Способ отбраковки терморезисторов косвенного подогрева

Союз Советских Соцкалнстических Республкк) Доп иительиое к авт. свид(22) Заявлено 130777 (21) 2507114/18 присоединением заявки йо Го рственныи коиитетСССРдам изобретенийи открытий(23) Приоритет де Опубликовано 250480, Бюлл Дата опубликования описания еиь )Чо 15(72) Авто В Ч обретеии 1) Заявитель 4) СПОСОБ ОТБРАКОВКИ ТЕР 1)ОРЕЗИСТОРО КОСВЕННОГО ПОДОГРЕВА включаюший разогрев ТКП и определение коэффициента тепловой связи(КТС) Ц,При осуществлении способа пропус кают ток через подогреватель, измеряют его сопротивление - В пропукают ток через термочувствйтельныйэлемент, н агревают его до з аданногосопротивления - В о,р и измеряют этот 10 ток - Э,нр, затем уменьшают ток черезтермочувствительный элемечт до значения, не вызывающего его осущественного разогрева и, пропуская ток через подогреватель, устанавливают сопротивление термочувствительного элемента, равное заданному - Ви измеряют этот ток через подогреватель - 3 По измеренным величинамподрассчитываю коэФфициент тепловойсвязи электрон- спольэова- езисторов сени установия междув ст вительным и термо 25 меньшим дост ато кости и ний. Цель 30 длительля термоогрева, Изобретение относится к ной технике и может быть и но при изготовлении термор косвенного подогрева (ТКП).Известен способ контроля терморезисторов косвенного подогрева, при котором ТКП включается в замкнутую систему автоматического регулирования система выводится иэ равновесия, и на экране осциллографа наблюдается переходный процесс (1) . Коэффициент усиления в системе подбирают так, чтобы наблюдался затухающий переходный процесс. По параметрам переходного процесса рассчитывают динамический параметр ТКП, равный отношению двух тепловых постоянных времени , где е: - постоянная времени рабовчего тела ТКП (термэчувствительный элемент + подогреватель);т 1 - постоянная времления теплового равновесподогревателем и термочуэлементом.Недостаток способа является очень трудоемким и потому не может быть применен для раэбраковки ТКП в процессе их производства.Известен способ контро резисторов косвенного под 19. Ртк:Л Резистор со значением заданного, отбракорыспособа состоит в т длительности таких иЭто достигается тем, что н способе отбраковки терморезисторов косвенного подогрева, включающем разогрев термочувствительного элемента и определение коэФФициента тепловой связи термочувстнительного элемента и подогревателя, разогрев термочунствительного элемента осуществляют путем пропускания через него прямоугольных импульсон тока, а определение коэФФициента тепловой связи проводят путем измерения отношения напряжения на термочунстнительном элементе, в начале импульса и через промежуток времени, больший постоянной времени установления теплового равновесия между термочувстнительным элементом и подогревателем, при этом длительность импульсов тока выбирают не менее указанной постоянной времени; при этом разогрев термочувствительного элемента осуществляют путем пропускания через него периодически повторяющихся импульсов тока с периодом, меньшим тепловой постоянной времени терморезистора.На Фиг. 1 представлена конструкция рабочего тела ТКП, содержащего термочувствительный резистинный элемент 1 н виде бусинконого терморезистора, выводы 2 термочувстнительного элемента, подогреватель 3 н виде спирали из металлической проволоки, выводы 4 подогревателя, изоляционный материал 5 обычно стекло, изолирующий электрический термочунствительный элемент и подогреватель, обеспечивающий хороший тепловой контакт между ними.Рабочее тело ТКП обычно помещают в стеклянный или металлический корпус с выводами, Размеры рабочего тела обычно не пренышают нескольких миллиметров.Теплоные постоянные времени составляют, например, н случае терморезисторов типа СТЗс 1 - 0,05 с, С= 4 + 10 с.На фиг.2 приведена принципиальная схема устройства для разбраконки ТКП по величине КТС по предложенному способу, содержащего генератор б импульсов тока, измеряемый терморезистор 7, измеритель отношения 8.На фиг. 3 приведены временные диаграммы изменения: а - тока через термочунствительный элемент; б - температуры термочувствительного элемента, в - сопротивления термочувствительного элемента,г - напряжения на термочувствительном элементе при пропускании через термочувствительный элемент одиночного импульса тока; Т - длительность импульса тока амплитудой 1 имп; л Т - изменение средней температуры рабочего тела ТКП во время импульса; аТ - изменение разности температур термочувствительного элемента и подогревателя, обусловленное несовершенной тепловой связью между ними, г- постоян -ная времени установления тепловогоравновесия между термочунстнительным элементом и подогревателем ТКПрП - напряжение в начале импульсатока; П - напряжение спустя вре -мени Т , большее постоянной временипосле подачи импульса тока.На Фиг. 4 приведены аналогичныевременные диаграммы для случая пе -риодически повторяющихся импульсовтока.При идеальной теплоной связи междутермочувствительным элементом иподогревателем при пропускании импульсов тока через термочувствительный элемент будет происходить практически одновременно их разогреви охлаждение с одной и той же постоянной нремени, При этом их температуры в каждый момент времени будут прак -тически одинаковы,В действительности из-за наличиятеплового сопротивления между термочувствительным элементам и подогревателем происходит первоначальнобыстрый разогрев термочувстнитель -ного элемента с тепловой постояннойвремени С , а затем сравнительномедленный рост температуры термочувствительного элемента и подогревателя с тепловой постоянной времеПри этом температуры термочувствительного элемента и подогревателя различны.Рассмотрим случай периодической подачи импульсов тока с перио,дом, значительно меньшим постоянной времени Г,длительностью импульсов, большей с 1. и измерениемотношения напряжений в начале и вконце импульса. В перерывах междуимпульсами температура рабочего телаизменяется незначительно. Однако зазто время температура термочувствительного элемента успевает понизиться до температуры подогревателя,так как постоянная нремени 1: значительно меньше -,В результате в первый момент приподаче импульса тока падение напряжения на термочувствительном элементе Б 1 пропорционально его сопротивлению, соотнетствующему температуре, до которой остыло рабочее телок концу перерыва между импульсами,В конце импульса тока теомочувствительный элемент прогрет и падение напряжения П пропорциональносопротивлению, соответгтвующемутемпературе нагрена термочувствительного элемента, которая больше температуры рабочего тела,Различие н температурах термочувстнительного элемента в началеи в конце импульса тока тем больше,чем хуже тепловая связь между термочувствительными элементами и подагревателем. При этом отношение напряижений () возрастает в случае тер -"йморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления термочувствительного элемента,Различие напряжений Б 1 и цобусловленное изменением средйейтемпературы рабочего тела ьТ и несвязанное с качеством тепловой связимежду термочувствительным элементоми подогревателем, мажет быть сделанодостаточно малым путем выбора час -таты повторения импульсов достаточно высокой по сравнению с тепловойпостоянной времениили путемотсчета величины Б не в конце импульса, а спустя время, равное1(1+5) 21 после начала импульса тока,Таким образом, отношение напряОжений ( - ) может использоваться дляОоценки коэффициента тепловой связиТКП, зто отношение тем меньше, чемлучше тепловая связь.Для проверки предложенного способаотбраковки ТКП были выполнены измерения группы терморезисторов. Приэтом и змерялс я КТС известным меуодам,а также измерялось отношение ( - )в начале и в конце импульса тока,При и змерени ях использовали терморезисторы типа СТЗс параметрами:сопротивление термочувст вительцого элемента при 25 С - 680 Ом + 20- сопротивление подогревателя100 Ом + 10;- минимально допустимое сопротивление терморезистара - 20 Ом- максимальный ток подогрева2 6 с 5 мА + 1 0постоянная В термочувствительного элемента 3100 оК + 10;- тепловая постоянная времени4-10 сДля измерений специально быливыбраны ТКП с различной величинойТКС в интервале 0,74 + 0,96.При измерении через терморезисторпропускали импульсы тока амплитудой12,5 мА, длительность 0,25 с, частотой повторения 2 Гц. Использовалсягенератор ГИПс добавочным сопротивлением 2 кОм. 0Измерение отношения ( О ) осуще"ствлялась с помощью осциллографаЭНО,Погрешность измерения КТС составляла около + 8, погрешность измерения отношения напряжений около ф 5.В таблице 1 приведены результатыизмерений.Как видна из таблицы 1, наблюдается удовлетворительное соответствиемежду КТС и отношением ( в , в , ) с учетам погрешности измерения, Б т абл, 2 приведены ре зульт атыиспытания терморезисторов типа СТЗ при измерении отношения ( - ) на еди-ООгничных импульсах тока амплитудой10 мА. Импульсы подавались от источника питания УИПчерез добавочноесопротивление 50 кОм с помощью ключа.Напряжение Б 1 измерялось в началеимпульса, напряжение- спустя 0,1с помощью осциллографа ЭНО.В указанном режиме измеренийтакже наблюдается соответствие междувеличиной отчошения ( -) и величиОгнай КТС, Однако па абсолютному знавчению отношение ( - ) при измеренииОгна одиночных импульсах больше приблизительно в 1,5, раза, чем приизмерении на периодических импульсах с измерением П в конце импульса.Необходимо отметить, что время,необходимое дляизмерения отношения( в) при использовании периодическиЮ.повторяющихся импульсов тока, ограничивается лишь тепловой постояннойвремении составляет около(3+5) с В случае ТКП типа СТЗ а.это время не презышает 1 мин. Длясравнения можно указать, что времяизмерения КТС составляет несколькочасов. При использовании одиночныхимпульсов тока требуется время измерения (1+5) 1, что в случае СТЗ сост авл яет несколько де сятых долейсекунды.Вместо осциллографа для измеренияотношения напряжений могут быть использованы известные электронные схемы, выполняющие операцию деления.При этом отпадает необходимость визуального наблюдения и расчета, Отбраковываются лишь ТКП, у которыхвеличина отношения превышает установленное значение,Таким образом, предложенный методразбраковки ТКП по коэффициенту тепловой связи путем замера отношениянапряжений в импульсе более праиэводителен, чем известные, по крайнеймере, приблизительна в 100 раз,20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Следует отметить, чта при измерении напряжения не в конце импульса тока, а при меньшем времени результаты измерений будут близки к приведенным в таблице 1, так как из-эа большого различия в длительности импульса и постоянной времени рабочего тела (Т 1 = 0,25 с, 1 - 5 с) изменение напряжения на плоской части импульса, обусловленное изменением средней температуры рабочего тела за время импульса, незначительно и составляет около 10. Таким образом, при отсчете П в средней части импульса отношение ( в " ) будет2 отличаться от приведенных в таблице не более, чем на 10.,9 Формул эбретени я 151. Способ отбраковки терморезисторов косвенного подогрева, включающийразогрев термочувствительного элемента и определение коэффициента теп -20 ловой связи термочувствительногоэлемента и подогревателя, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения длительности и трудоемкостипроцесса, разогрев термочувствительного элемента осуществляют путем пропускания через него прямоугольныхимпульсов тока, а определение коэфФициента тепловой связи проводятпутем измерения отношения напряженийна термочувствительном элементе вначале импульса и через промежутоквремени, больший постоянной времениустановления теплового равновесиямежду термочувствительным элементоми подогревателем, угри этом длительность импульсов тока выбирают не ме -нее указанной постоянной времени.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что разогрев термочувствительного элемента осуществляют40 путем пропускания через него периодически повторяющихся импульсовтока с периодом, меньшим тепловой постоянной времени термореэи стор а.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вопросы радиоэлектроники,сер. 111, в,10.56, 1965.2, Шефтель И.Т, Терморезисторы,М Наука, 1973, стр. Ь(прототип) 14 15 1,24 59оставитель ехред М. Е актор А, Морозова каз 1293/4 л ППП Патент, г. Ужгород,.ул. Проейтна Фи Тирам 844ЦНИИПИ Государстпо делам иэобр13035, Москва, Ждова орректор Я. Веселов ока Подписное ного комитета СС ений и .открытий Рауюская наб.,