пективность последних. Так как измерение малых изменений частоты может быть выполнено точнее, нежели ДС частотные методы измерения ТКЕ обеспечивают большие возможности и оказываются предпочтительнее ёмкостных методов, особенно в диапазоне малых Си. При частотных методах и прямой отсчет ТКЕ получается проще, чем при емкостных, требующих усложнения схемы [3-П]. Возможность прямого отсчета при измерении Af видна из (3-19). Как показано В. В. Базилевским [3-6], прямолинейная зависимость Af от Тс выдерживается тем точнее, чем ближе к 0,5 отношение CJC. Зависимость имеет вид Af = =Тс/(С /Си-Ы)* где fe=-ДГ/(4зх iL) =const при постоянном AT. Погрешность линейности Af=f{xc) составляет менее - 2% при 1,45Ск<Си<2,8Ск.

Схемы рис. 3-4, а, б, в, г содержат один измерительный термостат 7, в котором испытуемый конденсатор последовательно выдерживается при одной температуре (Ti), а затем при другой (Гг). Переход от одной температурной точки к другой при одном термостате [3-86] требует большого времени, что снижает производительность прибора. Увеличение производительности измерения ТКЕ привело к созданию установок с двумя термостатами либо сложному термостатирующему устройству с двумя температурными зонами. Наличие двух термостатов, в каждом из которых поддерживается необходимая температура (в одном Г), в другом Гг) ускоряет процесс измерения Тс и позволяет его автоматизировать.

Блок-схемы измерителей ТКЕ с двумя термостатирующими устройствами показаны на рис. 3-4, д, е, ж, з. Схема рис. 3-4, д повторяет блок-схему рис. 3-4, а и отличается только наличием нагревательной системы с двумя термостатами. Аналогично на рис. 3-4, е изображен двухтермостатный вариант измерительной схемы рис 3-4,

Автоматизированные измерители ТКЕ приведены на рис. 3-4,3 и 3-4, ж. В качестве измерителя С и ДС на рис. 3-4, з использован автоматический мост либо измерительная схема с вычислителями на основе Х-образных решающих четырхполюсников [3-73, 3-74, 3-85], а на рис. 3-4, ж применена система измерения С и ДС с помощью операционного усилителя (см. гл. 2). В этих схемах испытуемый конденсатор 2 в термостате 15 выдерживается при температуре Т, измерительные системы 7, 17 или 21 определяют его емкость, которая запоминается системой памяти 18, затем конденсатор 2 механической системой переносится в термостат 16 и нагревается до Т2. При достижении на конденсаторе температуры Т2 измерительные системы определяют новое значение емкости и ДС. Система обработки данных 19 производит вычисление Тс и выдает результаты измерения на цифровое отсчетное устройство 20.

Оригинальная запоминающая система на основе использования магнитного барабана предложена Балинцом Н. Ф.,

Ивлевым И. Ф. и др. [3-7] в устройстве для контроля и сортировки радиодеталей. В устройстве, предназначенном для измерения температурных коэффициентов, был применен автоматический мост, в плечо уравновешивания по емкости которого был встроен конденсатор с логарифмическим законом изменения емкости от угла поворота. При этом разность углов при двух уравновешиваниях (при A7=const), как и в случае применения логарифмического конденсатора в контуре [3-11, 3-33], пропорциональна температурному коэффициенту испытуемого объекта. Действительно, если емкость образцового конденсатора С =

Рис. 3-5. Основные схемы РРЧ

= Сое**1, где ср - угол поворота ротора конденсатора, то при Ar=const, дифференцируя С по ф, можно показать, что Аф = =АС/(ЬСАТ), где 6=&/А7= (1пСмакс -1пС ин)/(А7фмакс). Движок логарифмического элемента механически связывался с осью магнитного барабана, и их движение было синхронным.

В первой температурной точке Ti (как это имело место при рассмотрении блок-схемы рис. 3-4, з) мост устанавливает значение параметра при Гь В момент равновесия моста усиленный импульс тока подается на записывающую головку, с помощью которой импульс отмечает угол поворота магнитного барабана, пропорциональный величине параметра при Т[. При достижении нужной температуры Гг испытуемая деталь снова подключается к измерительному мосту, происходит второе уравновешивание и на той же магнитной дорожке записывается новый импульс, соответствующий параметру детали при Гг.

Как уже упоминалось, разность углов, а следовательно, и соответствующий промежуток времени 4 (необходимый для поворота барабана на разностный угол) пропорциональны ТКЕ (если испытуемым объектом является конденсатор). В дальнейшем с помощью пересчетной схемы промежуток времени заме-

няется импульсами, управляющими кана[лами сортировки по величине ТКЕ. Описанная система применена к установке 6025, разработанной В. В. Корженевским. Кроме магнитного барабана, могут быть применены и запоминающие системы на ферритах и ферритовых транзисторных ячейках, диодах и реле. Подобные устройства использованы А. Е. Павловым в установке ТКЕ-9 (см. табл. 3-3). Автоматические системы и мостовые устройства для измерения емкости широко освещены в литературе (см. гл. 2).

Определение АС применением счетных резонансных цепочек или РРЧ, как их назвал В. Б. Булейко [3-9], базируется на интересных: свойствах этих цепей, открытых недавно Юффлером (Uffler Н. J.) [3-87]. Особенности этих схем, нашедших применение в вычислительной технике, недостаточно известны инженерам-измерителям, поэтому вкратце отметим их. Схемы РРЧ можно увидеть на рис. 3-5. Главной особенностью их является подобность идеальным трансформаторам [3-21]. Сопротивление короткого замыкания их (Zk. з) с любой стороны и выходное сопротивление (Zgbix), если пренебречь потерями в элементах, равно нулю, а сопротивление холостого хода (Z. х) и входное сопротивление (Zgx) равны бесконечности. Для этих схем характерна связь (o2LiCi = (oL2C2=(B2L3(Ci-f Сг) = 1. Схема рис. 3-5, а осуществляет функцию умножения входного напряжения на постоянный коэффициент, равный отношению емкостей звеньев, а именно: Uz-kUi, где k=-CJC2. Так как коэффициент k является действительным, то при правильной настройке РРЧ не вносит при выполнении преобразования напряжений фазовых погрешностей и искажений, что очень важно при операциях с напряжениями высоких частот. Схема рис. 3-5, б осуществляет суммирование напряжений Ui и Uz, т. е. (7з=-{UiCJCs+UzCz/Cs). Третья схема (рис. 3-5, е) обеспечивает более сложную операцию умножения; выходное напряжение ее пропорционально входному напряжению, умноженному на ф - угол поворота ротора счетгеренных конденсаторов:

г>з=-1ф-2Со/Сз. (3-23)

При изготовлении функциональных конденсаторов в продольных ветвях с законом 2Со[1+Р{ц>)] иХ-ветвяхсзакон6м2Со[1- - F{(p)] входное напряжение будет умножаться на функцию Р{ц,),т. е. С/з=-С/1/(ф)2Со/Сз.

На рис. 3-6 приведена блок-схема установки для измерения ТКЕ, разработанная на основе вычислительной машины с РРЧ [3-72]. Вычислительная машина использует умножающие четырехполюсники типа рис. 3-5, в. При измерении емкости в каждой температурной точке вычислитель решает линейное уравнение типа U2={ki+k2+k3) Ul, где - коэффициент преобразования

Решающий резонансный четырехполюсник.