Прибор для измерения нелинейности вольт-амперных характеристик радиодеталей с низким импедансом

Прибор для измерения нелинейности вольт-амперных характеристик радиодеталей с низким импедансом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

А.Е. Павлов (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОДЕТАЛЕЙ С НИЗКИМ ИМПЕДАНСОЧ

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано

«для измерения и контроля нелинейности вольт-амперных характеристик радиодеталей, в частности резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, по относительному уровню третьей гармоники и для неразрушающего контроля качества и прогнозирования надежности упомянутых радиодеталей и материалов.

Известен измеритель нелинейности вольт-амперных характеристик радиодеталей по относительному уровню третьей гармоники, содержащий генератор основной измеритель ной частоты, фильтр нижних частот, трансформатор для согласования импедансов, фильтр высокой частоты и вольтметр (1 1.

Недостатком измерителя является зависимость результата отсчета от этого соотношения импеданса измеряемой детали и входного импеданса .вольтметра третьей гармоники. СоотL ношение можно учесть лишь соответствующим дополнительным расчетом, если импеданс детали известен с достаточной точностью. Если измеряемая деталь имеет допуск, например, +204, то для получения большей точности при определении нелинейности требуется дополнительно измерить ее импеданс с помощью дополнительного прибора. ее

Известен также прибор ИНР-2А для:. измерения нелинейности резисторов и конденсаторов, содержащий генератор испытательного сигнала, фильтры . верхних и нижних частей, согласующий

tS и калибровочный трансформаторы и блоки для калибровки прибора. В приборе калибровочный сигнал с частотой третьей гармоники основного измери» тельного напряжения вводится последовательно в цепь трансформатора согласующего импеданса с помощью дополнительного трансформатора калибровочного сигнала, содержащего пер0152 4 уровню третьей гармоники без калибровки сопряжено с дополнительными вычислениями и необходимостью предварительного измерения импеданса, S а использование калибровки сопряжено с влиянием сопротивления и нелинейности калибровочных цепей, что приводит к возникновению погрешности при измерении параметров деталей, которая, увеличиваясь с уменьшением их . импеданса, делает невозможным измерение нелинейности радиодеталей с импедансом 10 Ом и менее.

Цель изобретения - повышение точности измерений нелинейности вольтамперных характеристик радиодеталей с низким импедансом.

Цель достигается тем, что в npuGop для измерения нелинейности вольтамперных характеристик радиодеталей, 20 с низким импедансом содержащий генератор испытательного сигнала измерительной частоты, первым выходом соединенный через фильтр нижних часИ тот с первым выводом первичной обмотки согласующего трансформатора, второй вывод первичной обмотки которого подключен к корпусу прибора, и с входом фильтра верхних частот, 30 выход которого соединен с индикатором напряжения третьей гармоники, первый вывод вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен с одной из входных клемм прибора, а второй вывод вторичной обмотки согласующего трансформатора через вторичную обмотку калибровочного трансформатора подключен к второй входной клемме прибора, первый вывод первичной обмотки калибровочного трансформатора соединен с корпусом прибора, в него введены два ключа и дополнительная обмотка калибровочного транс- . форматора, включенная встречно через первый ключ параллельно вторичной обмотке калибровочного трансформатора, выполненной в виде одного витка, из низкопотенциальной цепи второй входной клеммы прибора, а второй ключ включен между первым и вторым 0 выводом первичной обмотки калибровочного трансформатора, второй вывод первичной обмотки которого подключен к второму выходу генератора испытательного сигнала измерительной

Ы частоты.

93 вичную и вторичную обмотки. Прибор автоматически учитывает соотношение импедансов и не требует проведения дополнительных расчетов дпя определения нелинейности (2 3.

Недостатком этого прибора явля I ется влияние трансформатора калибровочного сигнала как на импеданс согласующего трансформатора, так и на собственную нелинейность измерительной цепи, особенно, при измерении параметров радиодеталей с низкими значениями собственных импеданса и нелинейности (менее минус

120 дБ). Индуктивность и активное сопротивление вторичной обмотки калибровочного трансформатора должны быть минимальны. Импеданс конденсатора емкостью 1000 мкф при частоте

1 кГц составляет 2 = 0 159 Ом. В то же время для обеспечения постоянства отношения между напряжениями калибровки и величиной измерительного сигнала (1-ой гармоники) индуктивная ,связь между вторичной обмоткой ка; либровочного трансформатора и его первичной обмоткой должна быть максимальной, так как секции первичной обмотки коммутируются одновременно с трансформатором согласования импеданса при переключении поддиапазонов импедансов измеряемых радиодеталей.

Максимальная индуктивная связь может быть обеспечена только примене-. нием сердечника с достаточно высокой магнитной проницаемостью. Однако при применении сердечников из магнитных материалов, как известно, возникают незначительные нелинейные искажения из-за собственной нелинейности, обусловленные остаточным намагничиванием материала. Применение какихлибо коммутирующих элементов для отключения в режиме измерения нелинейности калибровочного трансформатора невозможно, так как влияние контактного сопротивления, а также его из менение ввиду старения или колебаний температуры, соизмеримо с влиянием на нелинейность искомых дефектов в проверяемых радиодеталях: некачественным контактированием вкладного контакта конденсатора, наличием окислов в пайке выводов, включениями в диэлектрике или его местным утоньшением при намотке конденсатора и т.д.

Таким образом, применение измерителей нелинейности по относительному

На чертеже представлена блок-схема прибора.

5 . 9301

Он содержит генератор 1 испытательного сигнала измерительной частоты, фильтр 2 нижних частот, согласующий трансформатор 3 импедансов, фильтр 4 верхних частот, индикатор 5 напряжения третьей гармоники, калибровочный трансформатор со вторичной обмоткой 6, дополнительной обмоткой 7, первичной обмоткой 8 и тороидальным сердечником 9, низкопотен- 10 циальную цепь.10, первый ключ 11, второй ключ 12, измеряемую радиодеталь 13, входные клеммы 14 и 15.

Прибор работает в двух режимах: в режиме калибровки и в режиме из- Is мерения.

В режиме калибровки напряжение с частотой третьей гармоники основной измерительной частоты поступает от генератора 1 на первичную обмотку 8 калибровочного трансформатора.

Ключи 10 и 11 разомкнуты. Нарпяжение калибровки трансформируется во вторичную обмотку 6, поступая на низкопотенциальную цепь 10, где де- . 2s лится между измеряемой радиодеталью

13 и вторичной обмоткой согласующей трансформатор 3 пропорционально их импедансам. Часть этого напряжения, снимаемая с вторичной обмотки транс- зв форматора 3, поступает через фильтр

4 верхних частот на индикатор 5, ко,торый калибруется.

В режиме измерения напряжение основной измерительной частоты подается от генератора 1 через фильтр 2 нижних частот и трансформатор 3 на измеряемую радиодеталь 13. Напряжение третьей гармоники, возникающее в измеряемой радиодетали делится меж-4в ду самой радиодеталью вторичной обмоткой трансформатора 3, пропорцио- нально их импедансом, и часть напря" жения трансформатор 3 через фильтр 4 верхних частот поступает на индикатор 5, где измеряется.

Первичная обмотка 8 калибровочного трансформатора замыкается накоротко ключом 11, благодаря чему импеданс вторичной обмотки 6 понижается. дктивное сопротивление, как и импеданс вторичной обмотки 6, сведены к минимуму тем, что она выполнена в виде одного витка, образованного низкопотенциальной цепью 10 второй вход55 ной клеммы прибора, на которую помещен тороидальный сердечник 9 калибровочного трансформатора. Однако ток, протекающий по ниэкопотенциаль52 6 ной цепи 10, а значит и Ilo вторичной обмотке 6, вызывает намагничивание сердечника 9. Чтобы ослабить влияние сердечника 9 введена дополнительная обмотка 7, подключаемая ключом 12.

Использование калибровочного трансформатора с большим коэффициентом трансформации, вторичной обмоткой, образованной ниэкопотенциальной цепью клеммы прибора с дополнительной обмоткой, включенной встречно по отношению ко вторичной совместно с ключами, позволяет уменьшить собств< нные значения нелинейности до 10 4, а влияние сопротивления цепей калибровки до единиц Ком, что обеспечивает уменьшение погрешности измерений нелинейности малых величин до 160 дБ, а также расширяет пределы контролируемых номиналов радиодеталей по их нелинейности, например конденсаторов емкостью l000 мкф и более, что невозможно выполнить каким-либо другим из известных приборов..

Формула изобретения

Прибор для измерения нелинейности вольт-амперных характеристик радиодеталей с низким импедансом,содержащий генератор испытательного сигнала измерительной частоты, первым выхо" дом соединенный через фильтр нижних частот с первым выводом первичной обмотки согласующего трансформатора, второй вывод первичной обмотки которого подключен к корпусу прибора, и с входом фильтра верхних частот, вы-. ход которого соединен с индикатором напряжения третьей гармоники, первый вывод вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен с одной из входных клемм прибора, а второй вывод вторичной обмотки согласующего трансформатора через вторичную обмотку калибровочного трансформатора подключен к второй входной клемме прибора, первый вывод первичной o6" мотки калибровочного трансформатора соединен с корпусом прибора, о тл и ч а ю шийся тем, что с целью повышения точности измерений, в него введены два ключа и дополнительная обмотка калиброввчного трансформатора, которая включена встречно

7 930152 8

tepee первый клоч параллельно вто- ратора испытательного сигнала из ериричной обмотке калибровочного транс- тельной частоты. форматора, выполненной.в виде одно- Источники информации, го витка из низкопотенциальной це- принятые во внимание при экспертизе э пи второй входной клеммы прибора, а 1. Патент СЯА Ю 3493852, второй ключ включен между первым и НКИ 324-57, 1965вторым выводом первичной обмотки 2. Энштейн С.Л. Измерения хараккалибровочного трансформатора, вто- теристики конденсаторов. M., 1971, рой вывод первичной обмотки которо- с. 198, рис. б- l1, Прибор ИНР-2А го подключен к второму выходу гене- (прототип).

Составитель Л. Иуранов

Техред Л. Пекарь Корректор Л. Бокшан

Редактор В. Лазаренко

Ю Ю В Ю аВ Ю Ю ю ВФ Ю Ю Ю ю аа а °

Заказ.3459/57

Тираж 719 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб, д. 4/5

ЮЮЮ ВВЮЮЭВЮ

Филиал AllA "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4