автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.05, диссертация на тему:Методы и приборы измерения и контроля электрических параметров конденсаторов в процессе производства

гГо, и! о

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

На правах рукописи

ВДОВИН АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ

МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНДЕНСАТОРОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.11.05 - Приборы и метода измерения электрических и магнитных величин

Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой с- эпени кандидата технических наук

Киев - 1992

Работа выполнена в Институте электродинамики АН Украины

Научный руководитель

лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор М.Н.Сурду

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Ю.М.Туз:

кандидат технических наук Р.Д.Тучин

Ведущее предприятие

Институт "Эленктронстандарт", г.Санкт-Петербург.

Защита состоится апреля 1992г. в ¿1 час., на

заседании специализированного совета Д 016.30.02. при Институте электродинамики АН Украины (252680, г.Киев-5Т, проспект Победы,56, тел.44б-91-15).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института электродинамики АН Украины.

Автореферат разослан "¿й? Лл/}^ 1992г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Ю.А.Масюренко

„•ГС'ЯгН^-V ",г.г ,

',

' , "■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Конденсаторы являются одним из наиболее распространенных радиоэлементов, широко применяемых в радиотехнике, технике связи, вычислительной технике, автоматике и других областях науки и техники. Вместе с тем качество и надежность конденсаторов как элементов аппаратуры значительно уступает, например, резисторам. Это обусловлено, в первую очередь сложным технологически!« процессом производства конденсаторов, параметры которого трудно выдерживать в необходимых границах. В связи с этим задача создания аппаратуры, которая позволила бы контролировать, управлять и поддерживать технологический процесс производства конденсаторов в заданных границах по многим параметрам на различных этапах их изготовления является актуальной. Решение этой задачи позволит существенно поднять -качество конденсаторов и довести их характетристики до мировых стандартов. В настоящее время технологический процесс обеспечивается метрологически, в основном, при помощи автоматических мостов переменного тока, в развитии которых значительный вклад внесли многие современные зарубежные и отечественные ученые. Однако, разработанная до настоящего времени измерительная аппаратура является, в основном лабораторной и то многим характеристикам ( стоимость, габариты, масса, функциональные возможности, погрешность измерения в реальном технологическом процессе, быстродействие) не удовлетворяет требования производства.

Целью, работы является разработка методов построения высокоточных многофункциональных приборов измерения параметров технологического процесса изготовления конденсаторов,включая выходной контроль, их теоретическое, и экспериментальное исследование и создание на этой основе приборов, отвечающих требованиям современного конден-саторостроенкя. Для достижения поставленной цели в работе решались следущие задачи:

разработка и исследование мэтодов построения микропроцессорных высокоточных многофункциональных приборов для измерения электрических параметров конденсаторов (ЭПК);

исследование особенностей процесса измерения ЭПК в условиях мощного энергетического воздействия поляризующего напряжения на объект измерений;

разработка и исследование аппаратуры для совместного измерения основных и остаточных параметров конденсаторов в диапазона частот;

разработка и исследование автоматической аппаратура для метрологического обеспечения измерительных приборов;

освоониэ серийного выпуска ряда многофункциональных высокоточных приборов контроля ЗПК;

разработка и выпуск высокопроизводительных автоматизированных линий для влектро-термотренировки и контроля ЭПК.

Методы исследований. Теоретический анализ, проведенный в работе, основан на применении теории электрических цепей, теоретических основ информационно-измерительной техники, положений теории структурных методов повышения точности измерительных устройств. Достоверность теоретических результатов подтверждена в процессе лабораторных, межведомственных, приемочных и контрольных испытаний приборов контроля ЗПК и автоматизированных линий.

Научная новизна. 1. Показано, что вариационные метода учета аддитивной погрешности измерения позволяют уменьшить ее до значений, определяемых погрешностью от нелинейности функции преобразования прибора. 2. Доказана возможность быстрого адаптивного измерения ЭПК в условиях мощных воздействий поляризующих напряжений на основе анализа результатов совокупности измерений. 3. Показано, что применение трансформаторных многоканальных мер малых ипедансов позволяет создать высокоточные моры большой емкости, малой индуктивности и сопротивления и, тем самым разработать расчетные меры для метрологического обеспечения измерений в области малых нмпедансов.

Автор защищает: новые способы построения измерителей ЭПК, обеспечивающие высокую точность измерения в условиях поляризующих напряжений на объекте измерения;

коЕие стуктуры вариационных измерителей ЭПК с вариационной коррекцией аддитивной погрешности;

многоканальные структуры высокоточных образцовых мер малого ипе-данса.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

разработанные способы построения измерителей ЭПК позволяют определять параметры конденсаторов в диапазоне от 10"" © до 10 Ф с погрешность") менее 10"! при поляризующем напряжении до (500 - 600) В;

применение результатов .проведенных теоретических и экспериментальных исследований позволяет в 2-3 раза снизить массу приборов, в 1,5 раза трудоемкость изготовления приборов, в десять раз увеличить ширину диапазона измерения, разработать высокопроизводительные автоматизированные линии для электротермотрешровки и контроля ЭПК конденсаторов;

приборы, построенные на базе вариационных методов коррекции ад-

- jST-

дитшзной погрешности, обоспэчивают диотаицнонныо иомэрония ЭПК О Измерительными кабелями длиной более 100 метров.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при разрабоке и внедрении в серийное производство в ПО "Катион" микропроце с сорных приборов ПИЭКДА-0,2; ПИЭКДА-0,2-100; многочастотного широкополосного измерителя RLC ШКСМ-0,2; термокондуктомеров ШОД-1, автоматизированных линия УТТ.КЭА-3600-50 и УТТ.КЭА-2600 для электротермотрешфовии и контроля ЭПК, при разработке и внедрении трансформаторных мер емкости, автоматической кодоуправляемой меры емкости.

Общее количество выпущенных приборов, в которых используются результаты диссертационной работы, превышает 300 шт.

Годовой экономический эффект от внедрения в народное хозяйство приборов,линий, средств поверки, разработанных с участием автора составляет 680 тыс.руб. Долевое участие автора 276 тыс.руб.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на двух Всесоюзных и трех республиканских научно-технических конференциях, на симпозиуме ИМЕКО.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, в том чисЛе 10 авторских свидетельств СССР па изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа представленна в форме научного доклада, состоящего из четырех разделов, выводов, списка основных опубликованных работ и сведений о личном вкладе.

I. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ШОГОФОТВДОНДЛШЖ АППАРАТУРЫ ДЯЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭПК

I.I. Компенсация влияния сопротивлений и проводимостей подводящих кабелей.

При измерении ЭПК наиболее широко применяются мосты переменного тока. Основным недостатком этих приборов является существенное влияние на результат измерений либо сопротивления подводящих проводов (в мостах со сравнением токов), либо проводимостей утечек кабелей (в мостах со сравнением напряжений). Известные методы компенсации влияния подводящих проводов недостаточно эффективны. Автором разработаны способы многоканальной компенсации влияния подводящих проводов С7]. Структурная схема одной цепи с тшсой компенсацией приведена на рис.1. Напряжение генератора подается на объект измерения через масштабирующий управляемый делитель напряжения УДИ 3. Коэффициент преобразования изменяется дискретно по поддиапазонам измерения с кратностью, опреде-

лявыой коэффициентом перекрытая поддиапазона, который, в свою очередь, соответствует диапазону регулирования коэффициента передачи УДН2. Последний плавно регулирует напряжение, подаваемое на образцовую меру. Токи IX и 1о, протекахщге чор?з объект измерения и образцовую меру, взаимно вычитаются во входной цепи детектора равновесия. Грубая компенсация влияния паразитного импенданса Znx по результатам измерения осуществляется за счет его обесточивания компенсирующим током 1к, который формируется д Зфорэнциальным преобразователем (ДП1) к дополнительной образцовой мерой Zno. Напрязэшэ, прикладываемое к мере too с выхода ДП1, равно сушо напряжений на ьыходах, УДН2 и УДКЗ, поэтому ток 1к равэп 1о, а в мокэят равновесия 1о=1х. Компенсирующий ток 1к стжчается от 1х на некоторую величину д1к. Поэтому на сопротивлении Znx ветви объекта измерения имеется падение напряжения Uznx=Znx- Ik. Это приводит к аддитивной погрешности измерения:

дйс = Znx-K (1)

где К =д1к/1к

Для устранения указанной погрешости напряжение Uz выделяется преобразователем ДП2 и подается на второй зажим детектора равновесия и вход ДПЗ. Цри этом:

Ux Znx

Ix = — ( 1 -¿Гк-&,- - ) (2)

Zx Zx+Znx

где их - напряжение на выходе УДН-3; Sy - относительная погрешность преобразования ДП2 и Д113. Аддитивная погрешность уменьшается до величины:

¿к-<$г Znx

Szx=--(3)

Zx + Znx

Наличие паразитных сопротивлений Zno в цепи образцовой меры, а также подача Usnx на детектор равновесия приводят к появлению двух мультипликативных составляющих погрешности измерения, соответственно равных Zno \Sztnc

Si2 -- ; 8iZ ---(4)

х Zno+Zo * Uo+Uznx

где Uo - напряжение на выходе УДН-2.

Первая из этих погрешностей уменьшается в -щ- раза выделением с помощью да падения напряжения на Zno и подачей этого напряжения Uznx на ДП2. При этом относительная погрешность формирования 1о, оцределящая мультипликативную погрешность измерения, определяется выражением:

д 1о гпо+^-гх

- ----(5)

1о го

особенностью таких мостовых цепей является формирование компенсационных сигналов по различным признакам, что обеспечивает степень компенсации влияния подводящих кабелей в 105 - 105 раз без нарушения устойчивости узлов моста.

1.2. Игм&ритольныв цепи приборов прямого преобразования.

При определении ЭПК одно из основных требований заключается в создании измерительных цепей, обеспечивающих высокую надежность при подаче на объект мощных поляризующих напряжений, так как экстремальные ситуации в таких цепях чреваты катострофическиш отказами аппаратуры, при которых прибор может быть практически разрушен. Экстремальные ситуации (пробой объекта, скачки поляризующего напряжения, короткие замыкания, разрывы цепи и др.) соответствуют нормальному режиму работы таких приборов. Автором разработаны измерительные цепи [10] прямого преобразования,в которых обеспечивается надежность функционирования и хорошие метрологические характеристики в широком диапазоне значений ЭПК. Одна из таких цепей (Рис.2) содержит делитель напряжения , включающий образцовую меру Ио, объект измерения 1х и делитель напряжения генератора с коэффициентом передачи К . Квадратурные составляющие, выходных напряжений делителей измеряются при помощи последовательно включенных усилителя,синхронного детектора и аналого-цифрового преобразователя (АЦП). На делители подается сумма переменного сигнала с выхода генератора и постоянного напряжения поляризации. Для уменьшения погрешности от дискретности АВД.при малых кодах последнего, измерение напряжений генератора и объекта производится при разных коэффициентах усиления усилителя (зонирование поддиапазона измерения). Коэффициент передачи делителя определяется выражением:

К = их / иг = и + Ло (б)

Выделяя синфазную (17с) и квадратурную (Ш) составляющие напряжений генератора (иг) и объекта (ВХ), и подставляя их в формулу (6), можно определить параметры импеданса.

(А1 - А3)г+ (Аг - А4)2

СХ = ---(Г)

СОоНо [ (Ау- А3) А*+ (А2- кц) А31

(А, - А3)А3 + (Аг - А(,)А(,

= -1—1. (8)

(А,- Аз) А*+ (А2- А*) А3

где А^ = иге; А2= ХТгк; А3= Цхс; А4= ихк.

Из выражений (7) и (8) видно, что такие параметры как коэффициенты передачи усилителя (Ку), синхронного детектора и значение опорного напряжения АЦП не влияют на результат измерения. Единственное требование, предъявляемое к ним - высокая кратковременная стабильность. На результат измерения влияют только сопротивление образцовой меры Ео и рабочая частота Ыо. Воцросы учета погрешности от нестабильности Ео и Оо освещены в [53.

В схеме, приведенной на рис.2 обеспечена четырехзажимность включения объекта измерения и трехзажимность включения образцовой меры Ео. Этим обуславливается определенный порядок переключения поддиапазонов в шзкоимпедансной части диапазона измерения. Так, если в высокоимпе-дансной части диапазона переключение поддиапазонов осуществляется коммутацией образцовой меры Но,то низкоимпедансной части - изменением коэффициента передачи регулируемого делителя напряжения (с уменьшением импеданса коэффициент передачи уменьшается). Исследование такой измерительной цепи показало, что для получения погрешности измерения +(0,1 - 0,2)% необходимо обеспечить следующие параметры опорных напряжений: ■

неквадратурность опорных напряжений - не хуже (0,01 - 0,05)°;

отличие схважности от 2 - не более 5 • 10

относительная скорость изменения измерительной частоты - не более 0,5%.

Существенное влияние на измерительную цепь оказывает переходной процесс,возникавдий на конденсаторе при включении его под синусоидальное измерительное напряжение. Напряжение на конденсаторе описывается .выражением:

1т эг 1т &

ис ---в1п(«г+ш-и>--)--в1п(и;-у>--) е* (9)

СХ 2 Сх 2

- 1

где = агсгв- , X = ИоСх

Ио со Сх

Анализ формулы (9) показывает, что для исключения влияния переходного процесса на результат измерения, измерение напряжений их необходимо производить с задержкой во времени после измерения иг, когда составляющая напряжения, обусловленная переходным процессом, будет пренебрежимо' мала. Минимизация времени задержки может быть достигнута оптимальным выбором номиналов образцовых резисторов. Для сокращения времени измерения можно производить измерение их не ожидая окончания', переходного процесса, но двазды во времена Х1 и г2 . Поскольку

результат каждого измерения будет соответствовать:

и, = их + Ао-ехр(--и/т) (10)

и2 = их + Ао-ехр(-г2/т) (11)

и^ - иг ехр(гг-г1)

то их = -

1 - ехр(гг-г1)

Следовательно, будет исключено влияние переходного процесса.

У электролитических конденсаторов при подаче поляризулдего напряжения согласно схеме рис.2 происходит изменение последовательного сопротивления утечки, обусловленное внутренними электрохимическими процессами. Вследствие чего на конденсаторе возникает составляидая напряжения, описываемая выражением

и = ио ехр(-г/т) (12)

где т также является функцией от времени. Если начинать процесс измерения комплексного сопротивления, до окончания переходного процесса возникает значительная погрешность. В предложенной структуре для сокращения цикла измерения необходимо измерять непрерывно во времени ток утечки, вычислять приближенную производную от функции (12) и переходить к измерению комплексного сопротивления, когда производная станет меньше определенного значения.

1.3. Вариационная коррекция аддитивной погрешности.

В рассмотренных схемах прямого преобразования практически отсутствует аддитивная погрешность в области измерения малых импедансов. При измерении высоких импедансов появляется значительная аддитивная погрешность, обусловленная емкостью измерительного кабеля, что ограничивает возможности дистанционного измерения параметров объекта. Исследование этого вопроса позволило автору разработать вариационный метод коррекции аддитивной погрешности измерений [9]. На рис.3 представлен пример реализации. В такой измерительной цепи справедливо такое соотношение

гх их

- = --(13)

го ио

При первом измерении переключатель устанавливают в такое положение, чтобы импеданс утечки соединительного кабеля шунтировал объект измерения. При этом уравнение (13) имеет вид

гх-гу

их гх+гу

- = --(14)

ио го

- ю-

где гу - импеданс кабеля между центральным проводом и экраном.

При втором измерении переключатель устанавливают в такое положение, чтобы импеданс утечки кабеля шунтировал образцовую меру. Уравнение (13) в этом случае приобретает вид:

их гх г % о ч

-=- Г 1+- 1 (15)

ио го 1 гу }

Решая систему уравнений (14) и (15), находим 2х.

Рассмотренный метод ксррзк т аддитивной погрешности может быть также применен в четырехплечных и трансформаторных мостах.

Автором найдены уравнения преобразования и определены метрологические характеристики таких цепей.Предложенный метод позволяет исключить аддитивную погрешность автоматически без отключения объекта оператором.

1.4. Автоматизация процесса измерений.

1.4.1. Автоматизация выбора пределов.

Автоматизация процесса измерений в схемах прямого преобразования, особенно в цепях с "зонированием", является достаточно сложной операцией, которая не всегда находит удачное решение. Автором разработан способ определения динамического диапазона в приборах с зонированием за минимальное время 13 к

Сущность способа заключается -в том,при появлении признака выхода прибора за динамический диапазон первоначально изменяют номер "зоны" измерений,а при достижении крайнего значения начинают изменять предел измерений до тех пор,пока измерительный сигнал не вернется в заданный динамический диапазон. Если, по окончании переключения пределов, измерительный сигнал вышел за границу динамического диапазона, то изменяют номер "зон" в другом направлении, до попадания сигнала в допустимые границы динамического диапазона. Такой способ обеспечивает высокое быстродействие и следящий режим системы выбора пределов.

1.4.2. Автоматизация формирования измерительно-поляризующих сигналов.

Существенным при создании автоматических измерительных приборов с мощным воздействием поляризующего напряжения на объект измерений является разработка качественного автоматически управляемого источника поляризующего напряжения и измерительного сигнала.

Автором разработана структура [2] измерительного прибора прямого преобразования о источником поляризующего напряжения (Рис.4). Работа

такого устройства состоит из трех основных этапов. На первом этапе на вход источника полается управляете поляризующее напряжение и источник выполняет функцию генератора заданного тока заряда измеряемого конденсатора. На втором этапе (по окончании процесса заряда) источник автоматически переходит в режим генератора напряжения и обоспечиваот подачу на измерительную цег , суммы постоянного поляризующего и переменного измерительного напряжений. После окончания измерения со входа источника снимается поляризующий сигнал и источник автоматически переходит в режим разряда измеряемого конденсатора заданным током, дам обеспечения значительного (до 0,5-1 А) измерительного тока и высокой экономичности работы п режиме измерения рззрядно-зарядные транзисторы образуют для рабочего сигнала симметричную схему, работающую в массе АВ. Автоматический быстрый переход источника из одного регзша в другой (в зависимости от изменений условий по выходу) обеспечивает высокую надежность прибора при поляризующих напряжениях до 500 В и более.

1.4.3. Некоторые особенности построения автоматических микропроцессорных измерителей.

В большинстве приборов для измерения ЭПК используются встроенные микропроцессорные контроллеры (МПК).которые позволяют значительно расширить функциональные возможности приборов, проводить дополнительную обработку измерительной информации, управлять циклограммой работы прибора, вести обмен информации с ЭВМ систем, куда всеиваются приборы и т.д.

Применение МПК в измерителях ЭПК позволяет автоматизировать процесс диагностики неисправностей к за счет.этого резко упростить наладку и ремонт приборов.

В частности,автором разработаны [6] аппаратные и алгоритмические диагностические средства для упрощения процесса проверки работоспособности, поиска и устранения неисправности приборов прямого преобразования на этапе выпуска.Это достигается обеспечением независимого управления составными частями прибора, измерением и анализом выходных сигналов узлов, организацией циклического и поискового режимов работы. Кроме осн' шого режима "Измерение'', введен режим "Отладка",что позволяет вести настройку и ремонт приборов без применения нестандартного контрольно-измерительного оборудования.

Применение МШ. в измерителях ЭПК приводит и к нежелательным воздействиям на измерительный тракт из-за широкополосных электромагнитных полей, вызываемых работой ШН. Это обстоятельство ухудшает ме-

трологические характеристики приборов.

Защита от электромагнитных помех традиционными средствами (экранирование, гальванические развязки и т.д.) приводит к усложнению конструкции приборов и не достаточно эффективно.

Автором .разработаны [4,201 аппаратно-программные способы разделения во время работы МПК и измерительного тракта и подавления за счет этого влияния помех. На рис.5 приведена структура устройства, реализующего один из таких способов. Структура позволяет • остановить ИЖ и сформировать два интервала времени - первый для установления режима усилителя, второй - для собст: ">нно такта измерения сигналов в. тракте. После чего опять включается МПК для выполнения основной программы измерений.

Заданные интервалы времени формируются с помощью небольших мало-шумящих пересчетных схем.

Такое решение значительно упрощает конструкцию й схему'прибора.

2. ОСОБЕННОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АППАРАТУРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭПК

Метрологическое обеспечение парка приборов является необходимым условием; без выполнения которого невозможно обеспечение, высокого качества технологического процесса, в настоящее время практически отсутствует метрологическое обеспечение измерений в низкоишедансной области. В связи с этим автором проведены работы [5,8,13,14], где предложены и исследованы трансформаторные меры емкости и тангенса угла потерь.

На' рис.6 приведена принципиальная схема одной из таких мер- [5]. Эквивалентное сопротивление такой меры составляет:

Z9 = Zo - ( 1 + ft > (16)

m2-m/,

где ¡¡'f - погрешность формирования импеданса в трансформаторной мере, обусловленная влиянием токов намагничивания сердечников трансформаторов и остаточными сопротивлениями обмоток этих трансформаторов.

Для компенсации погрешности в Тр.1 и Тр.2 введены дополнительные каналы, содержание обмотки и т^ и дополнительные сердечники 3 и 4. В первом' трансформаторе в третьей обмотке за счет магнитного потока дополнительного сердечника формируется ток, определяемый разностью приведенного к вторичной цепи тока первой обмотки и тока второй обмотки, т.е. примерно равный приведенному к вторичной цепи току намагничивания первого сердечника, этот ток вводятся в

цепь образцового импеданса и увеличивает на пем падение напряжения. В результате увеличивается напряжение на выходе трансформаторной меры и компенсируется составляющая погрешности. На втором трансформаторе компенсирующее воздействие формируется на первой обмотке и определяется разностью приложенного к этой обмотке напряжения образцового импеданса и наведенной в этой обмотке магнитил потоком второго сердечника ЭДС из дополнительной третьей обмотки гаг. При равенстве чисел витков в обмотках ПЦ и тв напряжение на обмотке т., равняется падению напряжения на обмотке го5. Под дэйствием напряжения на обмотке т^ возникает магнитный поток в сердечнике з и напряжение на выходе трансформаторной меры ( обмотка а3 ) увеличивается. За счет этого компенсируется составляющая погрешности второго трансформатора. Таким образом практически полностью компенсируется погреш-■ ность ^.

Для повышения точности таких мер также используется ряд приемов: применение сердечников с высокой магнитной проницаемостью; минимизация актизных' сопротивлений обмоток трансформаторных преобразователей; схемная компенсация погрешности преобразования [5,13]. Однако все усилия, направленные на создание высокоточных мер могут оказаться напрасными, если не учитывать дополнительную погрешность, обусловленную индуктивной связью между токовыми и- потенциальными цепями трансформаторной меры [14]. Наличие индуктивной связи между токовой и потенциальной цепями трансформаторной меры эквивалентно' включению индуктивности М последовательно с импедансом 2э.

В случае меры емкости эквивалентное сопротивление этого устройства:

2 ''

1 1 -60 сэ М

гэ --+ За>И ---(17)

Зо Сэ ЗозСэ

где Сэ , - емкость трансформаторной меры.

Анализ выражения (17) показывает, что при (согСэ М < 1 ) эквивалентное сопротивление меры будет иметь емкостной характер, а эквивалентная емкость устройства будет больше емкости Сэ, т.е. Сэ = Сэ /(1-ысэ М). № уменьшения влияния этой индуктивной связи стараются уменьшить индуктивность рассеивания обмоток трансформаторов, применяют экранирование и другие конструктивные приемы. Кроме того для учета влияния индуктивной связи можно замкнуть накоротко образцовый элемент го и измерить эквивалентное сопротивление устройства. Поокольку напряжение на потенциальных зажимах меры определяются толь-

ко рассматриваемой индуктивной связыэ, то измеренное эквивалентное сопротивление: гэ = Зо>М. Злая рабочую частоту, используя выражение (17), можно найти истинное значение эквивалентного сопротивления трансформаторной мэры, которое может отличаться от расчетных в диапазоне свыше 5 Ф более'чем на 100%.

Применение изложенных методов позволило создать автоматическую микропроцессорную трансформаторную меру с кодовым управлением и диапазоном емкостей 5 нФ - 10 О, а также ряд других метрологических устройств.

3. АППАРАТУРА ДЛИ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Изготовление алюминиевых электролитических конденсаторов включает в себя технологические процессы травления и формовки фольги в электролитах.

.контроль и поддержание основных параметров (температуры, удельного сопротивления) электролитов.- основа качества конденсаторов.

Известные'способы измерения удельной проводимости не в полной мере удовлетворяют потребности производства.Двухэлектродныэ кондуктометры требуют дефицитных и дорогих платинированных измерительных ячеек, обладают низкими высокогабаритными характеристиками, недостаточной точностью.

Автором предложена £163 структура кондуктометра и конструкция измерительной четырехэлэктродной ячейки, в которых полностью исключено влияние цриэлектродных процессов на результат измерения. На этой основе разработан малогабаритный четырехэлектродный кондуктометр с набором кондуктометрических ячеек ПК ВД-1. Прибор используется для контроля технологического процесса производства фольги и определения ее параметров. '

4. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ЭПК И ДЛЯ ЭЛЕКТРО-ТЕРМОТРЕНИРОВКИ

Вследствии большой -трудоемкости технологических операций электротренировки, проверки ЭПК и разбраковки конденсаторов по видам брака, остро необходимо создание технологического оборудования, выполняющего эти операции в автоматическом режима.

Использование результатов исследований и разработок [1,2-4,6, 10-12,15] позволило создать высокопроизводительные автоматические линии контроля ЭПК и электротермотренировки УТТ.КЭА-3600, УТТ.КЗА-2600 и др. В линиях с конденсаторами автоматически выполняются следувдие

опэрацшп загрузка, контроль короткозамкнутых, ориентирование по полярности, электро-термотренировка, измерение ЭПК, сортировка по результатам измерений на грутш номинальных значений и по видам брака, учет количества годных и брака. Предложены способы повышения скорости движения конвейера таких линий, основанныо на разнесении во времени и синхронизации параллельных процессов измерения и вычислений в измерительной аппаратуре и процессов переноса и подключения объекта тренировки на конвейере, позволяющие обеспечить непрерывность движения и высокое быстродействие процессов тренировки.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ЗАКЛЮЧАЮТСЯ В СЛВДУЩЕМ:

1. Разработаны и исследованы ноше структуры мостоеых измерительных цепей и цепей прямого преобразования, позволяющие измерять ЭПК в условиях воздействия высоких поляризующих напряжений з широком диапазоне измеряемых параметров и рабочих частот.

2. Предложены и исследованы измерительные цеш с вариационной коррекцией погрешности измерения, позволяющие обеспечить высокую дистанционность измерительных приборов, без потери точности измерений.

3. Разработаны микропроцессорные измерители ЗПК с автоматическим процессом измерений. Созданы алгоритмы функционирования таких приборов с близким к минимальному временем измерения.

4. Разработаны методы подавления влияния на результаты измерения специфических помех, источником которых является встроенный !Ш.

5. Разработаны и реализованы программно и ашаратно диагностические средства для оперативной наладки и.ремонта приборов на этапе выпуска.

6. Разработаны способы повышения точности и созданы новые кодо-управляемые меры для метрологического обеспечения выпускаемых приборов, исследованы погрешности этих мер.

7. Создана термокондуктометрическая аппаратура для измерения параметров технологических сред и управления техпроцессом.

8. Разработаны, изготовлены и введены в эксплуатацию автоматические линии для алектро-термотренировки.и контроля конденсаторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУВДиХ РАБОТАХ:

1. А.С.1275567 СССР, МКИ3 Н01.С13/00. Устройство для коттроля и сортировки радиодеталей с однонаправленными выводами, преимущественно

конденсаторов по электрическим параметрам. /С.Н.Рязанцев, А.А.Вдовин и др. (СССР) - 4с.: ил.

2. Л.С.1466472 СССР, МКИ С0Ш7/2б. Устройство для измерений параметров комплексного сопротивления /Г.Ф.Гордиенко, А.А.Вдовин и др. (СССР) - Зс.: ил.

3. А.С. 1473550 СССР, МКИ 001Н17/10. Измеритель параметров комплексных сопротивлений /Ф.Б.Гриневич, Г.Ф.Гордиенко, М.Н.Сурду, А.А.Вдовин и др. (СССР) - 4с.: ил.

4. А.С.1485152 СССР, МКИ3 С01Н27/26. Микропроцессорный измеритель параметров комплексных сопротивлс шй /Г.Ф.Гордиенко, А.А.Вдовин и др. (СССР) - Зс.: ил.

5. А.С.1566301 СССР, МКИ3 С0Ш27/00. Трансформаторная мера импеданса /А.А.Вдовин, В.П.Карпенко и др. (СССР) - Зс.: ил.

6. А.С.1594452 СССР, МКИ3 С01Й27/26. Измеритель параметров комплексных сопротивлений /Г.Ф.Гордиенко, А.А.Вдовин и др. (СССР) -8с.: ил.

7. А.С.1631448 СССР, МКИ3 С0Ш7/12. Мост переменного тока. /М.Н.Сурду, В.Г.Мельник, А.А.Вдовин и др. (СССР) - 4с.: ил.

. 8. А.С. 1656601 СССР, МКИ3 Н01Е40/14. ЧетырехзахимтЯ трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления /В.П.Карпенко, С»В.Макаренко, А.А.Вдовин и др. (СССР) - Зс.: ил.

9. А.С.1659880 СССР, МКИ3 С0Ш7/12. Способ оцределения. иммитан-са /М.Н.Сурду, В.Г.Мельник, Б.А.Нромпляс, А.А.Вдовин и др.(СССР) -6с.: ил.

10^ А.С.1686387 СССР, МКИ3 С01И27/26. Измеритель параметров комплексных сопротивлений / М.Н.Сурду, Г.Ф.Гордиенко, А.А.Вдовин и др. (СССР) - 5с.: ил.

11. А.А.Вдовин, Г.Ф.Гордиенко, и др. Автоматический микропроцессорный видео ШЗ - метр.

Электронная промышленность. Научно-технический журнал вып. 8(176), 1988г., г.Москва, ЦНИИ "Электроника" с.56.:

12. М.Н.Сурду, Г.Ф.Гордиенко, А.А.Вдовин и др. Автоматический микропроцессорный измеритель параметров комплексных сопротивлений.

Электронная техника. Серия "Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. Вып.'3(135) научно-технический сборник. Москва, 1989, ЦНЩ1 "Электроника" с.35-39.

13. А.А;Вдовин, С.В.Макаренко, М.Н.Сурду. Компенсация одной составляющей! погрешности линейных трансформаторных преобразователей импеданса. Техническая электродинамика 1989 N1 с.92-97.

14. В.П.Каргонко, С.ВЛакаренко, М.Н.Сурду, А.А.Вдовин и др. Погрешность эквивалентного сопротивления в трансформаторных мерах.// Техн.электродинамика - 1590, 111 с.93-101.

15. А.Л.Вдовин. Способы повышения точности измерения в устройствах прямого преоОразованз^./ЛТуга развития кондексаторострсения: Тез.докл.конф. - Хмельницкий, 1989, с.61.

16. А.Л.Вдовин, А.А.Михалъ, М.Н.Сурду. Кондуктометрический концен-тратомор.// Пути развития конденсатсростроения: Тез.докл.конф. -^-элыншкий, 1939, с.65.

1Т. Г.Ф.Гордиенко, А.А.Вдовин и др. Установка для коптроля емкости н тангенса диэлектрических потерь керамических дисковых конденсаторов. // Пути развития копденсаторостроения: Тез.докл.конф. - Хмельницкий, ¡989, с.67-68. '

18. А.А.Вдовин. Семейство микропроцессорных видеопзмерителой комплексных сопротивлений .и средства их метрологического обеспечения. //Состояние и тенденции развития метрики полупроводниковых и диэлектрических структур: Тез.докл.конф. - Саратов,1990, с.5-6.

19. А.А.Вдовин, Б.А.Кромпляс и др. Широкополосный анализатор параметров пассивных электро-рьдио-элементов./ВКН. Тезисы докладов Всесоюзной нзучко-техническсй конференции "Информационно-измерительные системы" Санкт-Петербург, 1991, с.92.

20. И.В.Третяк, А.А.Вдовин, и др. Снижение влияния микропроце с сорных помех в измерителях параметров конденсаторов: Тез.докл.конф.-Хиельницкий, 1989, с.67.

Л п ч п ы а в к л а д. Автором самостоятельно выполнены работы 15, 18. В работах 2, 4, 6,7, 9, 10, 20 автором предложены при равном растил с соавторами методы построения, структурные схемы и алгоритмы работы устройств. В работах 1, 3, 5, 8, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 19, автором выполнен ряд теоретических исследований по анализу особенностей функционирования п метрологических характеристик аппаратуры.

-ís-

Puc. 1.

Рис. 2 .

ô -L

bV

JrT --

Puc.3 ■

измерительный npeoôpasoSa-mení

Йис. к.

ии Чг лап л"

Форм-

Блок сопряжении

йш

Сч

СП

II

ЪадотМ«

KoSoè

Рис 5

И£_

МПК

Рис. S

К