Устройство для измерения коэффициента электротермической нелинейности

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

Оп ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((() 8685 14 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 07.01.80(21)2869272/18 25 с присоединением заявки 1(й( (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень Р1е 36

Дата опубликования описании 30 09 81 (51)М. KJl.

GI 01 8 27/00

1Ъеударотеенный комитет

СССР аа делам изобретений

II открытий (5З) УДК 620, 168..373 (088.8) Н. P. Еникеев, В. К. Омелин,.Ю. П. Родин, В. В. Рудь н В. Ф. Федоровский ( (72) Авторы изобретении (71) Заявитель (Куйбышевский электротехнический институт связи (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОИ НЕЛИНЕИ НОСТИ

Изобретение относится к неразрушаю шим методам и средствам контроля и мо„ жет бь1ть использовано, например, при контроле качества иэделий из высокоомных проводников.

Известен прибор для измерения электро- термической нелинейности, в котором измерение сопротивления н электротермической нелинейности основано на применении моста Вистона, который перед каждым

10 измерением необходимо приводить в состояние равновесия, а затем производить из мерения PJ.

Однако такой способ регулирования равновесия моста требует больших усилий

15 и его нельзя применять в промышленном масштабе, так как измерения на предприятиях необходимо производить в больших количествах.

Наиболее близким по технической сушцости к предлагаемому является устройство для измерения сопротивлений функции нагрева с определением теплоемкости и коэффициента потерь, содержашее последо2 вательно соедйненные генератор тока, иэ» мерямое сопротивление, усилитель, вычио лительиую схему н блок индикации. Вычислительная схема содержит последовательно соединенные аналого-цифровой пре обраэователь (Allll), логический блок и цифроаналоговый преобразователь (КАП).

Вход AUfl соединен с выходом усилителя, а выход подключен на вход логического блока, выход которого соединен со входом блока индикапии. Второй выход логическо го блока подключен на вход 0АП, выход которого соединен со входом усилителя Щ

Недостатком указанного устройства является технологическая сложность изготовления и настройки. Погрешность его измерения обусловлена дискретностью измерения кривой нагрева, а при увеличенитс точности измерения необходимо сушествен но усложнить схему. Кроме того, увеличивается время измерения, состояшее иэ циклов, во время первого иэ которых измеряется сопротивление в холодном состо янин за тт тактов, а во время второго

8685 сопротивление в функции нагрева за е тактов работы.

Цель изобретения — упрощение устройства; уменьшение времени измерения и возможность визуального наблюдения кривой нагрева.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения коэффициента электротермической нелинейности, содержащем последовательно соединенные генератор тока, измеряемое сопротивлени и дифференциальный усилитель, а также последовательно соединенные вычислительную схему и блок индикации, вычислительная схема выполнена в виде последователь-15 но соединенных блока измерения сопротиьления и блока измерения коэффициента .электротермической нелинейности, в устройство дополнительно введены схема автобаланса, вход которой соединен с выходом дифференциального усилителя, а выходсо вторым входом дифференциального усилителя, и ключ, выход которого соединен со входом блока измерения сопротивления вычислительной схемы, а вход подключен к измеряемому сопротивлению, при этом выход дифференциального усилителя подключен ко второму входу блока измерения коэффициента электротермической нелинейнск:ти вычислительной схемы, а втоЗо рой выход блока измерения сопротивления вычислительной схемы подключен на вход управления генератора тока.

Электротермическая нелинейность возникает в результате выделения тепла и соответствующего повышения температуры, что отражается на электрических процессах в системе. Кроме того, непинейность связана с тепловым состоянием окружающей среды и служит мерой теплового сопротивления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения коэффициента электротермической нелинейФ ности, Устройство содержит генератор 1 тока, измеряемое сопротивление 2, дифференциальный усилитель 3, вычислительную схему 4,. состояшую из блока 5 измерения сопротивления и блока 6 измерения коэффициента электротермической нелинейнос- 50 ти, блок 7 индикации, схему 8 автобаланса и ключ 8.

Генератор 1 тока предназначен для генерирования импульсов тока. За время первого цикла он выдает прямоугольный им, пульс тока с амллитудой j«значение которого выбирается заранее, а во время

BT0poro цикла - формирует прямоугольные

14 4 импульсы тока. Дифференциальный усилитель 3 и схема 8 автобаланса предназначены для усиления и получения кривой нагрева, приведенной к оси ординат без постоянной состав,пяюшей и уменьшения дрейфа нуля. Вычислительная схема 4 предназначена для измерения сопротивления и коэффициента электротермической нелинейности, обработки результатов измерения и вычисления функции управления генератором 1 тока.

Блок 5 измерения сопротивления содержит, например, АИП, а блок 6 измерения коэффициента электратермической нелинейности — элемент аналоговой памяти, делитель напряжения, компаратор, селектор и кварцевый генератор эталонных колебаний.

Для измерения коэффициента электрической нелинейности необходимы два цикла измерения. За время первого цикла изЮ меряется сопротивление изделия в холодном состоянии, а за время второго, состоящего из двух тактов, в течение первого такта происходит калибровка прибора (установка необходимых уровней напряже» ний), а в течение второго - измерение коэффициента электротермической нелинейности. Для визуального наблюдения кривой нагрева второй и третий такты работы периодически повторяются.

Устройство работает следующим образом.

При подключении испытуемого сопротивления 2 через него протекает ток «J0, величина которого заранее задана.,Палее через ключ 9 напряжение U =D Py (где

Ру, — сопротивление испытуемого изделия

2 в холодном состоянии) поступает на блок 5 в холодном состоянии и вычисляется значение функции для управления генератором 1 тока. Значение сопротивления индицируется на цифровом индикаторе

7 или выдается на печатающее устройство (не показано).

За время первого такта второго цикла сигнал со второго выхода блока 5 измерения сопротивления вычислительной схемы 4 подаетсй на вход управления генератора 1 тока, который выдает на выходе прямоугольный импульс тока, поступающий на испытуемое сопротивление 2, На пряжение с испытуемого сопротивления поступает на вход дифференциального усилителя, где сигнал усиливается и приво-" дится к оси ординат без наличия постоянной составляющей. Для уменьшения дрейфа нуля и балансировки дифференциаль35

5 8888 ного усилителя в схему устройства введе-на схема 8 автобаланса. Сигнал с выхода дифференциального усилителя 3 поступает на вход блока 6 измерения коэффициента электротермической нелинейности вычис5 лительной схемы 4, где происходит запоминание значения напряжения 0 и устанавливаются пороговые уровни 0 и Ug компаратора. Кривую нагрева можно аппроксимировать на интервале (4 ) (4 4 t ) экспонентой где g — коэффициент электротермической 15 нелинейности; — время начала импульса тока; + 1 и, - время окончания импульса тока.

Поэтому соотношение уровней U< к U выбрано постоянным и равным Ц, где 20

g - натуральное число U< / U q = 6

За время второго такта второго цикла сигнал с выхода дифференциального усилителя 3 поступает на вход блока 6 измерения коэффициента электротермической 25 нелинейности вычислительной схемы 4, где происходит измерение коэффициента электротермической нелинейности К. (С= и -1„, где 1 и „- время, соответствующее уровням срабатывания 0 и 0„компаратора.

Значение К индицируется в блоке 7 индикации.

Для визуального наблюдения кривой нагрева первый и второй такты второго цикла периодически повторяются. Если получаемоезначение К выходит за предел допустимого эталонного значения для каждого испытуемого образца, то на выходе блока 6 измерения коэффициента электротермической нелинейности форми«. руется сигнал, несущий информацию о том, что изделие бракованное. Этот сигнал поступает на устройство отбраковки (не показано).

Предлагаемое устройство позволяет упростить схему эа счет выполнения вычислительной схемы в виде блока измерения сопротивления и блока измерения коэффициента электротермической нелинейности, а также сократить время измере ния эа счет того, что измерение коэффи-. циента электротермической нелинейности осуществляется за два такта второго цик ла в отличие от П тактов в известных

i4 6 устройствах. Во время первого такта происходит усиление и приведение сигнала от испытываемого сопротивления к оси ординат, вследствие чего убирается постоянная составляошая, не несущая информации, а также происходит измерение и запоминание максимального значения напряжения этого сигнала и автоматическая установка необходимых уровней напряжений компаратора блока измерения электротермической нелинейности. За время действия второго такта происходит вычисление коэффициента электротермической нелинейнос» ти кривой нагрева, что достигается привв дениен кривой . нагрева к оси ординат за счет введения схемы автобапанса.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента электротермической нелинейности, содержащее последовательно соединенные генератор тока, измеряемое сопротивление, дифференциальный усилитель, вычислитель ную схему и блок индикации, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, сокращения времени измерения и воэможности визуального наблю дения кривой нагрева, вычислительная схема выполнения в виде последователь но соединенных блока измерения сопротив ления и блока измерения коэффициента электротермической нелинейности, в устройство дополнительно введены схема ав» тобаланса, вход которой соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход соединен со вторым входом дифференциального усилителя, и ключ, выход которого соединен со входом блока измерения сопротивления вычислительной схемы, а вход подключен к измеряемому сопротивлению, при этом выход дифференциального усилителя подключен ко второму входу блока измерения коэффициента электротермической нелинейности вычислительной схемы, а второй выход блока измерения сопротивления вычислительной схемы под ключен на вход управления генератора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Реэонталь. Прибор для измерения электротермической нелинейности - При боры для научных исследований . М., "Мир, 1972, № 11, с. 1522.

2. Патент Франции № 231S699, кл. G, 01N 25/20, 1973 (прототип).

&68514

Составитель B. Гусева

Редактор Т. Мермелштайн Техред А.Савка Корректор У. Пономаренко ,Заказ 8310/59 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4