ГОСТ 18986.20-77
Стабилитроны полупроводниковые прецизионные. Метод измерения времени выхода на режим

ГОСТ 18986.20-77

Группа Э29

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАБИЛИТРОНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕЦИЗИОННЫЕ

Метод измерения времени выхода на режим

Semiconductor diodes. Reference zener diodes.
Method for measuring warm - up time

Дата введения 1979-01-01

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26.10.77 N 2485

Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 30.09.91 N 1410

ИЗДАНИЕ (август 2002 г.) с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1986 г. (ИУС 2-87).

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2005 г.

Поправка внесена.

Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые прецизионные стабилитроны (далее - стабилитроны), имеющие нормированную временную нестабильность напряжения стабилизации и устанавливает метод измерения времени выхода стабилитронов на режим и требования безопасности. Общие условия при измерении времени выхода на режим должны соответствовать требованиям ГОСТ 18986.0-74.

1. АППАРАТУРА

1. АППАРАТУРА

1.1. Погрешность измерения времени выхода на режим не должна выходить за пределы ±20% с доверительной вероятностью 0,95.

1.2. Номинальные значения электрических, температурных режимов измерения напряжения стабилизации, а также способ закрепления стабилитронов при измерении времени выхода на режим должны быть указаны в стандартах или другой нормативно-технической документации на стабилитроны конкретных типов (далее - стандартах).

1.3. Измерение следует проводить на установке, структурная электрическая схема которой приведена на чертеже.

1 - источник задания тока; 2 - термостатируемый объем; 3 - измерительный прибор; 4 - блок защиты;
5 - источник опорного напряжения; - выключатель; - измеряемый стабилитрон

Допускается применение электрической схемы без источника опорного напряжения (клеммы и закорочены).

2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ

2.1. Напряжение источника опорного напряжения должно быть близким по значению к и определено из условия

, (1)

где - номинальное измеряемое напряжение стабилизации, В;

- допустимый разброс напряжения стабилизации от номинального значения, В;

- напряжение источника опорного напряжения, В;

- используемый предел измерительного прибора, применяемого при измерениях, В.

2.2. Погрешность задания и поддержания напряжения источника опорного напряжения и погрешность измерительного прибора за время измерений должны соответствовать выражению

, (2)

где - абсолютная погрешность задания и поддержания напряжения источника опорного напряжения, В;

- абсолютная погрешность измерительного прибора, В;

- абсолютная погрешность измерения напряжения стабилизации, В (см. приложение).

2.3. Входное сопротивление измерительного прибора и блока защиты должно соответствовать условию

, (3)

где - дифференциальное сопротивление стабилитрона в режиме измерения, Ом;

- внутреннее сопротивление источника опорного напряжения, Ом.

2.4. Минимальное изменение входного сигнала, регистрируемое измерительным прибором, не должно превышать значения абсолютной погрешности измерения напряжения стабилизации .

2.5. За время измерения абсолютная величина погрешности задания и поддержания тока стабилизации в амперах должна соответствовать условию

, (4)

где - общее тепловое сопротивление стабилитрона в режиме измерения, °С/Вт.

2.6. Коэффициент пульсации тока стабилизации в процентах должен соответствовать условию

. (5)

При этом максимальное значение коэффициента пульсации тока не должно превышать 1,0%.

2.7. Падение напряжения на контактной системе и проводах, подключающих измеряемый стабилитрон к источнику опорного напряжения и измерительному прибору, не должно превышать .

2.8. Изменение температуры объема, в котором расположен измеряемый стабилитрон, в °С должно быть не более

(6)

(но в пределах ±5 °С),

где - максимальный температурный коэффициент напряжения стабилизации, %/°С.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Время выхода стабилитрона на режим следует определять измерением трех значений напряжения стабилизации.

3.2. В положении 1 выключателя предварительно прогревают измерительную установку; устанавливается тепловое равновесие стабилитрона с окружающей средой.

3.3. Для измерений выключатель ставят в положение 2 и через стабилитрон пропускают ток , при котором проводят определение времени выхода стабилитрона на режимах с учетом требований пп.2.5, 2.6.

3.4. Через равные интервалы времени в трех временных точках измеряют напряжение стабилизации. Первое измерение напряжения стабилизации проводят одновременно с включением электрического режима стабилитрона.

Интервалы времени определяют для стабилитронов конкретных типов в зависимости от предполагаемого разброса в соответствии с приложением 1.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Определяют коэффициент в 1/с по формуле

, (7)

где - интервал времени, через который проводились измерения напряжения стабилизации, с;

, , - значения напряжения стабилизации, измеренные в трех последовательных временных точках через интервал , В.

4.2. Определяют коэффициент по формуле

. (8)

4.3. Время выхода стабилитрона на режим в секундах определяют по формуле

, (9)

где - временная нестабильность напряжения стабилизации для данного типа стабилитрона, %;

- интервал времени, за который нормируется временная нестабильность напряжения стабилизации, приведенный в стандартах, с.

При значениях с расчет проводят по упрощенной формуле

. (10)

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное). ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное

1. Выбор оптимального интервала времени

1.1. Находят пределы изменения коэффициентов и .

1.1.1. Максимальное (минимальное) значение коэффициента в В задают в стандартах или определяют в зависимости от конкретных условий измерений по формулам

; (1)

, но не менее , (2)

где - температурный коэффициент скорости охлаждения (нагревания);

- тепловая амплитуда напряжения разогрева;

; - максимальное (минимальное) значение температурного коэффициента напряжения стабилизации стабилитронов конкретных типов (%/°С).

1.1.2. Пределы изменения коэффициента в 1/с должны указываться в стандартах или определяться на основании значений коэффициента по формулам

; (3)

, (4)

где - время выхода стабилитрона на режим, с, определяемое по формуле

, (5)

где - максимальное время выхода стабилитрона на режим, с, вызванное тепловым прогревом стабилитрона, указанное в стандартах;

- коэффициент нестабильности , устанавливаемый в стандартах в зависимости от величины нормированной временной нестабильности напряжения стабилизации.

1.2. По графику (черт.1 настоящего приложения) находят для одной и той же ординаты значения абсцисс и , чтобы удовлетворялось равенство

. (6)

График зависимости

Черт.1

1.3. Вычисляют значение по формуле

. (7)

2. Установление погрешности измерения напряжения и погрешности задания интервалов времени.

2.1. По графикам (черт.1 и черт.2) находят значения ординат и , соответствующие

.

График зависимости

,

Черт.2

2.2. Абсолютную погрешность измерения напряжения стабилизации в вольтах и относительную погрешность задания интервалов времени в относительных единицах с учетом времени измерения прибора следует устанавливать из соотношения

, (8)

где , , - коэффициенты влияния в сВ, определяемые по формулам:

; (9)

; (10)

. (11)

При с в формуле (8) при расчете полагать .

Пример расчета

Исходные данные:

%;

%/°C;

%/°C;

В;

мА;

°С/Вт;

с. ;

с.

1. Находим значения , в В по температурному коэффициенту и

;

;

, что меньше .

2. Находим область определения в с по формулам (3) и (4)*
_______________
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание.

;

.

3. Находим значение по черт.1 настоящего приложения.

Из условия

определяем по графику черт.1 приложения значение абсцисс и для одной и той же ординаты таким образом, чтобы

.

В результате получаем значения ; , соответствующие одному и тому же значению .

После чего вычислим значение в с по формуле

.

4. Определяем по графикам черт.1, 2 настоящего приложения значения и , соответствующие ;

; .

5. Определяем значения коэффициентов влияния в с·В

;

.

Так как с, то полагаем .

6. Назначаем погрешность задания интервалов времени, исходя из возможностей измерительного оборудования. Полагая относительную погрешность задания интервалов времени равной 10%, получаем величину абсолютной погрешности 4,4 с, что легко выполнимо для применяемого измерительного оборудования.

Исходя из полученного значения , записываем для определения абсолютной погрешности измерения напряжения в В

,

откуда получаем

;

.

Таким образом, получаем значение абсолютной погрешности, с которой должно проводиться измерение напряжения при заданных исходных данных, равным 17 мкВ. Погрешность задания интервалов времени при этом равна 10%.