RU2739518C1 - Способ измерения падения напряжения с помощью четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях - Google Patents
Способ измерения падения напряжения с помощью четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739518C1 RU2739518C1 RU2020110314A RU2020110314A RU2739518C1 RU 2739518 C1 RU2739518 C1 RU 2739518C1 RU 2020110314 A RU2020110314 A RU 2020110314A RU 2020110314 A RU2020110314 A RU 2020110314A RU 2739518 C1 RU2739518 C1 RU 2739518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage drop
- resistances
- current
- multiplexer
- contact
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ автоматизированного измерения сопротивлений с помощью четырёхконтактного устройства. Сущность: через мультиплексор четыре проверяемые точки объекта контроля подключают к выводам «+» и «-» калибратора тока со встроенным вольтметром либо к калибратору тока и вольтметру. При помощи ключей мультиплексора проводят восемь коммутаций между контактами 1 и 2, 3 и 4, 1 и 3, 2 и 4 при прямом и обратном токе. При этом подстраивают ток так, чтобы его значение по модулю было бы одинаково во всех коммутациях. Далее вычисляют среднее арифметическое значение падения напряжения на искомом резистивном сопротивлении по восьми взятым по модулю промежуточным значениям падения напряжения U1, U1обр, U2, U2обр, U3, U3обр, U4, U4обр
Uизм = [(U4 + U3 - U2 - U1) + (U4обр + U3обр - U2обр - U1обр)] / 4. Технический результат: возможность контролировать целостность всех образуемых электрических цепей и исключать из результата измерений падения напряжений на переходных и контактных сопротивлениях, на сопротивлениях линий связи и на ключах мультиплексора. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля падения напряжения при применении четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях.
При автоматизированном контроле объектов, имеющих множество точек контроля, между которыми определяется падение напряжения, соизмеримые с падениями напряжения на ключах мультиплексора, на контактных сопротивлениях и линиях связи, в большинстве случаев проводятся прямые измерения и падениями напряжения на ключах мультиплексора, контактных сопротивлениях и линиях связи пренебрегают.
Известен способ автоматизированного измерения сопротивлений, в котором результат измерений достигается за счет определенной последовательности четырёх коммутаций и измерений промежуточных сопротивлений R1, R2, R3, R4 и расчета искомого значения сопротивления Rх = (R4 + R3 - R2 - R1)/2. Патент РФ № 2655470, МПК G01R 27/02, G01R 31/02, 28.05.2018. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком способа является то, что он направлен на исключение значений сопротивлений ключей мультиплексора KH1, KL1, KHm, KLm и не исключает контактную разность потенциалов, возникающую между объектом контроля и контактными устройствами (контактное сопротивление между ними).
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа, позволяющего автоматически измерять падение напряжения между заданными контрольными точками на заданном четырех контактном устройстве и исключать из результата измерений значения падения напряжения на ключах коммутатора, на переходных и контактных сопротивлениях и на линиях связи.
Техническим результатом является повышение точности измерения падения напряжения на заданном электрическом резистивном сопротивлении, путем исключения падений напряжения на контактных сопротивлениях, сопротивлениях ключей мультиплексора и сопротивлений линий связи.
Технический результат достигается тем, что через мультиплексор четыре проверяемые точки объекта контроля подключают к выводам «+» и «-» калибратора тока со встроенным вольтметром либо к калибратору тока и вольтметру, при помощи ключей мультиплексора проводят восемь коммутаций между контактами 1 и 2, 3 и 4, 1 и 3, 2 и 4 при прямом и обратном токе предварительно подстроенном на калибраторе тока, до одинакового по модулю для всех коммутаций значения. Далее измеряют восемь промежуточных значений падения напряжения, полученных на промежуточных сопротивлениях, затем путём решения системы уравнений определяют среднее арифметическое значение падения напряжения.
На фиг. 1 представлена эквивалентная электрическая схема расположения четырех контактного устройства при измерениях падения напряжения на заданном резистивном сопротивлении R23.
Способ реализуется следующим образом.
Контакты 1, 2, 3 и 4 через мультиплексор подключаются к выводам калибратора тока со встроенным вольтметром либо к калибратору тока и вольтметру.
Методика измерения состоит из определенной последовательности восьми коммутаций с предварительной подстройки тока до одинакового по модулю во всех коммутациях значения, совместных измерений промежуточных значений падений напряжений, взятых по модулю U1, U1обр, U2, U2обр, U3, U3обр, U4, U4обр на промежуточных сопротивлениях R1, R1обр, R2, R2обр, R3, R3обр, R4, R4обр, образуемых соответственно между контактами 1 и 2, 3 и 4, 1 и 3, 2 и 4:
- измеряется значение падения напряжения U1, взятого по модулю на сопротивлении R1 = (R1K + R1к1 + R12 + R2K + R2к2); при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 1 и 2 четырёхконтактного устройства при прямом токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U1| ≤ Uдоп1; (1)
- измеряется значение падения напряжения U1обр, взятого по модулю на сопротивлении R1обр = (R1K + R1к2 + R21 + R2K + R2к1); при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 1 и 2 четырёхконтактного устройства при обратном токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U1обр| ≤ Uдоп1обр ; (2)
- измеряется значение падения напряжения U2, взятого по модулю на сопротивлении R2 = (R3K + R3к1 + R34 + R4K + R4к2), при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 3 и 4 четырёхконтактного устройства при прямом токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U2| ≤ Uдоп2; (3)
- измеряется значение падения напряжения U2обр, взятого по модулю на сопротивлении R2обр = (R3K + R3к2 + R43 + R4K + R4к1), при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 3 и 4 четырёхконтактного устройства при обратном токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U2обр| ≤Uдоп2обр; (4)
- измеряется значение падения напряжения U3, взятого по модулю на сопротивлении
R3 = (R1K + R1к1 + R13 + R3K + R3к2), при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 1 и 3 четырёхконтактного устройства при прямом токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U3| ≤ Uдоп3; (5)
- измеряется значение падения напряжения U3обр, взятого по модулю на сопротивлении R3обр = (R1K + R1к2 + R31+ R3K + R3к1), при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 1 и 3 четырёхконтактного устройства при обратном токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U3обр| ≤ Uдоп3обр; (6)
- измеряется значение падения напряжения U4, взятого по модулю на сопротивлении R4 = (R2K + R2к1 + R24+ R4K + R4к2), при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 2 и 4 четырёхконтактного устройства при прямом токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U4| ≤ Uдоп4; (7)
- измеряется значение падения напряжения U4обр, взятого по модулю на сопротивлении R4обр = (R2K + R2к2 + R42+ R4K + R4к1), при этом может дополнительно контролироваться целостность измерительной цепи между контактами 2 и 4 четырёхконтактного устройства при обратном токе путем сравнения падения напряжения, взятого по модулю с критическим допуском
|U4обр| ≤ Uдоп4обр; (8)
где:
R1к1; R1к2; R2к1; R2к2; R3к1; R3к2; R4к1; R4к2 - неизвестные значения сопротивлений линий связи и сопротивлений ключей мультиплексора, а U1к1; U1к2; U2к1; U2к2; U3к1; U3к2; U4к1; U4к2 значения падений напряжения, взятые по модулю на них;
R1K; R2K; R3K; R4K - неизвестные значения контактных сопротивлений на контактах 1, 2, 3 и 4 четырёхконтактного устройства, значения падений напряжения U1K; U2K; U3K; U4K, взятые по модулю на соответствующих сопротивлениях.
Невыполнение неравенств (1)-(8) свидетельствует о нецелостности образованных цепей.
Искомое падение напряжений рассчитываются по значениям промежуточных измерений.
Рассчитывается неизвестное значение падения напряжения на эквивалентное сопротивление R по формуле:
R = (R4 + R3 - R2 - R1) + (R4обр + R3обр - R2обр - R1обр). (9)
При этом число уравнений для данной совокупности измерений промежуточных значений сопротивлений меньше числа неизвестных сопротивлений R1К, R2К, R12, R13, R24, R3К, R4К, R34, R1к1, R1к2, R2к1, R2к2, R3к1, R3к2, R21, R31, R42, R4к1, R4к2, R43.
Решение (9):
R = (R4 + R3 - R2 - R1) + (R4обр + R3обр - R2обр - R1обр) = ([R2K + R2к1 + R24+ R4K + R4к2] + [R2K + R2к2 + R42+ R4K + R4к1] + [R1K + R1к1 + R13 + R3K + R3к2] +[R1K + R1к2 + R31 + R3K + R3к1] - [R3K + R3к1 + R34 + R4K + R4к2] - [R3K + R3к2 + R43 + R4K + R4к1] - [R1K + R1к1 + R12 + R2K + R2к2] - [R1K + R1к2 + R21 + R2K + R2к1]).
Таким образом, то же верно и для значений падения напряжений, взятых по модулю, так же верно решение:
U = (U4 + U3 - U2 - U1) + (U4обр + U3обр - U2обр - U1обр) = ([U2K + U2к1 + U24+ U4K + U4к2] + [U2K + U2к2 + U42+ U4K + U4к1] + [U1K + U1к1 + U13 + U3K + U3к2] +[U1K + U1к2 + U31 + U3K + U3к1] - [U3K + U3к1 + U34 + U4K + U4к2] - [U3K + U3к2 + U43 + U4K + U4к1] - [U1K + U1к1 + U12 + U2K + U2к2] - [U1K + U1к2 + U21 + U2K + U2к1]) = (U2K + U2к1 + U24 + U4K + U4к2 + U2K + U2к2 + U42+ U4K + U4к1 + U1K + U1к1 + U13 + U3K + U3к2 + U1K + U1к2 + U31+ U3K + U3к1 - U3K - U3к1 - U34 - U4K - U4к2 - U3K - U3к2 - U43 - U4K - U4к1 - U1K - U1к1 - U12 - U2K - U2к2 - U1K - U1к2 - U21 - U2K - U2к1).
Т.е.
U = U24 + U42 + U13 + U31 - |U34| - |U43| - |U12| - |U21|. (10)
С учетом того, что при последовательном расположении электрических резистивных сопротивлений R24 = R23 + R34, R42 = R32 + R43, R13 = R12 + R23, R31 = R21 + R32
R = R23 + R34 + R32 + R43 + R12 + R23 + R21 + R32 - R34 - R43 - R12 - R21,
То же верно и для значений падения напряжений, взятых по модулю на сопротивлениях R23, R34, R32, R43, R21, R32
U24 = U23 + U34, U42 = U32 + U43, U13 = U12 + U23, U31 = U21 + U32
Т.е.
U = U23 + U34 + U32 + U43 + U12 + U23 + U21 + U32 - U34 - U43 - U12 - U21 -U32 - U34 - U43 - U12 - U21,
U = 2 * (U23 + U32), (11)
а также с учетом того, что U23 и U32 - это значения падения напряжения, взятые по модулю при прямом и обратном токе на искомом резистивном сопротивлении между контактами 2 и 3, среднее арифметическое значение падения напряжения Uизм на искомом резистивном сопротивлении R вычисляется по формуле:
Uизм = U/4 = 2*(U23 + ǀU32ǀ)/4 = [(U4+U3-U2-U1)+( U4обр+U3обр-U2обр-U1обр)]/4 (12).
Таким образом, использование представленного способа позволяет с высокой точностью и повышенной надежностью контролировать значения падения напряжения на заданном электрическом резистивном сопротивлении.
Кроме того, данный способ позволяет контролировать целостность всех образуемых электрических цепей и исключать из результата измерений падения напряжения на переходных и контактных сопротивлениях, на сопротивлениях линий связи и на ключах мультиплексора в образуемых электрических цепях.
Claims (2)
- Способ автоматизированного измерения падения напряжения на электрическом резистивном сопротивлении с помощью четырёхконтактного устройства, отличающийся тем, что через мультиплексор четыре проверяемые точки объекта контроля подключают к выводам «+» и «-» калибратора тока со встроенным вольтметром либо к калибратору тока и вольтметру, при помощи ключей мультиплексора проводят восемь коммутаций между контактами 1 и 2, 3 и 4, 1 и 3, 2 и 4 при прямом и обратном токе, подстраивая ток, значение которого по модулю должно быть одинаково во всех коммутациях; далее вычисляют среднее арифметическое значение падения напряжения на искомом резистивном сопротивлении по восьми взятым по модулю промежуточным значениям падения напряжения U1, U1обр, U2, U2обр, U3, U3обр, U4, U4обр
- Uизм = [(U4 + U3 - U2 - U1) + (U4обр + U3обр - U2обр - U1обр)] / 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110314A RU2739518C1 (ru) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Способ измерения падения напряжения с помощью четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110314A RU2739518C1 (ru) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Способ измерения падения напряжения с помощью четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739518C1 true RU2739518C1 (ru) | 2020-12-25 |
Family
ID=74063000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020110314A RU2739518C1 (ru) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Способ измерения падения напряжения с помощью четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739518C1 (ru) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017105317B3 (de) * | 2017-03-14 | 2018-05-09 | Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Vorrichtung zum Charakterisieren des elektrischen Widerstandes eines Messobjekts |
RU2655470C1 (ru) * | 2017-05-26 | 2018-05-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ автоматизированного измерения сопротивлений |
-
2020
- 2020-03-12 RU RU2020110314A patent/RU2739518C1/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017105317B3 (de) * | 2017-03-14 | 2018-05-09 | Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Vorrichtung zum Charakterisieren des elektrischen Widerstandes eines Messobjekts |
RU2655470C1 (ru) * | 2017-05-26 | 2018-05-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ автоматизированного измерения сопротивлений |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU 239425), 18.03.1969. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5502396A (en) | Measuring device with connection for a removable sensor | |
US7385410B2 (en) | Method of and apparatus for testing for integrated circuit contact defects | |
US9140734B2 (en) | Measuring apparatus and measuring method | |
CN111551865B (zh) | 用于监测电池单元的单元阻抗测量的可靠性的设备和方法 | |
KR101206893B1 (ko) | 전력 회로 차단기 장치의 제 1 전력 회로 차단기의 제 1 출력 핀과 외부 노드 사이 및 상기 전력 회로 차단기 장치의 제 2 전력 회로 차단기의 제 2 출력 핀과 노드 사이의 전기 콘택들을 검사하기 위한 방법 및 회로 | |
JP5289110B2 (ja) | 半導体試験装置および測定装置 | |
US8860455B2 (en) | Methods and systems to measure a signal on an integrated circuit die | |
JP5437183B2 (ja) | 測定装置および基板検査装置 | |
CN111239585A (zh) | 开尔文检测电路和测试方法 | |
RU2739518C1 (ru) | Способ измерения падения напряжения с помощью четырёхконтактных устройств с исключением падения напряжения на контактных сопротивлениях | |
CN111771129B (zh) | 一种用于测量电流的装置、方法及设备 | |
CN108254671B (zh) | 基于内插器的测试程序评估 | |
US11567121B2 (en) | Integrated circuit with embedded testing circuitry | |
KR20160004263A (ko) | 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법 | |
JP7479498B2 (ja) | 半導体試験装置および半導体試験方法 | |
RU2699917C1 (ru) | Способ автоматизированного измерения сопротивления при применении четырёхконтактных устройств | |
RU100633U1 (ru) | Устройство поверки однофазных средств измерений электрической мощности и энергии | |
KR101471802B1 (ko) | 검사 지그의 검사 방법 | |
TW202117356A (zh) | 測試機台自檢系統及檢測方法 | |
TWI809631B (zh) | 具防止漏電流功能的電流量測裝置 | |
JP4129723B2 (ja) | 集積回路試験装置及びアナログ波形測定方法 | |
RU2647218C2 (ru) | Способ автоматического контроля изоляции источников постоянного тока относительно корпуса и относительно друг друга и устройство для его реализации | |
CN117783828A (zh) | 测试电路及测试电路的工作方法 | |
CN116413493A (zh) | 具防止漏电流功能的电流量测装置 | |
CN117991067A (zh) | 一种用于htrb和htgb循环老化测试电路及方法 |