Введение к работе
' '^:-л , "
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 характеристики 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 по 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-саторостроения. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
разработка и исследование методов 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 диапазоне частот;
разработка и исследование автоматической аппаратура для метрологического обеспечения измерительных приборов;
освоение серийного выпуска ряда многофункциональных высокоточных приборов контроля ЭПК;
разработка и выпуск высокопроизводительных автоматизированных линий для влектро-термотренировки и контроля ЭПК.
Методы исследований. Теоретический анализ, про-вэденнкй в работе, основан на применении теории электрических цепей, теоретических основ информационно-измерительной техники, положении 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 методы 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 напрякений 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 импедадсов.
Автор защищает: новые способы построения измерителей ЭПК, обеспечивающие высокую точность измерения в условиях поляризующих напряжений на объекте измерения;
коЕые 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" S до 10 Ф с погрешность") менее 10"гпри 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 электротермотренировки и контроля ЭПК конденсаторов;
приборы, построенные на базе вариационных методов коррекции ад-
- j5T-
датнвноЯ погрешности, обоспочивают дистанционные измерения 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" микропроцессорных приборов ПИЭКДА-0,2; ПИЭКДА-0,2-100; многочастотного широкополосного измерителя RLC ПИКСМ-0,2; термокондуктоморов ІЇЇС5Щ-1, автоматизированных линий УТТ.КЭА-3600-50 и УТТ.КЭА-2600 для электротермотренировки 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 участив 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.
