Устройство для измерения температуры катодов электровакуумных приборов /эвп/

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КАТОДОВ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ (ЭВП), содержащее источник напряжения задержки, подключенный к клемме для подключения катода испытуемого ЭВП и среднему выводу первого двухпозицибнного переключателя , выходы которого подключены к выходу источника дополнительного напряжен 1я задержки, соединенному с индикатором, и к общей шине, первый усилитель, соединенный с клеммой для подключения анода испытуемого ЭВП и входом делителя напряжения, подключенного к входам второго двухпозиционного переключателя, средний вывод которого соединен с вторьии индикатором , генератор импульсов, выход которого соединен с управляемым входом двухпозиционных переключателей , отличающееся тем, что, с целью повьвиёния точности измерения и упрощении устройства, дополнительно введен второй инвертирующий усилитель постоянного тока с регулируемым усилением,- вход которого подключен к клемме для подклю-. чения катода испытуемого ЭВП, а выход через резистор соединен с клем-р мой для подключения анода испытуемого ЭВП, при этом первый усилитель (Л выполнен в виде усилителя постоян ного тока с малым входным сопротивс лением, управляемый вход источника дополнительного напряжения задержки подключен непосредственно к среднему выводу второго двухпозиционного переключателя. со сл ел со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 511 O01 R 31/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffMA (21) 3337235/18-21 (22) 26,.08.81 (46) 15.08,83. Бюл. Ф 30 (72) A.Â. Кабин и В.В. Головенко (53) 621 317.7(088.8) (56) 1. Иориш A.Е. и др. Основы технологии производства электровакуумных приборов. Л., "Энергия", 1971, с. 302.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 565263, кл. 01 R 31/25, 07.10.75. (54 ) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ КАТОДОВ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ

ПРИБОРОВ (ЭВП), содержащее источник напряжения задержки, подключенный к клемме для подключения катода испытуемого ЭВП и среднему выводу первого двухпозицибнного переключателя, выходы которого подключены к выходу источника дополнительного напряжения задержки, соединенному с индикатором, и к общей шине, первый усилитель, соединенный с клеммой для подключения анода испытуемого

„.SU„„ lO 5 А

ЭВП и входом делителя напряжения, подключенного к входам второго двухпозиционного переключателя, средний вывод которого соединен с вторым индикатором, генератор импульсов, выход которого соединен с управляемым входом двухпозиционных переключателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощении устройства, дополнительно введен второй инвертирующий усилитель постоянного тока с регулируемым усилением; вход которого подключен к клемме для подклю-, чения катода испытуемого ЭВП, а выход через резистор соединен с клем- мой для подключения анода испытуе- Е мого ЭВП, при этом первый усилитель выполнен в виде усилителя постоян-. ного тока с малым входным сопротивлением, управляемый вход источника дополнительного напряжения задержки подключен непосредственно к среднему выводу втсрого двухпозиционного переключателя.

1035539

Изобретение относится к технике производства электронных ламп, в частности к технике измерения их электрофизических параметров в процессе изготовления, и предназначено для измерения температуры катода. 5

Известны устройства для измерения температуры катодов ЭВП, работа которых основана на прямолинейной зависимости логарифма начального тока ЭВП от задерживающего потенциала 10 на аноде, представляющие собой мост переменногО тока. Одно плечо этого моста составлено из испытуемого ЭВП и регулируемого источника задержки, а три других выполнены в виде резо- 5 наторов одинаковой величины, в одну диагональ моста включена вторичная обмотка трансформатора генератора синусоидального напряжения, в другую — избирательный усилитель, подключенный к индикатору; в плечо .моста, смежное с испытуемым ЭВП и вторичной обмоткой трансформатора, последовательно с резистором включен измеритель постоянного тока $1).

Однако для проведения устройством измерений температуры катода.

ЭВП требуется предварительный анализ вольтамперной характеристики измеряемого ЭВП и настройка сопротивлений плеч моста устройства, равными дифференциальному сопротивлению ЭВП в диапазоне измеряемых токов, что усложняет измерения. Влияние на результат измерений межэлектродной утечки - тока через сопротивление 35 между катодом и анодом . — устройством не учитывается, что снижает точность измерений. При соизмеримых величинах тока межэлектродной утечки и началь» ного тока измерения устройством невозможны.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения температуры, содержащее соединенные. последовательно генератор синусоидального напряжения и источник напряжения задержки, подсоединенные к клемме для подключения катода испытуемой лампы и к среднему выводу первого двухпозиционного переключателя, выходы первого переключателя подключены к выходу источника дополнительного напряжения, соединенному с индикатором, и к общей шине, источник дополнительного напряжения и индикатор также подключены к общей шине.

К клемме для подключения анода испытуемого ЭВП подключен избирательный усилитель, подключенный к делителю напряжения, соединенного с входами второго двухпозиционного пере- бО ключателя, средний вывод которого .соединен с вторым индикатором, вход амплитудно-фазового дискриминатора соединен с входом второго индикатора, а выход - с управляемым входом источ»у ника дополнительного напряжения задержки, выход генератора импульсов подключен к управляемым входам двухпозиционных переключателей и к управляемому входу амплитудно-фазового дискриминатора 2).

Измерения устройством производят с использованием третьей гармоники модулированного начального тока, поскольку при этом на линейном сопротивлении межэлектродной утечки . преобразования частоты не происходит, наличие межэлектродной утечки не влияет на точность измерений.

Процесс измерения температуры катода автоматизирован.

Однако точность измерения температуры устройством ограничена. В ЭВП действительная зависимость логарифма начального тока от задерживающего потенциала является, линейной. лишь приблизительно, приближаясь к линейной тем больше,, чем больше задерживающий потенциал. Для повышения точности измерений необходимо увеличивать задерживающий потенциал.

Для устройства же существует величина задерживающего потенциала, оптимальная для преобразования частоты и выделения сигнала третьей гармоники с наименьшей ошибкой, при увеличении задерживающего потенциала более оптимального ошибка в .определении температуры резко возрастает.

Оптимальные условия, при которых ошибка минимальна, для ЭВП как датчика температуры и для устройства не совпадают, что снижает точность измерений.

Кроме того, для реализации измерений данным устройством требуется обеспечить стабильность по частоте, амплитуде применяемого генератора, отсутствие на выходе генератора гармоник, стабильность частотных характеристик и коэффициента усиления избирательного усилителя, что усложняет устройство.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры катода

ЭВП и упрощение устройства для этих измерений.

Цель достигается тем, что s устройство, содержащее источник напряжения задержки, подключенный .к клемме для подключения катода испытуемого

388 и среднему выводу первого двухпозиционного переключателя, выходы которого подключены к выходу источника дополнительного напряжения задержки, соединенному с индикатором, и к общей шине, первый усилитель, соединенный с клеммой для подключения анода испытуемого ЭВП и входом делителя напряжения, подключенного к входам второго двухпозиционного переключателя, средний вывод которого соединен с вторым индикатором, .1035539

30 ционного переключателя 4 с частотой генератора 17 импульсов. В один полупериод переключатели 4 и 12 замыкаются в положение 5, при этом отрицательный полюс источника 3 напряжения задержки подключается к общей шине, а сопротивление (Кд ) - к управляемому входу источника 7 дополнительного напряжения задержки. Во второй полупериод переключатели 4 и 12 замыкаются в положение 6, при этом к отрицательному полюсу источника 3 напряжения задержки последовательно подключается источник 7 дополнительного напряжения задержки, а полное сопротивление (R< +Яз) делителя 11 к управляемому входу источника 7.

Таким образом, s первый полупериод между катодом и анодом ЭВП приложено напряжение Uq во второй полупериодU> ЬU . Через ЭВП протекает ток

„Оц, в первый полупериод, а во втОрОй полупериод !О иоча . Току соответствует величина напряжения U „, подаваемая на индикатор 13. Напряжение U подается и на

З5 управляемый вход источника 7. Под действием этого сигнала на выходе источника 7, во второй полупериод появляется такое дополнительное напряжение задержки 603,, которое

40 поддерживает 08ы„ неизменным при

ПЕРЕКЛЮЧЕНИИ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ ПЕРЕключателей 4 н 12 мэ положения 5 в положение б. Это дополнительное напряженке задержки AUy пропорционально теватературе -катода. Измеренное индикатором 8 бд дает значамие температуры ка сща.

Влияние межэлектродной утечки учитывается и исключается следующим образом. .1

Перед измерением температуры устройством генератор 17 импульсов выключен. На катоде ЭВП 2 источником 3 устанавливают напряжемие задержки +4, 5 ... 6.8; Ползунок пом тенциоиетра 16 перемещают так, чтобы он был соединен с общей шиной. При этом начальный ток ЭВП 2 практически отсутствует и инидкатор 13 ре60 гистрирует величину тока утечки. Ползунок потенциометра 1b устанавливают так, чтобы ток через резистор 15 быч ющим равен но величине току утечки. При равенстве этих токов индикатор 13 б5 ПОказывает нОль. генератор импульсов, выход которого соединен с управляемым входом двухпозиционных переключателей, дополнительно введен второй .инвертирующий усилитель постоянного тока с регулируемым усилением, вход которого .подключен к клемме для подключения катода испытуемого ЗВП, а выход через резистор соединен с клеммой для подключения анода испытуемого

ЭВП, при этом первый усилитель выполнеи в виде усилителя постоянного тока с малым входным сопротивлением, управляемый вход источника дополнительного Напряжения задержки подключен непосредственно к среднему выводу второго двухпозиционного переключателя.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения температуры катода ЭВП.

Устройство содержит подключенный к клемме 1 для подключения катода испытуемого ЭВП 2 источник 3 напряжения задержки, соединенный со средним выводом первого двухпозицнонно. го переключателя 4, который в положениях 5 и 6 подключен соответственно к общей шине и к выходу источника 7 дополнительного напряжения задержки. Выход источника 7 дополнительного напряжения задержки соединен с индикатором 8, служащим для измерения температуры катода.

Клемма 9 для подключения анода испытуемого ЭВП 2 соединена с усилителем 10 постоянного тока, служащего для усиления. начального тока ЭВП.

Усилитель 10 постоянного тока нагружен на делитель 11 с коэффициентом делен/ия

R равным, наприR1+ йа мер, 1:3,19. Делитель 11 соединен с входами второго двухпозиционного переключателя 12, осуществляющего его коммутацию: подключение в схему сопротивления (й ) или опорного сопротивления делителя 11 (Q+R ) положения второго переключателя 5 и б соответственно.

Средний вывод переключателя 12 соединен с входом второго индикатора

13 (контрольного) н с управляемым входом источника 7 дополнительного напряжения задержки.

Вход инвертирующего усилителя 14, выполненного по схеме усилителя постоянного тока, соединен с клеьзюй

1, а выход через резистор 15 †. с кле мой 9. 8 инвертирующий усилитель 14 входит потенциометр 16 подключенный ползунком к резистору 15, а другими контактами - к, схеме собственно усилителя и общей шине. Устройство содержит также генератор 17 импулвсов, выход которого подключен к управля входам двухпозиционных переключателей 4 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Дополнительный источник (не показан) разогравает катод ЭВП 2 до температуры, подлежащей измерению. От источника, 3 напряжения задержки на катод ЭВП 2 подается постоянное напряжение U . Тормозящее поле между катодом и анодом изменяется периодически с помощью первого двухпози1035539

ВНИИПИ Заказ 5826/46 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул. Проектная, 4

Прл установке источником 3 меньшего напряжения задержки, соответствующего термоэлектронному току О„„„, ток утечки будет иным, однако ток через резистор 15 по-прежнему будет равен величине тока утечки, так как изменению потенциала катода пропорционально изменяется напряжение на выходе инвертирующего усилителя. Наличие утечки .в ЭВП не влияет на точность измерений. о

Учет и компенсация межэлектродной .утечки путем определения ее величины и вычитания иэ реального сигнаЛа позволяют проводить анализ не гармоники модулированного начального тока, а непосредственно начального тока. Устройство обеспечивает измерения при повышенной, по сравнению с прототипом, величине задерживающего потенциала, что позволяет использовать участок характеристики испытуемого ЭВП, на котором линейная зависимость логарифма начального тока от задерживающего потенциала соблюдается с большей точностью.

Поэтому эти измерения можно осуществить с большей точностью и более простыми средствами.

Замена, по сравнению с прототипом, избирательного усилителя, генератора синусоидального напряжения, амплитудно-. фазового дискриминатора на первый усилитель постоянного тока и другой, инвертирующий усилитель постоянного тока не только повышает точность измерений, но и упрощает и удешевляет устройство при сохранении его функций. Дополнительное удешевление можно получить, совместив первый и второй индикатор, поскольку в предлагаемом устройстве оба являются индикаторами постоянйого напряжения..

Устройство эффективно при измерении температуры катодов электровакуумных приборов, имеющих значитель+ ные габариты, при наличии электрических помех.

Данное устройство на предприятии позволяет проводить измерения температуры катодов ЭВП (например, приборов с габаритами 0,8х0,8х0,5 м) в цеховых условиях, т.е. при наличии помех от тиристорных источников питания, высоковольтных модуляторов и т.п., не принимая дополнительных мер по защите от помех.

Изобретение может быть использо= вано при"разработке, производстве и аналйэз брака ЭВП в научных органиэациях и на промышленных предприятиях.