Измеритель заряда восстановления

Настоящее устройство относится к области измерительной техники, а именно к измерениям параметров полупроводниковых диодов, и предназначено для использования в составе измерительного комплекса. Оно включает в себя корпус с разъемами для подключения контактного устройства и сети, внутри которого размещены блок питания, активный полосовой фильтр высокого порядка, настроенный на частоту повторения импульсов обратного напряжения, на вход которого поступают импульсы тока, возникающие при запирании измеряемого диода, а выход соединен с входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с выпрямителем, выходное напряжение которого сглаживается фильтром нижних частот и поступает на вход встроенного цифрового вольтметра, размещенного на передней панели корпуса. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является сокращение времени проведения измерения.

Заявленное техническое решение относится к области измерительной техники, а именно к измерениям параметров полупроводниковых диодов, и предназначено для использования в составе измерительного комплекса.

Из существующего уровня техники известен измеритель заряда восстановления, который представляет собой амперметр магнитоэлектрической системы с включенной параллельно ему интегрирующей емкостью. (ГОСТ 18986.6-73) - прототип.

Недостатками данного технического решения является необходимость проведения расчета заряда восстановления по измеренному значению тока, а также слабая устойчивость приборов магнитоэлектрической системы к электрическим перегрузкам и механическим воздействиям, чувствительность к изменениям температуры окружающей среды.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в получении результата измерения в явном виде.

Данная задача достигается за счет того, что измеритель заряда восстановления включает в себя корпус с разъемами для подключения контактного устройства и сети, внутри которого размещены блок питания, активный полосовой фильтр высокого порядка, настроенный на частоту повторения импульсов обратного напряжения, на вход которого поступают импульсы тока, возникающие при запирании измеряемого диода, а выход соединен с входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с выпрямителем, выходное напряжение которого сглаживается фильтром нижних частот и поступает на вход встроенного цифрового вольтметра, размещенного на передней панели корпуса.

Измеритель заряда восстановления может включать в себя регулируемый источник постоянного тока прямого смещения измеряемого диода и встроенный цифровой амперметр.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является сокращение времени проведения измерения, что особенно важно при контроле больших партий изделий.

Сущность устройства поясняется фиг.1, на которой изображена электрическая функциональная схема устройства, где:

1 - полосовой активный фильтр; 2 - усилитель с регулируемым коэффициентом усиления; 3 - прецизионный выпрямитель; 4 - фильтр нижних частот; 5 - встроенный цифровой вольтметр; 6 - блок питания; 7 - регулируемый источник постоянного тока прямого смещения; 8 -встроенный цифровой амперметр.

Устройство работает следующим образом. На вход полосового активного фильтра 1 поступают импульсы обратного тока, возникающие в момент, когда измеряемый диод, через который протекает постоянный прямой ток, запирается прямоугольным импульсом обратного напряжения. Регулируемый источник постоянного тока прямого смещения 7 вместе с встроенным цифровым амперметром 8 может быть интегрирован в описываемое устройство. В качестве генератора прямоугольных импульсов используется серийно выпускаемый прибор, так как к нему предъявляются жесткие требования по ряду параметров, в частности по длительности фронта. На входном сопротивлении фильтра импульсы тока преобразуются в импульсы напряжения. Фильтр настроен на частоту повторения импульсов обратного напряжения, таким образом, он выделяет первую гармонику входных импульсов, амплитуда которой будет пропорциональна площади импульса обратного тока, т.е. заряду. Напряжение с выхода полосового фильтра поступает на вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 2, предназначенного для калибровки измерителя заряда восстановления. Усиленное напряжение выпрямляется прецизионным выпрямителем 3, сглаживается фильтром нижних частот 4, представляющим собой обычную резистивно-емкостную цепь, и поступает на вход встроенного цифрового вольтметра 5. Таким образом, описываемое устройство осуществляет преобразование заряда восстановления в постоянное напряжение и измерение этого напряжения. Блок питания 6 вырабатывает постоянные напряжения ±15 В для полосового активного фильтра, усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и прецизионного выпрямителя, а также постоянное напряжение+5 В для встроенного цифрового вольтметра. Если в описываемое устройство интегрирован регулируемый источник постоянного тока прямого смещения вместе с встроенным цифровым амперметром, то блок питания включает изолированный от общего провода дополнительный источник постоянного напряжения 5 В, предназначенный для питания амперметра.

Калибровка измерителя заряда восстановления производится в следующем порядке. В контактное устройство вместо измеряемого диода помещается калибровочный конденсатор с очень точно измеренным значением емкости. Подают на конденсатор импульсное напряжение отрицательной полярности от генератора прямоугольных импульсов. При этом вершина импульса должна быть максимально плоской, а его амплитуда измерена с максимально возможной точностью. Во время действия импульса конденсатор накапливает заряд, равный произведению амплитуды импульса и емкости конденсатора. Во время паузы между импульсами конденсатор разряжается через входное сопротивление измерителя заряда восстановления. Калибровка заключается в изменении коэффициента усиления усилителя подстроечным резистором таким образом, чтобы показания цифрового встроенного вольтметра соответствовали заряду, накопленному на конденсаторе. Таким образом, описываемое устройство позволяет проводить прямые измерения заряда, т.е. не требующие каких-либо расчетов. С целью повышения точности рекомендуется емкость конденсатора и амплитуду импульсов подбирать такими, чтобы накапливаемый заряд был близок к предполагаемому значению заряда восстановления измеряемого диода.

Предлагаемая полезная модель позволяет сократить время проведения измерения, что особенно важно при контроле больших партий изделий.

Предлагаемое устройство используется в ОАО «ОКБ-Планета», Великий Новгород, в составе измерительного комплекса для р-n-диодов.

1. Измеритель заряда восстановления, характеризующийся тем, что он включает в себя корпус с разъемами для подключения контактного устройства и сети, внутри которого размещены блок питания, активный полосовой фильтр высокого порядка, настроенный на частоту повторения импульсов обратного напряжения, на вход которого поступают импульсы тока, возникающие при запирании измеряемого диода, а выход соединен с входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с выпрямителем, выходное напряжение которого сглаживается фильтром нижних частот и поступает на вход встроенного цифрового вольтметра, размещенного на передней панели корпуса.

2. Измеритель заряда восстановления по п.1, отличающийся тем, что он включает в себя регулируемый источник постоянного тока прямого смещения измеряемого диода и встроенный цифровой амперметр.