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

    
    1.1. 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

    
    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%.
    
    
    

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002