СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАДИОДЕТАЛЕЙ Советский патент 1970 года по МПК G01R31/00 

.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть исиользовано при измерении температурных характеристик электрических параметров радиодеталей, например емкости конденсаторов.

Известны способы измерения температурных характеристик емкости, добротности или сопротивления изоляции конденсаторов, заключающиеся в том, что исследуемый конденсатор подвергают контролируемому динамическому воздействию температуры, из.меняющейся в заданном интервале с постоянной скоростью, и в процессе воздействия измеряют одновременно изменение температуры конденсатора и изменение исследуемого параметра. При этом температуру исследуемого конденсатора измеряют с помощью термопары, устанавливаемой на поверхности дополнительного конденсатора, помещаемого с исследуемым в одинаковые температурные условия и имеющего тепловую инерцию, равную или близкую по величине тепловой инерции исследуе.мого конденсатора.

Недостатками известных сиособов являются низкая точность измерения и сложность проведения дополнительного контроля вследствие значительной динамической погрешности измерения, проявляющейся в неоднозначности результатов измерений температуры при ирямом и обратном ходе, т. е. при нагревании и

охлаждении исследуемого конденсатора.

Однозначность измерения может быть достигнута при снижении скорости изменения температуры, т. е. путем снижения динамичности способа.

Предложенный способ отличается тем, что образцовую с известной температурной характеристикой, измеренной в статическом режиме, и исследуемую детали включают в идентичные измерительные схемы и, выдерживая при заданной начальной температуре, измеряют начальное значение электрического параметра. Затем подвергают детали динамическо;му воздействию температуры, изменяющейся по заданному режиму, из.меряют текущие значения параметра деталей, записывают результаты измерений в общих координатных осях и, сопоставляя полученные динамические характеристики с известной статической характеристикой образцовой детали, определяют искомую температурную характеристику электрического параметра.

Способ заключается в следующем.

Две радиодетали, например два конденсатора одного типоразмера (с одинаковой тепловой инерцией), включенные в идентичные мостовые измерительные цепи, помещают в одинаковые температурные условия. Один из этих конденсаторов - образцовый, с известной температурной характеристикой относительных приращений исследуемого параметра, измеренной с достаточной точностью в статическом температурном режиме. Второй конденсатор - исследуемый, температурную характеристику относительных прирандений исследуемого параметра которого требуется измерить.

После выдержки в течение некоторого времени при заданной начальной температуре измеряют установившиеся начальные значения исследуемого параметра обоих конденсаторов. Затем исследуемый и образцовый конденсаторы подвергают динамическому воздействию температуры, изменяющейся в заданном интервале со скоростью, обеспечивающей оптимальный режим записи результатов измерений, и в процессе температурного воздействия измеряют текущие значения отиосительнь1х приращений исследуемого параметра образцового и исследуемого конденсаторов. Результаты измерений синхронно с частотой выбранного такта записывают в общих координатных осях в графической или табулированной форме с помощью двухканального регистратора. При этом в процессе измерения конт-ролируют величину температуры только в начальной точке, а величины температур всех последующих точек характеристики исследуемого конденсатора определяют путем сопоставления с совмещенными в одних координатных осях известной статической и измеренной динамической характеристиками образцового конденсатора.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для измерения темнературных характеристик емкости конденсаторов но предложенному способу; на фиг. 2 - характеристика образцового и исследуемого конденсаторов.

Устройство содержит термокриостат 1, обеспечивающий необходимый температурный режим в экранированной изотермической камере 2, в которой устанавливают исследуемый и образцовый конденсаторы 3; два идентичных измерительных блока, выполненных по схеме мостов 4 переменного тока с двумя системами уравновешивания каждый - ручного, контролируемого но индикаторным устройствам 5, и автоматического; регулируемый генератор такта 6, управляющий ключами 7 мостов, и двухканальный автойатический регистратор 8.

Устройство работает следующим образом. Исследуемый и образцовый конденсаторы устанавливают в камеру 2 и включают измерительные цепи мостов 4, настроенные на соответствующие пределы измерения емкости. После выдержки конденсаторов нри начальной температуре в течение оиределенного времени мосты 4 с помощью системы ручного уравновешивания (каждый в отдельности) приводят в состояние равновесия до нолучения на индикаторных устройствах 5 устойчивых нулевых показаний, что свидетельствует об установлении начальных значений емкости конденсаторов 3. Затем включают системы автоматического уравновешивания мостов 4, с помощью которых производят измерения относительных (по отношению к измеренным начальным значениям) приращений емкости конденсаторов J, и одновременно с этим включают генератор такта 6 и двухканальный регистратор 8.

Через несколько тактов синхронного считывания показаний мостов 4, в .результате которых Н.1 выходе регистратора 8 не должно быть отмечено отклонений от нуля но обоим измеррггельным каналам, термокриостат / переключают на динамический температурный режим, при котором температура в камере 2

изменяется в заданном от начального значения интервале со скоростью, обеспечивающей оптимальный режим заниси результатов измерений. В процессе температурного воздействия текущие зиачения относительных приращений

емкости конденсаторов 3 измеряют мостами 4.

Результаты измерений синхронно с частотой выбранного такта через управляемые ключи 7 подают на входы автоматического регистратора 8. В случае использования в качестве регистратор . дву.чканального самописца на его движущейся ленте фиксируются резульгаты последовательных во времени измерений в виде графического изображения зависимостей

относите/.ьных нриращений емкости обоих конденсаторов, находящихся нод динамическлм воздействием температуры, в функции времени, т. е. бСд. f(т) и бСдо /(т), где т; - время, кратное периоду частоты синхронизирующего такта. На фиг. 2 показана совмещенная в начальной точке с координатами , О температурная характеристика относительных приращений емкости образцового конденсатора бСст.о /(0), измеренная в

статическом температурном режиме, а также последовательность операций приведения измеренной в функции времени динамической температурной характеристики относительных нриращений емкости исследуемого конденсатора, т. е. бСдх /(т), к температурной щкале в подынтервале от 50 до 100°С (операции и ). Результатом приведения будет искомая в заданном температурном подынтервале темнературпая характеристика относительных нриращений емкости исследуемого конденсатора ).

Подобным же образом к температурной шкале может быть приведен любой другой участок характеристики исследуемого конденсатора (г) в любом температурном подынтервале, а также вся характеристика в целом.

Правомерность подобного нриведения основывается, во-первых, на идентичности статической и динамической температурных характеристик параметра конденсатора, измеренных в заданном температурном интервале, т. е. на идентичности температурных откликов параметра конденсатора при воздействии на

него равных по величине температур в и в статическом и динамическом режимах соответственно, и, во-вторых, на принципе одновременного измерения мгновенных значений параметра обоих конденсаторов, имеющих одинаковые величины тепловой инерции и находящихся в одинаковых температурных условиях.

Описываемый способ может быть использован для измерения температурных характеристик добротности и сопротивления изоляции конденсаторов, а также электрических параметров катушек индуктивности и резисторов, только в каждом конкретном случае потребуются соответствующие измерительные узлы.

Таким образом, осуществляется косвенным путем интегральная оценка эффективного значения температуры исследуемой радиодетали, благодаря чему обеспечивается возможность:

производить измерения температурных характеристик электрических параметров радиодеталей с точностью, сравнимой с точностью способа измерения температурных характеристик в статическом темнературном режи.ме;

существенно упростить процесс измерения;

осуществлять централизованный метрологический контроль путем аттестования температурных характеристик параметров образцовых радиодеталей в метрологических лабораториях;

осуществлять эффективный самоконтроль устройства, реализующего предложенный способ, на основе аттестованных образцовых радиодеталей.

При достаточной идентичности параметров обоих измерительных каналов устройства, реализующего способ, ощибки измерения, вызванные внещними помехами, будут взаимно компенсироваться. Контроль идентичности параметров обоих измерительных каналов, т. е. самоконтроль устройства, может быть осуществлен путем измерения температурных характеристик по предложенному способу одновременно у двух образцовых радиодеталей с известными статическими температурными характеристиками одного из параметров. При этом критерием идентичности измерительных каналов устройства будет являться величина расхождения известной статической и измеренной динамической температурных характеристик одной из взятых радиодеталей, условно принятой за исследуемую.

Контроль за ностоянством скорости изменения температуры необходим для предотвращения значительных ускорений скорости, так как при этом возможны искажения графиков динамических темнературных характеристик, затрудняющие проведение последующих операций по обработке измерительной информации. Непосредственно скорости изменения температуры окружающей среды в известных пределах не влияет на точность измерения температурной характеристики но предлол енному

способу. Поэтому регулируют скорость изменения температуры в процессе измерения с целью обеспечения оптимального режима записи результатов измерений температурных характеристик, т. е. для обеспечения равномерной разрещающей способности отсчета параметров по обеим осям координат.

В качестве измерительных устройств используют мостовые цепи переменного тока со статическим или динамическим уравновещиванием (развертывающее преобразование) и включают все электронные блоки измерительных каналов по методу разновременного сравнения, благодаря чему значительно унрощается обеспечение идентичности измерительных

каналов. В этом случае при достаточном быстродействии системы динамического уравновещивания требования идентичности параметров измерительных каналов в основном будут относиться к переменным образцовым элементам мостовых измерительных цепей.

Предмет изобретения

Способ определения,температурных характеристик электрических параметров радиодеталей, нанример конденсаторов, нутем сравнения характеристик образцовой и исследуемой деталей в условиях динамического воздействия температур, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности онределения, образцовую с известной температурной характеристикой, измеренной в статическом режиме, и исследуемую детали включают в идентичные измерительные схемы и, выдерживая при заданной начальной темнературе, измеряют начальное значение электрического параметра, затем подвергают детали динамическому воздействию температуры, изменяющейся по заданному режидму, измеряют текущие значения .параметра деталей, записывают результаты измерений в общих координатных осях и, соноставляя полученные динамические характеристики с известной статической характеристикой образцовой детали, определяют искомую температурную характеристику

электрического параметра.

20 Ю 60 80 100 i20 SS &0 2КО tK

SCcro iSj