Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

2

Те

шумов

ние осциллографов с полосой пропускания 20 мГц и чувствитель­ ностью 100 мкВ/см.

Пульсации и шумы рекомендуется оценивать по размаху ам­ плитудных значений, как показано на рис. 80.

Оценку температурной нестабильности источника питания, определяемое изменением выходного напряжения вследствие из­ менения температуры окружающей среды целесообразно произ­ водить с помощью так называемого температурного коэффициента. Температурный коэффициент определяется как максимальное аб­ солютное или относительное изменение выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды на 1°С. Для его определения температура окружающей среды изменяется скач­ ками по 10° С в пределах рабочего диапазона температур при со­ хранении постоянными других дестабилизирующих факторов. Из­ мерение нестабильности ЛУТ производится через определенный промежуток после изменения температуры с обеспечением уста­ новления температурного режима внутри источника питания. Аб­

Е — номинальное значение выходного напряжения, В. Для повышения точности результатов температурный диапазон

необходимо проходить в двух направлениях: при изменении тем­ пературы от минимального до максимального значения и наоборот.

Дрейфом называется изменение выходного напряжения источ­ ника питания с течением времени. Дрейф рекомендуется опреде-

171

3 s

Рис. 81. Установка для испытаний|источников тока:

I — питающая сеть переменного тока; 2 — регулирующий автотрансформатор; 3 — испытуемый источник питания; 4 — вольтметр переменного тока; 5 — электронный вольтметр; 6 — амперметр; 7 — осциллограф; 8 — милливольтметр; 9 — регулируемый опорный источник постоянного на­ пряжения

лять как максимальное изменение выходной величины источника питания за 8 ч работы при сохранении постоянными всех деста­ билизирующих факторов. Температура окружающей среды должна поддерживаться с точностью 1 °С в течение всего времени испы­ таний. Выходное напряжение и дестабилизирующие факторы за­ писываются самописцем или контролируются каждые 5 мин.

Измерения характеристик стабилизатора тока производят по схеме, показанной на рис. 81. Фактически при использовании такой схемы измеряется не изменение силы тока, а изменение напряже­ ния на измерительном сопротивлении Яизм. Основными пара­ метрами, которые измеряются при испытаниях стабилизирован­ ных источников тока, являются, так же как при проверке стаби­ лизированных источников напряжения, такие величины, как не­ стабильности выходного тока, вызванные изменениями, питаю­ щего напряжения, нагрузки, температуры и другими дестабили­ зирующими факторами, время восстановления при переходном процессе, пиковое значение пульсаций и шумов, величина дрейфа. Методика измерений параметров стабилизированных источников тока аналогична описанной выше методике измерения параметров источников напряжения.

Однако при измерениях характеристик источников тока с не­ обходимой точностью необходимо учитывать значительные труд­ ности, связанные с тем, что значение i?H3M должно выбираться таким, чтобы падение напряжения на нем не превышало 1 В. В работе [35 ] указывается, что если источник имеет номинальный

172

равно 1 мА. Такое изменение напряжения на сопротивлении может произойти от перегрева резистора /?изм на 50° С при температур­ ном коэффициенте сопротивления, равном 2-10“ 5 1/°С.

Для уменьшения температуры перегрева резистора его номи­ нальная мощность рассеяния должна выбираться не менее чем в 1 0 раз большей действительной мощности, рассеиваемый на нем при протекании номинального тока источника. В качестве Rum может быть использован прецизионный проволочный резистор, помещенный в масляную ванну для защиты от резких изменений внешней температуры. В нагрузочном резисторе Днагр (рис. 81) нежелательно использование переменного сопротивления или рео­ стата из-за нестабильности переходного сопротивления контакта. Целесообразнее использование в качестве Днагр постоянного (фиксированного) сопротивления.

Стабилизированные источники тока в системах цифровой авто­ матики находят применение, в частности, в преобразователях на­ пряжения в цифровой ток по методу поразрядного кодирования.

4.Контроль штепсельных разъемов

Вобщем аспекте контроля качества элементов устройств цифровой автоматики значительное место занимает надежность штепсель­ ных разъемов, используемых для соединения узлов и блоков между собой. Особое место при этом занимает вопрос установле­ ния соответствующих требований к ним и возможности проверки этих требований в процессе проведения испытаний. Технические требования на штепсельные разъемы должны устанавливать чет­ кие технические характеристики их и содержать конкретные ука­ зания по методам контроля отдельных технических характеристик.

Изготовитель штепсельных разъемов создает соответствующее испытательное оборудование, в котором учитываются особенности определенных типов разъемов. Дальнейшее внесение изменений

как в техническую документацию на штепсельные разъемы (в том

с учетом влияния этих изменений на качество и надежность разъ­ емов.

В работе [33] описывается методика контроля миниатюрных круглых штепсельных разъемов и субминиатюрных разъемов. Провода с контактами штепсельного разъема могут соединяться как с помощью пайки, так и скрутки. Скрученные соединения, по данным работы [33], обеспечивают более высокую плотность мон­ тажа, однако паяные соединения находят более широкое приме­ нение, так как качество их легче проверить путем визуального на­ блюдения,

73.

Для оценки контактного давления в штепсельных разъемах диаметром штырька от 0,81 до 2,05 мм используется испытатель­ ный штырек, который вставляется в гнездо на заданную глубину и затем извлекается под действием контролируемой силы, направ­ ленной вдоль оси штырька. Техническими условиями на разъемы устанавливается, что отделение штырька от гнезда должно про­ исходить при величине силы, действующей вдоль оси штырька, равной от 42,5 до 170 г. Более простой метод применяется для испы­ тания штепсельных разъемов с диаметром штырька 0,81 мм. При этом используют контрольные штырьки с грузиками, по величине которых судят о контактном давлении. Штепсельные разъемы при­ нимаются по параметру величины контактного давления, если испытательный штырек с весом 42,5 г удерживается в гнезде, а ис­ пытательный штырек с весом 170 г выскальзывает из него.

В отдельных случаях, вследствие трудностей конструктивного порядка, методика проверки штепсельных разъемов с помощью испытательных штырьков с контролируемой силой неприменима. В этих случаях возможна проверка контактного давления по ве­ личине падения напряжения на контактах штепсельского разъема. Однако исследованиями установлено, что четкой функциональной связи между величиной падения напряжения на контакте и кон­ тактным давлением не наблюдается. При применении этого метода через контактное соединение штепсельского разъема пропускается определенная величина тока и измеряется падение напряжения в месте контактирования, которое не должно быть более заданной величины.

Известно, что сила трения пропорциональна нормальному дав­ лению между поверхностями, которое применительно к контакттам, называется контактным. Это контактное давление FR, умно­ женное на коэффициент трения, определяет силу сцепления Fc, необходимую для извлечения штырька из гнездового контакта.

Коэффициент трения f, который определяется эксперименталь­ ным путем, будет

Так как контактное давление в разъемах штырька измерить чрезвычайно трудно, то была предложена методика по определе­ нию ее величины косвенным путем измерением силы сцепления Fx При этом предварительными исследованиями было установлено, что величина коэффициента трения металла по металлу без смазки применительно к контактам штепсельного разъема составляет от

0,15 до 20.

Контактное давление может быть определено из соотношения

Большое значение имеет состояние поверхности контактов, так как совершенно очевидно, что уменьшение шероховатости и

174

производства измерений. Могут применяться различные способы измерения сопротивлений: измерения тока и напряжения на не­ известном сопротивлении, сравнение неизвестного сопротивления с образцовым, компенсационный и мостовой способ. В работе [49 ] описывается метод, основанный на измерении тока и напряжения. При этом мётоде с помощью специально разработанного прибора имеется возможность измерять сопротивление контактов в пре­ делах от 1 до 500 мОм с погрешностью измерения не более 5%. Для исключения влияния нелинейности вольтамперной характери­ стики контактов измерительный ток выбирают в пределах

0,1— 10 А.

Для измерения применяется переменный ток частотой 1020 Гц. Необходимость применения переменного тока при измерении объ­ ясняется в первую очередь лучшими характеристиками усилите­ лей переменного тока. В общем случае контактное сопротивление представляет собой комплексный двухполюсник с реактивными параметрами, зависящими от частоты. Активное сопротивление контакта складывается (рис. 82) из сопротивления отдельных то­ чек, в которых осуществляется контактирование двух поверх­ ностей, где происходит уменьшение эффективной площади кон­ такта.

Вследствие поверхностного эффекта это сопротивление зависит от частоты, но значительно слабее, нежели зависимость сопро­ тивления соединительных проводов и отдельных деталей конгак-

Рис. 83. Схема прибора

175

Г л а в а VI

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

1. Сравнение методов выборочного контроля применительно к типовым испытаниям элементов цифровой автоматики

Возможны два способа проведения выборочного контроля каче­ ства продукции:

I способ — качество партии определяется по числу или доле изделий, не удовлетворяющих требованиям ТУ (дефектных изде­ лий). Этот способ получил в настоящее время наиболее широкое применение при контроле качества промышленной продукции,

ив частности, изделий радиоэлектроники;

II способ — качество партии определяется на основании ста­ тистического анализа распределения параметров изделий, про­ шедших испытания.

I способ выборочного контроля называется методом контроля по качественному признаку (по доле брака); II способ — методом контроля по количественному признаку (по уровню параметра).

Правильное построение выборочного контроля заключается в том, чтобы гарантировать достаточно малую (заданную) долю брака в принятой продукции и в то же время обеспечить принятие продукции с практически незначительной долей брака при мини­ мально возможном объеме выборки.

При организации выборочного контроля качества продукции должны быть установлены допустимая доля брака в принятой про­ дукции q2доля брака qx в продукции непринятой. Иначе говоря, в случае, если в партии доля брака q будет больше, чем q%, то партия на основании выборочного контроля с определенной веро­ ятностью должна быть забракована, а если доля брака q будет меньше, чем qx, то такая партия должна быть принята также с опре­ деленной вероятностью.

Вероятность непринятия партии с долей брака qx устанавли­ вается равной малому значению а и называется ошибкой первого рода или риском поставщика.

Вероятность принятия партии с долей брака q2 устанавли­ вается равной малому значению р и называется ошибкой второго рода или риском заказчика.

Значения qu q2, а и (3 выбирают на основании анализа произ­ водства, экономических соображений и результатов последствий ошибки в определении качества продукции в зависимости от типа и назначения продукции.