ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Сущность способа определения удельного электросопротивления твердых материалов заключается в следующем.

В контакт с поверхностью первого эталонного образца с известными удельным электросопротивлением Рэ1 и геометрией (длина a ₁, ширина b ₁) приводят четыре зонда, расположенных вдоль прямой линии параллельно длине a ₁ образца на фиксированном расстоянии s друг от друга, в плоскости, перпендикулярной поверхности образца. Пропускают ток li через образец между внешними зондами, измеряют падение напряжения u_iна образце посредством двух внутренних зондов. Затем определяют удельное сопротивление Рэ2 второго (i+1)эталонного образца с геометрией a ₂/b ₂, равной отношению длины а_i+1и ширины b_i+1, т.e. a ₂/b ₂=ca ₁/b ₁, таким образом

(1)

По определению из (1) значениюpэ2(i+1) и известномуpэ2вычисляют масштабный коэффициент Кi+1. учитывающий изменение геометрии от первого ко второму эталону (деформацию, коэффициент преобразования координат), однозначно связанное через измеряемые величины. Принимая для удобстваi+2=j, получаем расчетную формулу для определения удельного электросопротивления исследуемого образца с геометрией, равной второму эталону и отличной от геометрии первого эталона:

(2)

На практике удельное электросопротивление удобно рассчитывать по формулеp= k _j-1u _j, а масштабный коэффициент К_j-1=К_j+1рассчитывают по двум эталонам перед измерениями на исследуемых образцах.

Устройство для определения удельного электросопротивления твердых материалов содержит датчик 1 тока, выполненный в виде резистора, исследуемый образец изделий 2, измерительный зонд 3, интегратор 4, усилитель 5. компаратор 6, связанный с информационным входом 7 оперативного запоминающего устройства 8, управляющий вход 9 которого соединен с генератором управляемой частоты 10, микропроцессор 11. мультиплексор 12, постоянное запоминающее устройство 13. Выходы 14 и 15 запоминающих устройств через мультиплексор 12 соединены с первыми входами 16 микропроцессора 11, связанного с блоком индикации 17, причем вторые входы микропроцессора 11 соединены с аналого-цифровым преобразователем 18.

Устройство работает циклически следующим образом.

Питание измерительного зонда осуществляется выходным сигналом компаратора. Сигналы с измерительного зонда 3 датчика 1 тока и потенциальных выходов зонда поступают для сравнения на входы компаратора 6 (фиг. 2а). Нa первый вход компаратора 6 подается сигнал с интегратора 4, а на второй вход - с усилителя 5. В момент равенства проинтегрированного напряжения с датчика 1 и усиленного напряжения с потенциальных выходом измерительного зонда 3 на выходе компаратора 6 фиксируются импульсы длительностьюt_i(фиг. 2б) пропорциональный напряжению.

Выходной сигнал компаратора 6 поступает на информационный вход 7 оперативного запоминающего устройства 8, заполненный с помощью управляющего входа 9 фиксированной частотойfо(фиг. 2в), вырабатываемой генератором 10 управляемой частоты.

На выходе оперативного запоминающего устройства 8 формируется код (фиг. 2г) прямо пропорциональный измеряемому напряжению.

В момент равенства сигналов на входах компаратора 6 последний переключается (фиг. 2б), т.е. формируется спад импульса длительностьюt_i. Спадом этого импульса отключается датчик 1 тока, обнуляется интегратор 4, с помощью микропроцессора 11 из аналого-цифрового преобразователя 18 вводится коррекция по току датчика о блок 8 посредством генератора 10.

Полученный код nj переписывается (фиг. 2д) из оперативного запоминающего устройства 8 через мультиплексор 12 о микропроцессор 11, где производится расчет по математическим моделям, хранящимся в блоке 13, активного удельного сопротивления образца изделия 2 и разбраковки образцов в заданных пределах измерения удельного активного сопротивления (фиг. 2е).

Разбраковка образцов по Р производится с помощью логической математической модели вида

где р* = n* , р* = n*, [ n* , n ^* ] - диапазон разбраковки по сопротивлению образцов, выраженный в коде.

Сигнал "годен" соответствует появлению единицы на табло блока 17, а сигнал

"брак" - появлению набора нулей на табло блока 17.

При обнулении индикатора 4 заканчивается 1-й цикл измерения и разбраковки, а компаратор 6 устанавливается в исходное состояние. Это соответствует формированию (i + 1) цикла измерения и разбраковки, который происходит аналогично i-му циклу.