Электрорадиоизмерения

1

Введение

Электронные измерения можно рассматривать как один из разделов метрологии. Метрология - наука о точных измерениях в самом широком смысле слова, включая единицы измерения, меры, эталоны, методы точных измерений и теории погрешности или ошибок, получающихся при измерении.

Являясь одним из способов познания природы, измерения содействуют научным открытиям и их применению в технической практике.

Исключительно важное значение измерений вообще и электронных измерений в частности подтверждается общей марксистско-ленинской методологией познания явлений природы.

Предмет «Электрорадиоизмерения» изучает методы измерения различных электрических, магнитных и электромагнитных величин, а также параметров цепей радиоэлектронной аппаратуры в широком диапазоне частот: от постоянного тока 1011 Гц. Пределы измерений очень широки, например: активных сопротивлений от 10-21 до108 Вт. В задачи предмета входит также изучение наиболее распространенных электро и радиоизмерительных приборов промышленного типа.

Электрорадиоизмерительные приборы необходимы при разработке, производстве, наладке и эксплуатации радиоаппаратуры. Они также применяются в машиностроении, астрономии, ядерной физики, геофизики и других областях науки и техники. Это объясняется тем, что любую физическую величину при помощи различных датчиков можно преобразовать в электрическую и, следовательно, измерить методами электрорадиоизмерений. Эти методы отличаются высокой точностью, чувствительностью, широким диапазоном измерений.

Необходимость в электрических измерениях возникла с первых шагов развития электротехники. Появление ее нового раздела - радиотехники сразу же вызвало потребность в радиоизмерительных приборах. При исследовании радиотехнических устройств использовались уже известные электроизмерительные приборы: амперметр, гальванометр, вольтметр. Но возникла необходимость и в совершенно новых измерениях, не применявшихся в электротехнике.

Русские ученые внесли большой вклад в теорию и практику электрорадиоизмерений. Академик Б. Я. Якоби (1801-1874гг.) первым применил отградуированные и снабженные шкалами электоизмер. Приборы, создал эталон единицы сопротивления, копии с которого использовали многие европейские физики. Ценный вклад в технику электрических измерений внесли выдающиеся русские ученые Э. Х. Ленц, А. Г. Столетов, П. Н. Лебедев, М. О. Доливо-Добровольский.

Изобретатель радио А. С. Попов сам конструировал измерительные приборы, необходимые в его опытах по радиосвязи.

1. Организация рабочего места

Организация рабочего места и его обслуживания имеет важнейшее значение в борьбе с производственным травматизмом.

Рабочее место должно бать оборудовано так, чтобы при минимальном расходе энергии работник безопасно мог достигнуть наилучших техноэкономических показаний.

Организация рабочего места в общем случае включает его планировку, компоновку оборудования, выбор инструмента, приспособлений, а также дополнительных устройств, обеспечивающих безопасность труда.

Несоблюдения требований организации рабочего места приводит к быстрой утомляемости работающих, потери внимания и как следствие этого приводит к неправильным или ошибочным действиям.

При планировке рабочих мест необходимо учитывать удобное размещение используемого оборудования.

Рабочие места должны удовлетворять следующим требованиям:

- На рабочем месте должна располагаться лишь та аппаратура, инструменты и приспособления, которые необходимы для выполнения работы и постоянно нужны рабочему.

- Применяемая аппаратура, инструменты и приспособления должна быть исправны.

- Измерительная аппаратура и электрические инструменты должны проверяться в установленные сроки и они должны иметь паспорт, в который вносятся даты проверок на соответствие технических требованиям.

- Для снижения трудоемкости измерительная аппаратура должна иметь минимальное количество ручек настроек.

- Выполнять требования техники безопасности.

- Рабочее место должно быть частью общего технологического цикла и расположено так, чтобы не было лишних перемещений, чтобы рабочий в процессе работы работал обеими руками, а также, чтобы приборы и инструменты не мешали движения рук.

- Все должно находиться на столе по возможности так, чтобы выполняющий работу человек не ходил по помещения, не вставал с рабочего места, не наклонялся и т.д.

- По окончанию работы, рабочий должен выключать оборудование, все приборы и положить все на свое место.

Лабораторный стенд

Прибор Л2054

Коробочка с диодами

Тетрадь для записей

Стол

Стул

Рис.1 Рабочее место

2. Прибор Л2-54

Внешний вид испытателя маломощных транзисторов и диодов Л2-54

2. Назначение и технические данные

Назначение

Испытатель маломощных транзисторов и диодов Л2-54 предназначен для определения работоспособности маломощных транзисторов и полупроводниковых диодов малой и средней мощности путём измерения их основных параметров.

Прибор применяется при разработке, эксплуатации, испытании и ремонте радиоэлектронного оборудования при температуре окружающей среды от 278 К до 313 К, атмосферном давлении от 60 до 104 kPa, относительной влажности воздуха до 95%, и питается от сети переменного тока напряжением 220V частотой 50Hz или от внутреннего источника напряжением 9V.

При поставке прибора в страны с тропическим климатом поставщик гарантирует его нормальную работу при условии хранения и эксплуатации в помещениях с кондиционированным воздухом.

Предприятие-поставщик оставляет за собой право вносить в конструкцию и схему прибора изменения, не влияющие на тактико-технические данные, без коррекции эксплуатационно-технической документации.

Техническое описание состоит из:

-Технического описания и инструкции по эксплуатации

-приложений

При выходе из строя сетевой индикаторной лампы в течение гарантийного срока эксплуатации прибора, потребителю разрешается её самостоятельная замена с обязательной отметкой в формуляре о произведенной замене и последующем опломбировании изделия.

Технические данные

Диапазон измерения обратного тока диода от 0,01 до 100mA.

Основная погрешность измерения обратного тока диода не превышает 15% от конечного значения шкалы в диапазоне измерения тока от 0,01 до 0,1mA и 5% от конечного значения шкалы в диапазоне измерения тока от 0,1 до 100mA.

Диапазон измерения прямого напряжения диода и напряжения стабилизации стабилитрона от 0,1 до 3V.

Основная погрешность измерения прямого напряжения диода и напряжения стабилизации стабистора не превышает 5% от конечного значения шкалы.

Диапазон установки прямого тока диода от 5 до 100mA при батарейном питании и от 5 до 300mA при питании прибора от сети.

Основная погрешность установки прямого тока диода не превышает 2% от конечного значения шкалы.

Диапазон установки обратного напряжения диода от 10 до 400V.

Основная погрешность установки обратного напряжения диода не превышает 2% от конечного значения шкалы.

Диапазон измерения напряжения стабилизации стабилитрона от 3 до 30V.

Основная погрешность измерения напряжения стабилизации стабилитрона не превышает 5% от конечного значения шкалы.

2.1. Устройство и принцип действия

Устройство

Электрическая функциональная схема прибора

Принцип действия

Прибор обеспечивает измерение основных параметров маломощных биополярных транзисторов (обратного тока коллектора Iсво , коэффициента передачи тока h21b , выходной проводимости h22 , короткого замыкания КЗ между коллектором и эмиттером), полупроводниковых диодов (обратного тока IR , прямого напряжения UF ), стабилитронов и стабисторов (напряжения стабилизации Uz ). Каждый параметр измеряется при помощи схемы, собираемой из соответствующих составных частей при помощи коммутации согласно электрической функциональной схеме.

3. Технологический процесс измерение параметров полупроводниковых диодов прибором Л2-54

3.1. Подготовка прибора к работе

После включения, пятиминутного прогрева и проверки работоспособности прибора поставьте переключатель ДИОД-ТРАНЗИСТОР в положение п-р-п или р-п-р в зависимости от структуры проверяемого транзистора или в положение ДИОД при измерении параметров диодов, стабисторов или стабилитронов. Поставьте переключатель РЕЖИМ в положение 30. Поставьте ручку >0< на передней панели в среднее положение.

Поставьте правый нижний переключатель (переключатель параметров) в положение Icво mA для транзисторов или для диодов, ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в положение ИЗМЕР и потенциометром >0< на задней панели установите стрелку индикатора приблизительна на нулевую отметку, а ручкой >0< на передней панели точно на нулевую отметку. Поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в среднее положение, а переключатель ДИОД-ТРАНЗИСТОР в положение п-р-п или р-п-р.

Снимите крышку с держателя полупроводниковых приборов.

3.2. Порядок проведения измерений

Измерение обратного тока диода при заранее установленной на нуль стрелке индикатора и подключенном проверяемом полупроводниковом диоде производится следующим образом:

-поставьте правый нижний переключатель (переключатель параметров) в положение IR

-установите режим измерения обратного полупроводникового диода, для чего поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в положение РЕЖИМ и, пользуясь переключателем РЕЖИМ (диапазоны 30, 100, 400V) и ручкой Ur, установите по индикатору прибора требуемую величину обратного напряжения диода;

-поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в положение ИЗМЕР и по шкале 10V, I индикатора прибора отсчитайте величину обратного тока диода, выбрав при помощи правого верхнего переключателя (переключателя диапазонов) такой диапазон измерения, чтобы было возможно произвести уверенный отсчёт показаний индикатора;

-поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в среднее положение;

-если при измерении обратного тока стрелка индикатора не отклоняется, то в этом случае или ток проверяемого полупроводникового прибора менее контролируемого данным прибором, или есть обрыв внутри корпуса проверяемого полупроводникового прибора, или отсутствует контакт между выводами проверяемого полупроводникового прибора и контактами держателя полупроводникового прибора; отсутствие контакта или обрыв индицируется зашкаливанием стрелки прибора при проверке;

-если при измерении стрелка зашкаливает, то в этом случае обратный тока диода более контролируемого данным прибором, или имеется короткое замыкание внутри корпуса прибора;

измерение прямого напряжения подключенного диода или напряжения стабилизации подключенного стабистора производится следующим образом:

-поставьте правый нижний переключатель в положение Uf V;

-поставьте правый верхний переключатель в положение 3;

-установите режим измерения прямого напряжения полупроводникового диода или напряжения стабилизации стабистора, для чего поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в положение РЕЖИМ и, пользуясь переключателем РЕЖИМ и ручкой If mA установите по индикатору прибора требуемую величину прямого тока;

-поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР а положение ИЗМЕР и отсчитайте величину прямого

напряжения полупроводникового диода или напряжения стабилизации стабистора, выбрав при помощи правого верхнего переключателя такой диапазон измерения ( диапазоны 1 и 3V), чтобы возможно было произвести уверенный отсчет показаний индикатора прибора;

-поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в среднее положение;

-если при измерении прямого напряжения полупроводникового диода, стабилитрона или напряжения стабилизации стабистора стрелка не отклоняется то в этом случае или отсутствует контакт между выводом проверяемого полупроводникового прибора и контактами + держателя полупроводниковых приборов или есть короткое замыкание внутри корпуса проверяемого полупроводникового прибора;

-если стрелка индикатора зашкаливает в диапазоне 3V то в этом случае имеется или обрыв внутри корпуса проверяемого прибора или отсутствует контакт между выводами полупроводникового прибора и контактом - держателя полупроводниковых приборов или имеется напряжение стабилизации стабистора более 3V; измерение напряжения стабилизации подключенного стабилитрона производится следующим образом:

-поставьте переключатель РЕЖИМ в положение 100;

-поставьте правый нижний переключатель (переключатель параметров) в положение Uz V;

-поставьте правый верхний переключатель (переключатель диапазонов) в положение 30;

-поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в положение ИЗМЕР и отсчитайте величину напряжения стабилизации, выбрав при помощи правого верхнего переключателя такой диапазон (диапазоны 10 и 30V), чтобы возможно было произвести уверенный отсчёт показаний индикатора прибора;

-поставьте ключ РЕЖИМ-ИЗМЕР в среднее положение;

-если при измерении напряжения стабилизации стрелка индикатора зашкаливает в диапазоне 30V, то в этом случае или напряжение стабилизации больше чем 30V или есть обрыв внутри корпуса стабилитрона или отсутствует контакт между стабилитроном и контактом - держателя полупроводниковых приборов;

Отключите проверяемый полупроводниковый прибор от держателя полупроводниковых приборов, снимите держатель контактов, если он использовался, наденьте крышку на держатель полупроводниковых приборов, отпустите кнопку СЕТЬ и отключите шнур питания прибора от сети (при сетевом питании) или отпустите кнопку БАТАРЕЯ (при батарейном питании).

Схема установки обратного напряжения диода и измерения обратного тока диода

4. Техника безопасности при проведении электрорадиоизмерений.

Наибольшую опасность представляет поражение электрическим током, которое может вызвать ожоги, шок, смертельный исход. Опасность поражений электрическим током зависит от величины тока, частоты времени нахождения под током, пути по которым он проходит, а так же от состояния человека. Наиболее опасен постоянный ток и ток низкой частоты. Величина тока зависит от напряжения и от сопротивления организма человека, а сопротивление зависит от состояния кожи и удельного сопротивления сухой или грубой кожи человека, оно бывает от40 до100 кОм/см2 , а влажной от 80 до 100 Ом/см2. Поэтому при работе с опасными напряжениями свыше 42 В помещении должны находиться не менее 2 человек. Пол помещения должен быть выполнен из непроводящего ток материала. В особо опасных помещениях, безопасным считается напряжение до12 В.

К средствам предупреждения относится различные надписи, указывающие о наличии опасных напряжений, а также предупреждающие указания в инструкциях пользования прибором.

В комплекс мероприятий при оказании первой медицинской помощи входит:

- отключение пострадавшего от электрической цепи или выключения источника питания.

- немедленное применение средств, для приведения пострадавшего в чувства.

- немедленный вызов врачебной помощи.

- при необходимости применение искусственного дыхания.

Для предупреждения несчастных случаев необходимо:

- проводить инструментаж на рабочем месте.

- проверять знание техники безопасности.

- содержать рабочее место в должном порядке.

- приборы, которые участвуют в работе необходимо заземлять.

- подключать и переключать приборы необходимо только при выключенном напряжении питании.

- сопротивление заземляющих устройств должно быть не более 4 Ом.

- все приборы, приспособления и инструменты должны находиться в местах удобных для рабочего.

- перед началом измерительных работ необходимо проверять наличие и исправность противопожарного оборудования и устройств.

- строгое выполнение правил техники безопасности и т. д.

Пожарная безопасность это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара. Система предупреждения предотвращения источников горения, система пожарной защиты предусматривает применение средств пожаротушения коллективных и индивидуальных средств. Для тушения пожаров электрооборудования применяются порошковые и углекислые огнетушители, сухой песок. Но в начале необходимо оборудование обесточить, эвакуировать людей и вызвать пожарную охрану.

Литература

1. Кушнир Ф.В., Савенков В.Т. «Электрорадиоизмерения» 1985г.

2. Павлов С. П. «Охрана труда радиоэлектронной промышленности» М. 1973г.

3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации прибора Л2-54

Содержание

Введение……………………………………………………………………2

1. Организация рабочего места…………………………………………...3

2. Прибор Л2-54……………………………………………………………5

2.1 Назначение и технические данные…………………………………...6

2.2 Устройство и принцип действия……………………………………...8

3. Технологический процесс измерение параметров полупроводниковых диодов прибором Л2-54………………………………...10

3.1 Подготовка прибора к работе……………………………………....10

3.2 Порядок проведения измерений…………………………………...10

4. Техника безопасности при проведении электрорадиоизмерений…..14

Литература………………………………………………………………15

Приложение