170039. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vékony- és vastagréteg ellenállások értékének beállítására és elrendezés az eljárás foganatosítására

5 170039 6 l A beállítás során direkt fűtést alkalmazunk, amely lehetővé teszi, hogy csak a beállítandó kistömegű ellenállásréteg melegedjen fel, míg a hordozó egész tömege gyakorlatilag hideg marad. Ez az ellenállás gyors visszahűlését lehetővé teszi és így a hideg ellenállás kis időkésleltetéssel mérhető. A vékony- és vastagréteg ellenállások értékének beállítására alkalmazott eljárás kétféle lehet: az egyiknél a beállítási folyamat több ciklusból tevődik össze, egy ciklus alapvetően két részre oszlik, egy állítási és egy mérési periódusra, az állítási periódusban az ellenálláson a terhelő áram folyik keresztül és így a rétegben az az előzőekben leírt folyamatok játszódnak le, ezt követi a mérési periódus, ami a terhelő áramnak az ellenállásról történő lekapcsolásával kezdődik, az ellenállás mérése időben késleltetve történik úgy, hogy a hideg ellenállásérték legyen mérhető, tehát a mérési periódus időtartamát alapvetően az ellenállást alkotó réteg lehűléséhez szükséges idő határozza meg, így elsődleges feladat az ellenállás gyors lehűtése a mérési periódusban. A másik eljárásnál az ellenállást periodikus impulzusterhelésnek vetjük alá, amelynél az impulzusok egy periódusra vonatkoztatott integrálja a névleges terhelhetőség közelében van és így a terhelési periódus alatt csak a réteg melegszik fel, míg a hordozó hideg marad, így az impulzusszünetekben — az ellenállásréteg elhanyagolható hőtehetetlensége miatt - az ellenálás pillanatnyi hideg értéke folyamatosan mérhető. A találmány tárgyát rajz alapján kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás első változatának elvi magyarázatára szolgáló kapcsolási elrendezés tömbvázlata. A 2. ábra az l.ábra szerinti kapcsolási elrendezést ábrázolja, az eljárás gyakorlati foganatosításához szükséges tömbökkel kiegészítve. A 3. ábra a találmány szerinti eljárás második változatához tartozó elvi tömbvázlatot szemlélteti, míg a 4. ábra a 3. ábra szerinti kapcsolási elrendezés kiegészített tömbvázlata, az eljárás gyakorlati megvalósítására. A fentiekben leírt első eljárás foganatosítására szolgáló elvi elrendezést az l.ábra mutatja. Ennél a megoldásnál az 1 szabályozható tápegység a 3 mérés-állítás átkapcsoló bemenetére kapcsolódik, míg az utóbbinak egyik kimenetére a 2 ellenállás-befogó van kötve, másik kimenetére a 4 ellenállásmérő van kapcsolva. A példaképpen megvalósított gyakorlati elrendezésnél, amint a 2. ábra mutatja, az 1 szabályozható tápegység itt is a 3 mérés-állítás átkapcsoló egyik bemenetére kapcsolódik, míg ennek egyik kimenetére 'a 2 ellenállás-befogó van kötve, másik kimenetére pedig a 4 ellenállásmérő kapcsolódik, a gyakorlati megvalósítás céljára a 3 mérés-állítás átkapcsoló másik bemenetére az 5 üzemmód-átkapcsoló és kijelzésvezérlő egyik kimenete csatlakozik, másik kimenete az 1 szabályozható tápegység bemenetére kapcsolódik, míg az 5 üzemmód-átkapcsoló és kijelzésvezérlő egyik bemenetére a 4 ellenállásmérő kimenete csatlakozik, az 5 üzemmód-átkapcsoló és kijelzésvezérlő másik kimenete a 8 digitális komparátor egyik bemenetére csatlakozik, míg a mása bemenetére a 9 beíró kapcsolósor egyik kimenete csatlakozik és a 9 S beíró kapcsolósor másik kimenete a 10 kijelző bemenetére kapcsolódik, a 8 digitális komparátor kimenete a 7 időzítő egység egyik bemenetére csatlakozik, a 7 időzítő egység másik bemenetére a 6 indítóegység egyik kimenete kapcsolódik, a 7 10 időzítő egység kimenete az 5 üzemmód-átkapcsoló és kijelzésvezérlő harmadik bemenetére a 6 indítóegység másik kimenete csatlakozik. A fentiekben leírt elrendezés kézi és automata üzemmódot egyaránt lehetővé tesz. Ez azért szük-15 séges, mert a nagy pontosság és a nagy beállítási sebesség egymásnak ellentmondó követelmények. Kézi üzemmódban nagy pontosságú (0,001%) beállítás valósítható meg, mert az ellenállás hőfüggésében bekövetkező törésponthoz tartozó kritikus 20 áramérték pontosan meghatározható. Mivel ez az érték az ellenállás anyagától, geometriai jellemzőitől, valamint gyártási körülményeitől függ, ezért pontos értékét kézi beállításnál egyedenként célszerű kísérleti úton meghatározni. Az ellenállásváltozás 25 sebessége attól függ, hogy a kritikus áramértéket mennyivel lépjük túl. Amennyiben a kritikus értéket csak kis mértékben (1-2%) lépjük túl, úgy az ellenállás értékváltozási sebessége kicsi és így nagy pontosság érhető el. Az automata üzemmód a 30 kézitől annyiban különbözik, hogy a terhelő áram értékét a használati utasítás szerint a várható kritikus érték fölé állítjuk be úgy, hogy nagy ellenállásváltozási sebesség adódjon és az elérhető max. pontosság 0,1%. így a berendezés sorozatgyártás 35 esetén is alkalmazható. A leírásban szereplő eljárás megvalósítására szqlgáló mechanizmusok közül az elrendezés blokkvázlatában (1. ábra) szereplő 2 ellenállás befogó megfelelő kialakítása a leglényegesebb. A befogó 40 mechanizmussal szemben támasztott követelmények közül a megfelelő kontaktus elérése, és az ellenállást hordozó lapka jó rögzítése mellett nagyon fontos a jó hőelvezetés biztosítása a lehető legegyszerűbb felépítés segítségével. A megfelelő hőelveze-45 tés úgy biztosítható, hogy a befogónak a hordozóval érintkező felületét jó hővezető anyagból alakítjuk ki, amely lehetőleg nagy tömegű, nagy felületű és megfelelő színű. Ezzel a kialakítással biztosítható az ellenállás gyors lehűtése a mérési periódus 50 elején. A hűtés az állítási periódusban nem okoz problémát, mivel hatása az áram kritikus értékét növeli, de ez a növelés százalékosan vizsgálva nem nagy, kb. 20-30%, amely nem jelent olyan teljesítményszint növelést, hogy az 1 szabályozható táp-55 egység megoldása emiatt problematikussá válna. A találmány szerinti eljárás második változatának foganatosítására szolgáló példaképpen megvalósított berendezést a 3. és 4. ábrák mutatják, az 1. és 2. ábrának megfelelő kialakításban. Itt a 11 60 ellenállásbefogó csatlakozik egyrészt a 12 terhelő impulzusgenerátor kimenetére, másrészt a .13 védőkapcsolón keresztül a 14 mérőkör bemenetére (3. ábra). A gyakorlati megvalósítás érdekében a 14 mérőkör kimenete a 15 komparátor egyik beme-65 netére csatlakozik, míg a 16 beíró kapcsolósor a 3