2738
.pdfВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Л.Н. Никитин, В.Т. Грищенко
Оборудование
для испытаний радиосистем
Учебное пособие
ВОРОНЕЖ 2001
Справочник магнитного диска
(кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры)
Л.Н. Никитин, В.Т. Грищенко
Оборудование для испытаний радиосистем
Учебное пособие
ОборудованиеISP.doc |
923,648 байта |
20.12.00. |
(наименование файла) |
(объем файла) |
(дата) |
2
УДК 621.396.6
Оборудование для испытаний радиосистем: Учебное пособие / Л.Н. Никитин, В.Т. Грищенко. Воронеж: Издательство ВГТУ, 2000, 79 с.
В учебном пособии представлено специальное оборудование, позволяющее искусственно воспроизводить воздействие различных внешних факторов, действующих на радиоэлектронные устройства. Материал пособия излагается на основе действующих Государственных стандартов.
Издание соответствует рабочей программе дисциплины “Испытание и диагностика телевизионных систем” и предназначено для студентов специальности 200800 “Проектирование и технология РЭС” дневной и заочной формы обучения.
Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе MS WORD 98 и содержится в файле «ОборудованиеISP».
Табл. ___18____ Ил. ___20____ Библиограф. ___4 наимен.___
Научный редактор д-р техн. наук В.М. Шишкин
Рецензенты: Испытательный центр ОАО “Видеофон”;
доцент физического факультета ВГУ А.Н. Лукин
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета.
©Никитин Л.Н., Грищенко В.Т.
©Оформление. Издательство Воронежского государственного технического университета, 2001
3
СОДЕРЖАНИЕ
1 Средства измерения температуры
2 Средства измерения влажности воздуха
3 Вакуумные машины и установки
4 Силоизмерительные устройства с упругими динамометрами
5 Измерения радиационного излучения
5.1Средства измерения радиационного излучения. Виды ионизирующих излучений.
5.2Испытательное оборудование. Общие методы измерения ионизирующих излучений.
5.3Признаки класификации радиационных устройств. 5.4, Термины и определения основных понятий радиационной техники. 6 Вибрационные измерения
6.1Измеряемые параметры
6.2Аппаратура
6.3Проведение испытаний
6.4Обработка результатов измерений
6.5Термины вибрация Список использованных источников
4
ВВЕДЕНИЕ
Необходимость испытаний радиоэлектронных систем РЭС определяется тем, что из-за исключительной сложности конструкции и большого числа взаимосвязанных между собой параметров и характеристик изделия РЭС нельзя при выборе проектных, технологических и эксплуатационных решений полагаться только на априорные представления и теоретические предположения об их изменениях в различных условиях эксплуатации. Для подтверждения правильности выбранных и принятых новых решений необходим эксперимент-испытание.
Испытания относятся к числу наиболее ответственных и трудоемких этапов проектирования, производства и эксплуатации РЭС. Они классифицируются по видам и назначению, объему и содержанию, месту проведения и регламентируются соответствующими ГОСТами и ОСТами.
Анализ технологических процессов испытаний и практика их проведения позволяют выделить характерные для всех видов испытания этапы, а именно: подготовку объекта и оборудования к испытаниям и собственно испытания. К последним относится управление процессом испытаний; измерение физических параметров объекта испытаний и внешних воздействий; обработка результатов измерений; анализ состояния объекта испытаний; выработка рекомендаций по корректировке проектных решений; регулировка; диагностирование и поиск неисправностей объекта испытаний; регистрация результатов или документирование технологического процесса испытаний.
Все перечисленные этапы состоят из сложных и трудоемких инфор- мационно-измерительных и управляющих процессов. Успешная их реализация невозможна без знания и правильного использования испытательного оборудования.
Учебное пособие написано по программе курса «Диагностика и испытание видеосистем» читаемого в ВГТУ по специальности «Проектирование и технология РЭС». Материал пособия излагается на основе действующих государственных и отраслевых стандартов.
5
1 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
В качестве датчиков температуры в испытательной технике применяют термопреобразователи сопротивления [З], термоэлектрические преобразователи, жидкостные термометры, дилатометры и пирометры. Наиболее широкое применение получили термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи. Их выпускают в разных исполнениях в зависимости от способа контакта с окружающей средой (погружаемые, поверхностные), условий эксплуатации (стационарные, переносные), защищенности от воздействия окружающей среды (обыкновенные, пылезащищенные, водозащищенные, взрывозащищенные), герметичности, инерционности, устойчивости к механическим воздействиям (обыкновенные, виброустойчивые). Они различаются также по количеству чувствительных элементов для измерения температуры в одной зоне (одинарные, двойные), числу зон (одно- и многозонные) и выводных проводников (два, три, четыре).
Принцип действия термопреобразователей сопротивления основан на использовании свойства чувствительного элемента менять свое сопротивление при изменении температуры. Они могут быть проволочными и полупроводниковыми. Материалом проволочных термопреобразователей является, как правило, медь или платина (табл. 1.1). Чувствительный элемент большинства из них представляет собой спираль, намотанную без механических натяжений на каркас из изоляционного материала. Каркас со спиралью помещен в защитный кожух, представляющий собой металлическую или стеклянную гильзу, заполняемую гелием или порошком окиси алюминия. Важным параметром преобразователя является показатель тепловой инерции или постоянная времени, определяемая как время, в течение которого тело, помещенное в среду с постоянной температурой, нагревается до 63,2 % значения температуры среды. По этому параметру термопреобразователи сопротивления выпускают с малой тепловой инерцией (не более 10 с), со средней (не более 60 с) и с большой (более 60 с), что определяется их конструкцией. По точности измерения температуры термопреобразователи сопротивления делят на пять классов (табл. 1.2). Температурный коэффициент полупроводниковых термопреобразователей (термисторов) более высокий (3-6 % на 1 "С) по сравнению с проволочными (0 4 % на 1°С). Они отличаются большим внутренним сопротивлением, малыми габаритами, высокой механической прочностью, длительным сроком службы и низкой стоимостью. К недостаткам термисторов относят нелинейность и низкую воспроизводимость градуировочной характеристики, что приводит к необходимости их индивидуальной градуировки.
6
Таблица 1.1 - Основные параметры термопреобразователей сопротивления (по ГОСТ 6651-78)
Тип |
термо- |
Номинальная |
статиче- |
Диапазон |
изме- |
Номинальное со- |
Отношение |
|
преобразова- |
ская |
характеристика |
ряемых |
темпера- |
противление при 0 |
W100=R100/Ro |
||
теля (матери- |
преобразования |
|
тур, °С |
|
°С, Ом |
|
||
ал |
проволо- |
|
|
|
|
|
|
|
ки) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТСП |
|
1П |
|
|
От-50 до 1100 |
1 |
1,3910 |
|
(платина) |
5П |
|
|
"-100" 1100 |
5 |
|
||
|
|
10П |
|
|
"-200" 1000 |
10 |
|
|
|
|
50П |
|
|
" -260" 1000 |
50 |
|
|
|
|
100П 500П |
|
" -260" 1000 |
100 |
|
||
|
|
|
|
|
" -260" 300 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ТСМ (медь) |
10М |
|
|
От-50 до 200 |
10 |
1,4280 |
||
|
|
50М |
|
|
" -50" 200 |
|
50 |
|
|
|
100М |
|
|
" -200" 200 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.2 - Допускаемые отклонения параметров термопреобразователей сопротивления
Допускаемые отклонения |
Класс термопреобразователя |
ТСП |
ТСМ |
|
|
|
|
Номинального сопротивления при 0 "С, % |
I |
±0,05 |
- |
|
II |
±0,1 |
±0,1 |
|
III |
+0,2 |
+0,2 |
|
IV |
+0,4 |
+0,5 |
|
V |
+0,5 |
±1 |
|
|
|
|
Отклонения |
I |
-0,0015 |
- |
1,391(ТСП) |
|
-0,0005 |
|
W100 =1,428 (ТСМ) |
II |
-0,0015 |
±0,0010 |
|
|
-0,0010 |
|
|
III |
+0,0015 |
±0,0020 |
|
|
-0 0020 |
|
|
IV |
+0,0015 |
±0,0030 |
|
|
-0,0030 |
|
|
V |
+0,0015 |
+0,0030 |
|
|
-0,0050 |
-0,0050 |
|
|
|
|
Чувствительным элементом термоэлектрического преобразователя является термопара, представляющая собой два разнородных электрода, соединенных в одной точке (рабочий конец термопары). При неравенстве
7
температур рабочего и свободных концов термопары на последних возникает сигнал (термо-ЭДС), пропорциональный разности температур рабочего и свободных концов. Термоэлектрические преобразователи работают в широком интервале температур. Низкие температуры (до -200 °С) измеряют медь-копелевыми, хромель-копелевыми, хромель-алюмелевыми, желе- зо-константановыми и медь-константановыми термопреобразователями, из которых последние получили наибольшее применение. Для измерения более низких температур термоэлектрические преобразователи применяют редко вследствие их невысокой чувствительности, а также значительных погрешностей, обусловленных паразитными ЭДС. Преобразователи типа ТВР используют в вакууме или в инертных средах, так как при высоких температурах на воздухе они окисляются. В табл. 1.3 приведены основные параметры термоэлектрических преобразователей и формулы для вычисления пределов допускаемых отклонений термо-ЭДС термопар от градуировочных таблиц.
Таблица 1.3 - Основные параметры термоэлектрических преобразователей
Типы преобразователя |
Номинальная статическая ха- |
рактеристика преобразователя |
ТПР |
ПР-36/6б8 |
|
ТПП |
ППх |
|
ТХА |
ХДв |
|
ТХК |
ХКб8 |
|
ТВР |
ВР5/20<яг1 |
|
|
ВР 5/20а-2 |
|
|
ВР 5/20<яг3 |
|
|
|
|
|
|
температурыИзмерениепри |
применениедлительном, °С |
- |
Материал термоэлектродов |
|
температураПредельнаяизме |
||
|
|
|
|
|
Платинородий (30% родия)- |
|
300-1500 |
1800 |
|
платинородий (6% родия) |
|
|
|
|
Платинородий (10 % родия)- |
|
0-1300 |
1600 |
|
платива Хромель-алюмель |
|
Oт-50 до |
1300 |
|
Хромель-копель |
|
1000 |
|
800 |
Вольфрамрений (5 % рения) |
- |
Oт-50 до |
2500 |
|
вольфрамрений (20 % |
|
600 |
|
|
рения) |
|
0-1800 |
|
|
|
|
|
|
|
рений при кратковременном |
применении, °С Допускаемые отклонения тер- |
мо-ЭДС термопар преобразо- |
вателей, мВ |
0,01+3,3·10-5(t-300)
0,01+2,5·10-5(t-300) 0,016+2,0·10-4(t-300) 0,02+6,0·10-4(t-300) 0,08+4,0·10-5\t-1000)
Термоэлектрический преобразователь как элемент системы регулирования в значительной степени определяет характеристики температурного устройства испытательной машины. Тепловая инерция термопреобразователя зависит от его конструктивного исполнения, уровня температуры и диаметра термоэлектродов. Выпускают термопреобразователи малой, средней, большой и ненормированной инерционности с показателем тепловой инерции соответственно не более 5, 60, 180 и свыше 180 с для погружаемых и не более 10, 120, 300 и свыше 300 с для поверхностных термопреобразователей. Учитывая высокие метрологические требования,
8
предъявляемые к температурному устройству испытательной машины, применяют термопреобразователи без чехлов, что существенно снижает их тепловую инерцию. Характеристики общепромышленных преобразователей без чехлов и поверхностных преобразователей некоторых типов приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4 - Характеристики термоэлектрических преобразователей
Тип преобра- |
Среда |
(объ- |
Пределы измерения, |
Погрешность, |
Длина, мм |
зователя |
ект) |
измере- |
°С |
мВ |
|
|
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТХА-1489 |
Газовая |
0-1000 |
±0,3 |
1000-20000 |
|
ТХК-1489 |
окислитель- |
0-600 |
±0,38 |
|
|
|
ная |
|
|
|
|
ТПП-1378 |
|
0-1300 |
±0,035 |
40-10000 |
|
|
|
||||
ТПР1378 |
|
|
300-1600 |
±0,0529 |
|
|
|
|
|
|
|
ТХА-1479 |
Поверхности |
0-750 |
±0,25 |
10-800 (погружаемой части) |
|
ТХК-14 79 |
изделий |
0-600 |
±0,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТХК-834 |
|
|
0-400 |
±026 |
9000 |
ТХК-382 |
|
|
|
|
(340-2140)4-2000 |
|
|
|
|
|
|
Жидкостные термометры применяют для контроля температуры. По своему назначению термометры делят на лабораторные, технические, медицинские, метеорологические и др. В испытательной технике в основном применяют лабораторные термометры, а также некоторые модификации технических.
Ртутные стеклянные лабораторные термометры по конструкции делят на два типа: А - палочные из массивных капиллярных трубок со шкалой на внешней поверхности; Б - с вложенной шкальной пластиной, заключенной внутри оболочки термометра. Цена деления термометра определяет его группу, а пределы измерения - порядковый номер Основные технические данные термометров приведены в табл. 1.5.
Максимальная температура применения не ртутных жидкостных стеклянных термометров 200 °С. В качестве наполнителей (термометрических жидкостей) используют толуол, спирт, керосин, петролейный эфир. Термометры изготовляют трех типов: А - палочные с наружным диаметром капиллярных трубок 3-12 мм со шкалой на внешней поверхности; Б - с вложенной шкальной пластиной; В- с наружной шкальной пластиной.
9
Таблица 1.5- Основные технические данные лабораторных ртутных термометров (по ГОСТ 215-73)
Группа |
Номер |
Пределы измерения, °С |
Цена деления, °С |
Длинна термометра, |
|
термометра |
|
|
мм |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
От -30 до 70 |
|
250 |
|
2 |
0-100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0-150 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0-250 |
|
280 |
|
5 |
0-360 |
|
320 |
|
|
|
|
360 |
|
|
|
|
|
|
6 |
0-450 |
|
400 |
|
7 |
0-500 |
2 |
450 |
|
8 |
0-600 |
|
520 |
2 |
1 |
От-30 до 70 |
|
|
|
2 |
0-105 |
0,5 |
320 |
|
3 |
100-205 |
|
|
|
4 |
200-300 |
|
|
3 |
1 |
От -30 до 25 |
|
|
|
2 |
0-55 |
|
|
|
3 |
50-105 |
|
|
|
4 |
100-155 |
|
|
|
5 |
150-205 |
0,5 |
160 |
|
6 |
200-255 |
|
|
|
7 |
250-305 |
|
|
|
8 |
300-360 |
|
|
4 |
1 |
От -30 до 25 |
|
|
|
2 |
0-55 |
|
|
|
3 |
50-105 |
|
|
|
4 |
100-155 |
0,1 |
|
|
5 |
150-205 |
|
530 |
|
6 |
200-255 |
|
|
|
7 |
250-305 |
|
|
|
8 |
190-260 |
|
|
|
9 |
240-310 |
0,2 |
|
|
10 |
290-360 |
|
|
|
|
|
|
|
Все выпускаемые термометры рассчитаны либо на частичное погружение в измеряемую среду (неполное погружение), либо на погружение до считываемой температуры (полное погружение). На термометрах, рассчитанных на частичное погружение, имеется указание о глубине погружения и температуре градуировки.
По ГОСТ 9177-74, изменение показаний термометров с частичным погружением при отклонении температуры окружающей среды от 20 °С на величину до ±10 °С не должно превышать двух делений шкалы.
В испытательных устройствах широко применяют ртутный электроконтактный термометр, в капилляре которого с помощью магнитной головки по винту перемещается подвижный рабочий контакт. Задание требуемой температуры осуществляется посредством установки подвижного контакта по шкале термометра на нужный уровень. По достижении заданной температуры термометр (ртуть) замыкает электрическую цепь регулятора температуры, последний производит необходимые коммутации энергетических агрегатов. Таким образом, ртутные электроконтактные термо-
10