Устройство для измерения параметров электротермической нелинейности резисторов

т.-к г ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Куйбыщевский электротехническийинститут связи(56) 1. Авторское свидетельство СССР 868514, кл. г 01 Р 27/00, 1979(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ РЕЗИСТОРОВ по авт.св. Р 868514,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения быстродействияи точности измерений, в него введены дифференцирующий блок, блок выборки-хранения, делитель напряжения,компаратор напряжения, генератор тактовых импульсов и формирователь задержки, причем испытуемое сопротивление подключено к первому входудифференцирующего блока, выход которого соединен с первыми входамиблока выборки-хранения и компараторанапряжения, выход блока выборкихранения соединен с первыми входамивычислительного блока и делителянапряжения, выход последнего соединен с вторым входом компаратора напряжения, его выход подключен к входу генератора тока и второму входувычислительного блока, третий входкоторого соединен с генератором тактовых импульсов, а выход соединен сблоком индикации, второй выход генератора тактовых импульсов подключенк входу Формирователя задержки, первый выход которого соединен с вторымвходом блока выборки-хранения, авторой выход формирователя задержкиподключен к второму входу дифференцирующего блока.104670 б 0где Рс - постоянная времени дифференциатора,О - напряжение на емкости дифсференциатора,5 Во избежание перегрузки дифференцирующего блока 3 и компаратора бнапряжения во время действия переднего фронта входного импульса от формирователя 8 задержки поступает им 0 пульс длительностью Г .,При этом навремя заряда емкости С дифференцирующего блока 3 до напряжения подставки Ч сопротивление й дифференцирующего блока 3 закорачиваетсяпомощью электронного ключа. Изобретение относится к электроиэмерениям, в частности к устройствам измерения параметров электротехнической нелинейности резисторов.По основному авт.св. Р 868514 иэве . но устройстъодля измерения 5 электротермической нелинейности резисторов, содержащее последовательно соединенные генератор тока, измеряемое сопротивление, дифференциаль ный усилитель, вычислительный блок 10 и блок индикации, блок автобаланса, вход которого соединен с выходом диФференциального усилителя а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя, и 15 ключ, выход которого соединен с вхоцом блока измерения сопротивления вычислительного блока, а вход подключен к измеряемому,сопротивлениюГ 1 3,Однако известное устройство не 20 обеспечивает высокой точности измерений иэ-за двухкратйого (двухтакт.ного ) воздействия импульсов тока на испытуемый образец. Под действием лительного нагрева от первого имульса тока в структуре резистора натупают необратимые изменения, приводящие к видоизменению формы Кривой нагрева во втором такте работы.Цель изобретения - повышение быстродействия иточности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее последовательно соединенные генератор тока, измеряемое сопротивление, вычислительный блок, блок индика- З 5 ции и блок автобаланса, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя и ключ, выход которого соеди нен с входом блока измерения сопротивления вычислительного блока, а выход подключен к измеряемому сопротивлению, дополнительно введены дифференцирующий блок, блок выборки-хра нения, делитель напряжения, компаратор напряжения генератор тактовых импульсов и Формирователь задержки, причем испытуемое сопротивление подключено к первому входу дифференцирующего блока, выход которого соединен с первыми входами блока выборки- .хранения и компаратора напряжения, выход блока выборки-хранения соединен с первыми входами вычислительного блока и делителя напряжения, 5 выход последнего соединен с вторым входом компаратора напряжения, его выход подключен к входу генератора тока и второму входу вычислительно го.блока, третий вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, а выход соединен с блоком индикации, .второй выход генератора тактовых импульсов подключен к входу формирователя задержки, первый выход которого соединен с вторымвходом блока выбарки-хранения, а вто.рой выход формирователя задержкиподключен к второму входу дифференцирующего блока,На чертеже прнведена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 1тока, испытуемое сопротивление 2,дифференцирующий блок 3,. блок 4выборки-хранения, делитель 5 .напряжения, .компаратор б напряжения, генератор 7 тактовых импульсов, формирователь 8 задержки, вычислительныйблок Э и блок 10 индикации.Устройство работает следующимобразом.При подключении испытуемого сопротивления 2 к выходу генератора 1 тока через сопротивление начинает протекать ток,Я, величина которого можетдискретно изменяться в широком диапазоне значений.Напряжение на испытуемом сопротивлении 2 изменяется по законуЧ= ЭР, ( +о 01=Ч+Ч (-е )(1.1где Й - сопротивление образца в холодном состояниир Ол 1;о - температурный коэффициентсопротивления, 1/град;О - превышение текущей температуры образца над температурой окружающей среды,град,Ч =э 1 ЫВ - напряжение электротермической нелинейности,9 - установившаяся температурарезистора,Ч=ЭР - напряжение на холодном рекэисторе;. - тепловая постоянная времени.дТемпература образца при пропускании через него постоянного тока изменяется по закону8 =е (1-е 1. (21В дифференцирующем блоке 3, выполняется операция104 Ь 706 Ч= 0; РСсОп 5, (Я Составитель Н.МихалевТехред .М,Кузьма Редактор Н.Гришанова Корректор Л. Ильин Заказ 7724/45. Тираж 710ВНИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изрбретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППН фПатентф, г. Ужгород, ул Проектная, 4 Постоянная времени входной цепидифференциатора =йсссвыбиэадрается с таким расчетом, чтобы к моменту окончания интервала задержки7 эд емкость С успевала полностью зарядиться до напряжения подставки Ч,5а напряжение на выходе днфференциатора снижалось практически до нуля.По.окончании импульса задержкиЭседключ на выходе дифференцирующегоблока 3 размыкается и выходное напряжение дифференцирующего блока 3 начинает изменяться в соответствии с формулой (3 ). Одновременнос выхода формирователя 8 задержкина вход блока 4 выборки-хранения поступает на очень короткое время гв;. импульс, разрешающий выборку отсчета напряжения с выхода дифференцирующего блока 3 Согласно, формуле(3)т -- / Е/, 4И -зад яв ВВыбранное и запомненное аналоговое значение отсчета с выхода блока 4выборки-хранения поступает на первыйвход вычислительного блока 9, а также на вход делителя 5 напряжения.Делитель 5 напряжения осуществляетослабление выбранного уровня в заданное число раз. Поскольку закон изменения напряжения на выходе дифференцнрующего блока 3 экспоненциальный, 30для нахождечия тепловой постояннойвремени резисторацелесообразновыбрать коэффициент ослабления,вделителе 5 напряжения из условия35-ео,где е - основание натуральногологарифма ,О - напряжение на выходе де О2лителя 5.Поскольку фьф,Таким обарзом, время 1 , отсчитанное от момента окончанйя импульсазадержки э до момента срабатываниящ45компаратора 6 напряжения при достиженин на его сигнальном входе опорного уровня, численно равно тепловой постоянной времени с . После оконча. ния измерения с выхода компаратора 6 напряжения на, управляющий вход генератора 1 тока поступает запирающий, импульс и ток в испытуемом сопротивление 2 прекращается. Импульс длительностьюс выхода компаратора 6 напряжения подается на второй вход вычислительного блока 9, на третий вход которого одновременно посту пают счетные импульсы от генератора 7 тактовых импульсов. В составе вычислительного блока 9 имеютСя счетчики импульсов, подсчитывающие количество тактовых импульсов, прошедших эа время 7 . Цифровое значение тепловой постоянной времени С резистора индицируется на табло в блоке 10 индикации.С помощью вычислительного блока 9 производится измерение напряжения электротермической нелинейности , по известным значениям. отсчета напряжения О и тепловой постоянной времени Технико-экономические преимущества предлагаемого способа и устройства по сравнению .с известными заключавтся в повышении точности измерений как за счет исключения погрешностей, связанных с неточной балансировкой кривой нагрева, так и благодаря отказу от многократного зондирования испытуемого образца импульсами тока, приводящего к необратимым изменениям внутренней структуры резистора из-эа длительного нагрева и делающего контроль по существу, разрушающим, а так;же сокращений времени измерений Конт- роль параметров электротермической нелинейности осуществляется по предлагаемому способу однократным импульсом тока за время, равное тепловой постоянной времени образца.