Тема 8. Цифровые измерительные приборы.

Цифровые измерительные приборы – это средство измерения, в котором измеряемая аналоговая величина автоматически в результате цифровой обработки преобразуется в код с выводом информации на цифровое отсчетное устройство. Виды цифровых измерительных приборов.

Существует множество видов цифровых электроизмерительных приборов. Наиболее распространенными являются цифровые мультиметры, осциллографы, амперметры, вольтметры и омметры.

Цифровые мультиметры являются универсальными приборами, способными измерять напряжение, ток и сопротивление. Они часто используются в повседневной практике инженеров, техников и электриков благодаря своей многофункциональности и компактности. Современные модели мультиметров могут также измерять емкость, индуктивность, частоту и температуру.

Осциллографы предназначены для визуализации и анализа сложных электрических сигналов. Эти приборы позволяют исследовать форму сигнала во времени, что особенно важно при работе с переменным током и сигналами высокой частоты. Цифровые осциллографы обеспечивают высокое разрешение и скорость измерений, что делает их незаменимыми в разработке и тестировании электронных устройств.

Амперметры и вольтметры используются для измерения силы тока и напряжения соответственно. В цифровом исполнении они обеспечивают высокую точность и возможность автоматической калибровки. Эти приборы находят широкое применение в промышленности, энергетике и бытовой технике.

Омметры используются для измерения сопротивления электрических цепей и компонентов. Цифровые омметры предоставляют точные значения сопротивления и могут иметь дополнительные функции, такие как измерение сопротивления изоляции.

Цифровые электроизмерительные приборы применяются в самых разных областях. В электроэнергетике они используются для мониторинга и контроля параметров электрических сетей, что позволяет обеспечивать стабильность и безопасность их работы. В промышленности эти приборы помогают в диагностике и обслуживании оборудования, предотвращая возможные поломки и простои. В быту они помогают в проверке и ремонте бытовых электроприборов, обеспечивая безопасность и эффективность их эксплуатации.

Классификация цифровых электроизмерительных приборов может осуществляться по нескольким признакам. По назначению они делятся на измерительные, регистрирующие и контрольные приборы. Измерительные приборы предназначены для определения величины электрических параметров, регистрирующие – для записи и хранения данных, а контрольные – для мониторинга и управления процессами. По типу измеряемой величины приборы классифицируются на вольтметры, амперметры, омметры, ваттметры.

Тема 9. Измерение параметров полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Первый и наиболее важный аспект измерения параметров полупроводниковых приборов – это электрические измерения. В их число входят измерения напряжения, тока, сопротивления, емкости и индуктивности. Для этих целей используются различные инструменты, такие как вольтметры, амперметры, омметры и специализированные приборы для измерения емкости и индуктивности. Например, для транзисторов важно измерить параметры, такие как коэффициент усиления по току, напряжение отсечки и насыщения, а также частотные характеристики.

Для измерения характеристик полупроводниковых приборов также используют специализированные системы измерения параметров полупроводников. Эти системы могут проводить широкий спектр тестов, включая измерение вольт-амперных характеристик, емкостных характеристик и частотных характеристик.

Температурные измерения также играют значительную роль, поскольку характеристики полупроводниковых приборов зависят от температуры. Для этого могут использоваться термокамеры, которые позволяют измерять параметры при различных температурах, начиная от криогенных до высоких температур.

Механические измерения включают тестирование на механическую прочность, устойчивость к вибрациям и ударам, что особенно важно для устройств, которые будут эксплуатироваться в жестких условиях.

Одним из первых шагов в измерении параметров ИМС является тестирование статических параметров. Это включает в себя измерение постоянного тока и напряжения в различных режимах работы микросхемы. Например, измеряют входные и выходные токи и напряжения, пороговые напряжения транзисторов, коэффициенты усиления и статическое потребление энергии. Эти измерения помогают определить базовые характеристики и соответствие микросхемы заявленным техническим характеристикам.

Измерение параметров мощности и тепловых характеристик также является ключевым аспектом тестирования ИМС. Это включает определение потребляемой мощности в различных режимах работы, измерение теплового сопротивления, а также оценку эффективности рассеивания тепла. Для этого используются различные методы, такие как использование термопар для измерения температуры, тепловизионные камеры для визуализации распределения тепла, а также специальные тестовые системы для измерения энергетических характеристик.

Помимо этих стандартных методов, современные интегральные микросхемы часто подвергаются более сложным видам тестирования, таким как электромагнитная совместимость, надежность в условиях экстремальных температур и механических воздействий.