счетчика 32 является входом 18 блока 8 регулировки напряжения, выход цифроаналогового 45 преобразователя 32 является выходом 17 блока 8 регулировки напряжения.

вого усилителя 3, выход 20 которого соединен с первыми входами коммутаторов 9 и 10, вторые входы которых соединены соответственно с выходами 14 и 15 блока 7 управления, выходы коммутаторов 9 и 10 соединены с входом 21 испытуемого элемента, выход которого соединен с выходом 22 формирователя 11 тока пробоя и с входом регистратора 2, выход которого соединен с входом второго усилителя k, выход которого соединен с входом счетчика 5 и с входом 1б блока 7 управления, выход счетчика 5 соединен с входом индикатора 6.

Блок 7 управления (фиг,2) содержит формирователь 23 режима постоянного напряжения, узел 2k начальной установки, узел 25 включения генера50

55

Формирователь 11 тока пробоя (фиг.4) содержит переключатель 3, нагрузочные элементы 35.1-35.К, неподвижные контакты 36.1-36.К переключателя 3, подвижный контакт которого подключен к нулевому потенциалу, неподвижные контакты 36.1-36.К переключателя 3 соединены с входами нагрузочных элементов 35..К соответственнс. выходы которых объединены и являются выходом 22 формирователя 11 тока пробоя.

тора, первый триггер 26, первый элемент НЕ 27, элемент 2И-НЕ 28, второй элемент НЕ 29, второй триггер 30, прямой выход которого является выходом 15 блока 7 управления, инверсный выход триггера 30 является выходом 12 блока 7 управления, установочный R- вход триггера 30 соединен с выходом узла 25 включения генератора, установочный S-вход триггеров 30 соединен с выходом второго элемента НЕ 29, вход которого соединен с выходом элемента 2И-НЕ 28, второй вход которого является входом 16 блока 7 управления, первый вход элемента 2И-НЕ 28

соединен с входом первого элемента

НЕ 27, выход которого является выходом 13 блока 7 управления, первый

вход элемента 2И-НЕ 28 соединен с выходом узла начальной установки и с установочным S-входом первого триггера 26, прямой выход которого является выходом 1 t блока 7 управления,

инверсный выход триггера 26 соединен с информационным D-входом, вход синхронизации триггера 26 соединен с выходом формирователя 23 режима постоянного напряжения.

Блок 8 регулировки напряжения (фиг. З) содержит регулируемый задающий генератор 31, двенадцатиразрядный счетчик 32, цифроаналоговый преобразователь 33, разрядные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами двенадцатиразрядного счетчика 32, счетный вход которого соединен с выходом регулируемого задающего генератора 31, вход которого

является входом 19 блока .8 регулировки напряжения, установочный вход двенадцатиразрядного счетчика 32 является входом 18 блока 8 регулировки напряжения, выход цифроаналогового преобразователя 32 является выходом 17 блока 8 регулировки напряжения.

Формирователь 11 тока пробоя (фиг.4) содержит переключатель 3, нагрузочные элементы 35.1-35.К, неподвижные контакты 36.1-36.К переключателя 3, подвижный контакт которого подключен к нулевому потенциалу, неподвижные контакты 36.1-36.К переключателя 3 соединены с входами нагрузочных элементов 35..К соответственнс. выходы которых объединены и являются выходом 22 формирователя 11 тока пробоя.

Устройство работает следуюи4им образом.

После включения питания отрицательным импульсом по выходу узла 2k начальной установки устройство приводится в исходное состояние. На прямых выходах триггеров 26 и 30 устанавливаются уровни логической единицы, счетчик 32 по входу 18 устанавливается в нулевое состояние, соответственно на выходе 17 блока 8 регулировки напряжения устанавливается нулевое напряжение, следовательно, на выходе 20 усилителя 3 формируется нулевое напряжение. По сигналу Пуск с выхода узла 25 включения генератора триггер 30 устанавливается в состояние логического нуля, что приводит к запуску задающего генератора 31, срабатыванию коммутатора 10 и следовательно, подключению входа 21 испытуемого элемента через коммутатор 10 к выходу 20 первого усилителя 3. После запуска регулируемого задающего генератора 31 выходное напряжение начинает нарастать, что приводит к постепенному нарастанию напряжения на выходе 20 первого усилителя.и соответственно на входе 21 испытуемого элемента. Регулировка скорости нарастания испытательного напряжения осуществляется блоком 8 регулировки напряжения за счёт изменения ча.стоты регулируемого задающего генератора 31

При пробое испытуемого элемента в цепи испытуемый элемент - регистратор 2 - усилитель k возникает кратковременный импульс, который попадает на вход счетчика 5 (что отражается на показаниях индикатора 6) и на вход 16 блока .7 управления, т.е. на второй вход элемента 2И-НЕ 28, триггер 30 переключается в состояние логического нуля, что приводит к остановке регулируемого задающего генератора 31, остановке двенадцатиг разрядного счетчика, запоминанию достигнутого уровня напряжения, соответствующего двоичному коду, присут- ствующему на разрядных входах цифрр аналогового преобразователя 33, а также к срабатыванию коммутатора 10 и отключению испытуемого элемента от напряжения. В результате этого ограничивается мощность, выделяемая в локальной области пробоя, что предотвращает возникновение новых дефектных мест в диэлектрической пленке.

Ток пробоя устанавливается формирователем 11 тока пробоя, т.е. подключением переключателем 3 соответствующего нагрузочного элемента 35.К к выходу испытуемого элемента.

Устройство обеспечивает возможность продолжения испытаний от достигнутого при первом пробое напряжения. Для этого производится повторный запуск регулируемого задающего генератора 31, и цикл повторяется. Если требуется продлжить испытания, начиная с нулевого напряжения, Не- обходимо провести начальную установку устройства с помощью узла 2 начальной установки и запуск регулируемого задающего генератора 31 с помощью узла 25 включения генератора. Устройство обеспечивает также возможность проведения испытаний в режиме тренировки постоянным напряжением, который позволяет контролировать качество испытуемого элемента. Режим тренировки постоянным напряжением устанавливается с помощью формирователя 23 постоянного напряжения.

Отрицательным импульсом по выходу формирователя 23 триггер 2б устанавливается в состояние логического нуля, что приводит к срабатыванию коммутатора 9, контакты которого при пробор остаются замкнутыми, следовательно, вход 21 испытуемого элемента остается подключеннным к выходу 20 первого усилителя, т.е. к испытательному напряжению. Счетчик 5 обеспечивает .подсчет числа пробоев.

Применение изобретения позволяет расширить область применения устрой- ;ства и повысить достоверность регистрации данных.

Формула изобретения

1. Устройство для испытаний ди- электрических пленок, содержащее генератор напряжения, первый и второй усилители, регистратор пробоев изоляции, счетчик импульсов, индикатор, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом второго усилителя, вход которого соединен с выходом регистратора изоляции, вход которого соединен с первым выводом испытуемого элемента, а выход генератора напряжений соединен с входом первого усилителя, отличающее- с я тем, что, с целью расширения об

ласти применения устройства и повышения достоверности испытаний, в устройстве дополнительно введены блок регулировки напряжения, первый и вто- рой коммутаторы, формирователь тока пробоя, блок управления, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока регулировки напряжения, выход которого со единен с входом генератора напряжения третий и четвертый выходы блока управления соединены с управляемыми входами первого и второго коммутаторов соответственно первые входы которых объединены и ,соединены с выходом первого усилителя, а выходы коммутаторов объединены и соединены с вторым выводом испытуемого элемента, первый вывод которого соединен с выходом формирователя тока пробоя, причем .вход блока управления соединен с выходом второго усилителя,

2, Устройство по п. 1, о т л и ц ю щ е е с я тем, что блок управления содержит узел включения генератора, узел начальной установки, первый и второй триггеры, первый и второй элементы НЕ, элемент 2M-HEj формирователь режима постоянного напряжения, выход которого соединен с входом синхронизации первого триггера, инверсный выход которого соединен с информационным D-входом, установочный S вход первого триггера соединен с вых дом узла начальной установки, с вхо дом первого элемента НЕ и с первым

,.

15

сQ,

- 25 п

25635. 8

входом элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с установочным S-входом второго триггера, установочный R-вход которого соединен с выходом узла включения генератора, причем инверсный выход второго триггера является первым выходом блока управления, выход первого элемента НЕ является вторым выходом блока управления, прямой выход первого триггера является третьим выходом блока управления, прямой выход второго триггера является четвертым выходом блока управления, а второй вход элемента 2И-НЕ является .входом блока управления .

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок регулировки напряжения содержит регулируемый задающий генератор, двенадцатиразрядный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, разрядные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами двенадцатиразрядного счетчика, первый вход которого соединен с выходом регулируемого задающего генератора, причем вход регулируемого задающего генератора явля- .ется первым входом блока регулиров- ки напряжения, второй вход двенадцатиразрядного счетчика является вторым входом блока регулировки напряжения, выход цифроаналогового преобразователя является выходом блока , регулировки напряжения.

20

35

Jtf-/

36-f(

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля и исследования электрофизических параметров диэлектрических пленок. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний и расширение области применения устройства - достигается путем регулирования скорости нарастания испытательного напряжения и снятия испытательного напряжения при первом пробое. Устройство содержит генератор 1 напряжения, регистратор 2, усилители 3 и 4, счетчик 5, индикатор 6, блок 7 управления, блок 8 регулирования напряжения, коммутаторы 9 и 10, формирователь 11 тока пробоя, входы и выходы блоков. Устройство обеспечивает возможность продолжения испытаний при первом пробое и повышение достоверности регистрируемых данных. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг.Ч