Programmable LCR-Bridge HM8118 Benutzerhandbuch User Manual
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Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von HA- MEG die gültigen Fachgrund- bzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen, wo unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden von HAMEG die härteren Prüfbedin- gungen angewendet. Für die Störaussendung werden die KONFORMITÄTSERKLÄRUNG Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebereich so- wie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der HAMEG Instruments GmbH Störfestigkeit finden die für den Industriebereich geltenden Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen Grenzwerte Anwendung. Die am Messgerät notwendiger- weise angeschlossenen Mess- und Datenleitungen beein- Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die flussen die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in er- Konformität für das Produkt: heblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im prakti- Bezeichnung: Programmierbare LCR-Messbrücke schen Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussen- Typ: HM8118 dung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und Randbe- mit: HO820 dingungen unbedingt zu beachten: Option: HO880 1. Datenleitungen mit den Bestimmungen des Rates der Europäischen Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen Union zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur zz betreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung mit ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen (2006/95/EG) die Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale [LVD] Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Ein- zz über die elektromagnetische Verträglichkeit (2004/108/ gang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3m nicht EG) [EMCD] erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befin- zz über die Beschränkung der Verwendung bestimmter den. Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines an- (2011/65/EG) [RoHS] übereinstimmt. geschlossen sein. Bei Datenleitungen ist generell auf dop- pelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEE- Die Übereinstimmung mit LVD und EMCD wird Bus Kabel ist das von HAMEG beziehbare doppelt ge- nachgewiesen durch die Einhaltung folgender Normen: schirmte Kabel HZ72 geeignet. EN 61010-1: 04/2015 2. Signalleitungen EN 61326-1: 07/2013 Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle EN 55011: 11/2014 und Messgerät sollten generell so kurz wie möglich ge- EN 61000-4-2: 12/2009 halten werden. Falls keine geringere Länge vorgeschrie- EN 61000-4-3: 04/2011 EN 61000-4-4: 04/2013 ben ist, dürfen Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/ EN 61000-4-5: 03/2015 Steuerung) eine Länge von 1m nicht erreichen und sich EN 61000-4-6: 08/2014 nicht außerhalb von Gebäuden befinden. Alle Signalleitun- EN 61000-4-11: 02/2005 gen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxi- Allgemeine EN 61000-6-3: 11/2012 alkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Mas- sever-bindung muss Sorge getragen werden. Bei Signal- Bei der Beurteilung der elektromagnetischen Verträg- generatoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel Hinweise zur lichkeit wurden die Störaussendungsgrenzwerte für (RG223/U, RG214/U) verwendet werden. Geräte der Klasse B sowie die Störfestigkeit für Betrieb in industriellen Bereichen zugrunde gelegt. 3. Auswirkungen auf die Geräte Datum 8.6.2015 CE-Kennzeich- Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messauf- baues über die angeschlossenen Kabel und Leitungen Unterschrift nung zu Einspeisung unerwünschter Signalanteile in das Ge- rät kommen. Dies führt bei HAMEG Geräten nicht zu einer Zerstörung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige Ab- Holger Asmussen General Manager weichungen der Anzeige – und Messwerte über die vorge- gebenen Spezifikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in Einzelfällen jedoch auftreten. HAMEG Instruments GmbH 2
Inhalt Inhalt 1 Wichtige Hinweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7.4 Speichern / Laden von Einstellungen. . . . . . . . . . . . 23 1.1 Symbole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7.5 Werkseinstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.2 Auspacken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8 Messzubehör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.3 Aufstellen des Gerätes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8.1 4-Draht Testadapter HZ181 (inkl. Kurz- 1.4 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 schlussplatte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8.2 Kelvin-Messkabel HZ184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.6 Umgebungsbedingungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 8.3 4-Draht Transformator-Messkabel HZ186. . . . . . . . 26 1.7 Gewährleistung und Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8.4 4-Draht-SMD-Testadapter HZ188. . . . . . . . . . . . . . . 28 1.8 Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8.5 Option HO118 Binning Interface zur Bauelementsor- 1.9 Netzeingangssicherungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 tierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.10 Netzspannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 9 Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen. . . . . . . . . . . . . 6 9.1 RS-232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.12 Produktentsorgung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 9.2 USB / VCP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2 Bezeichnung der Bedienelemente. . . . . . . . . . . 7 9.3 IEEE-488 (GPIB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3 Schnelleinstieg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 10 Befehlsreferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.1 Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 10.1 Aufbau der Befehlsstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.2 Vermessen eines Kondensators. . . . . . . . . . . . . . . . . 9 10.2 Unterstützte Befehls- und Datenformate. . . . . . . . . 33 4 Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10.3 Befehlsliste Binning Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.1 Anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 11 Technische Daten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.2 Einschalten des Gerätes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3 Vermessen einer Spule. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.4 Vermessen eines Widerstands. . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4.3 Netzfrequenz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.4 Messprinzip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.5 Messgenauigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5 Einstellen von Parametern. . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.1 Werte-/Parametereingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 6 Messwertanzeige. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %) . . . . . . . 14 6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#). . . . . . . 14 5.2 Auswahl der Messfunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.3 Referenzwert (REF_M, REF_S). . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.4 Messbereichswahl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.5 Schaltungsart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 7 Gerätefunktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 7.1 SETUP Menü. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7.1.1 Messfrequenz FRQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 7.1.2 Spannung LEV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 7.1.3 Vorspannung / Vorstrom BIAS . . . . . . . . . . . . . . . . 17 7.1.4 Messbereich RNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 7.1.5 Messgeschwindigkeit SPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 7.1.6 Triggerung TRIG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 7.1.7 Verzögerung DELAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 7.1.8 Mittelwertbildung AVG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 7.1.9 Testsignalpegelanzeige Vm (Messspannung) / Im (Messstrom):. . . . . . . . . . 19 7.1.10 Guarding GUARD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.1.11 Abweichung DEV_M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.1.12 Referenz REF_M. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.1.13 Abweichung DEV_S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.1.14 Referenz REF_S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.1.15 Konstantspannung CST V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.2 CORR Menü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 7.3 Menüfunktion SYST. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3
Wichtige Hinweise 1 Wichtige Hin- Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr als drei Messgeräte übereinander gestapelt werden, da ein zu ho- her Geräteturm instabil werden kann. Ebenso kann die weise Wärmeentwicklung bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte dadurch zu groß werden. 1.4 Sicherheit 1.1 Symbole Dieses Gerät wurde gemäß VDE0411 Teil1, Sicherheitsbe- stimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel, und La- borgeräte, gebaut, geprüft und hat das Werk in sicher- heitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Es ent- spricht damit auch den Bestimmungen der europäischen (1) (2) (3) Norm EN 61010-1 bzw. der internationalen Norm IEC 1010-1. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Be- Symbol 1: Achtung, allgemeine Gefahrenstelle – trieb sicherzustellen, muss der Anwender die Hinweise Produktdokumentation beachten und Warnvermerke beachten, die in dieser Bedienungs- Symbol 2: Vorsicht Hochspannung anleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis und alle Mess- Symbol 3: Masseanschluss anschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht den Bestimmungen der Schutzklasse 0. 1.2 Auspacken Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Voll- Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung inner- ständigkeit (Messgerät, Netzkabel, Produkt-CD, evtl. optio- halb oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig! nales Zubehör). Nach dem Auspacken sollte das Gerät auf transportbedingte, mechanische Beschädigungen und lose Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschrifts- Teile im Innern überprüft werden. Falls ein Transportscha- mäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der den vorliegt, bitten wir Sie sofort den Lieferant zu informie- Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise ren. Das Gerät darf dann nicht betrieben werden. angeschlossen werden. Benutzen Sie das Produkt niemals, wenn das Netzkabel beschädigt ist. Überprüfen Sie regel- 1.3 Aufstellen des Gerätes mäßig den einwandfreien Zustand der Netzkabel. Stellen Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen Sie durch geeignete Schutzmaßnahmen und Verlegearten aufgestellt werden: sicher, dass das Netzkabel nicht beschädigt werden kann und niemand z.B. durch Stolperfallen oder elektrischen Abb. 1 Schlag zu Schaden kommen kann. Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern. Abb. 2 Diese Annahme ist berechtigt: ❙❙ wenn das Messgerät sichtbare Beschädigungen hat, ❙❙ wenn das Messgerät nicht mehr arbeitet, ❙❙ nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen (z.B. im Freien oder in feuchten Räumen), Abb. 3 ❙❙ nach schweren Transportbeanspruchungen (z.B. mit einer Verpackung, die nicht den Mindestbedingungen von Post, Bahn oder Spedition entsprach). Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netz- steckdosen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN VDE0100, Teil 610, zu prüfen. ❙❙ Das Öffnen des Gerätes darf nur von einer entsprechend Die vorderen Gerätefüße können ausgeklappt werden ausgebildeten Fachkraft erfolgen. (Abb. 1). Die Gerätefront zeigt dann leicht nach oben (Nei- ❙❙ Vor dem Öffnen muss das Gerät ausgeschaltet und von gung etwa 10°). Bleiben die vorderen Gerätefüße einge- allen Stromkreisen getrennt sein. klappt (Abb. 2), lässt sich das Gerät mit weiteren HAMEG- Geräten sicher stapeln. Werden mehrere Geräte aufeinan- 1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb der gestellt, sitzen die eingeklappten Gerätefüße in den Das Messgerät ist nur zum Gebrauch durch Personen be- Arretierungen des darunter liegenden Gerätes und sind ge- stimmt, die mit den beim Messen elektrischer Größen ver- gen unbeabsichtigtes Verrutschen gesichert (Abb. 3). bundenen Gefahren vertraut sind. Das Messgerät darf nur 4
Wichtige Hinweise an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrie- renden Betrieb wird dabei fast jeder Frühausfall erkannt. ben werden, die Auftrennung der Schutzkontaktverbin- Anschließend erfolgt ein umfangreicher Funktions- und dung ist unzulässig. Der Netzstecker muss kontaktiert sein, Qualitätstest, bei dem alle Betriebsarten und die Einhal- bevor Signalstromkreise angeschlossen werden. Das Pro- tung der technischen Daten geprüft werden. Die Prüfung dukt darf nur in den vom Hersteller angegebenen Betriebs- erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale Normale rückführ- zuständen und Betriebslagen ohne Behinderung der Be- bar kalibriert sind. Es gelten die gesetzlichen Gewährlei- lüftung betrieben werden. Werden die Herstellerangaben stungsbestimmungen des Landes, in dem das HAMEG- nicht eingehalten, kann dies elektrischen Schlag, Brand Produkt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Um- Sie sich bitte an den Händler, bei dem Sie das HAMEG- ständen mit Todesfolge, verursachen. Bei allen Arbeiten Produkt erworben haben. sind die örtlichen bzw. landesspezifischen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften zu beachten. Nur für die Länder der EU: Sollte dennoch eine Reparatur Ihres Gerätes erforderlich Das Messgerät ist nur mit dem HAMEG Original-Messzubehör, sein, können Kunden innerhalb der EU die Reparaturen -Messleitungen bzw. -Netzkabel zu verwenden. Verwenden sie nie- auch direkt mit HAMEG abwickeln, um den Ablauf zu be- mals unzulänglich bemessene Netzkabel. Vor Beginn jeder Mes- schleunigen. Auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist sung sind die Messleitungen auf Beschädigung zu überprüfen und steht Ihnen der HAMEG Kundenservice (siehe RMA) für ggf. zu ersetzen. Beschädigte oder verschlissene Zubehörteile kön- Reparaturen zur Verfügung. nen das Gerät beschädigen oder zu Verletzungen führen. Das Messgerät ist für den Betrieb in folgenden Bereichen Return Material Authorization (RMA): bestimmt: Industrie-, Wohn-, Geschäfts- und Gewerbe-be- Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte reich sowie Kleinbetriebe. in jedem Fall per Internet: http://www.hameg.com oder Fax eine RMA-Nummer an. Sollten Sie technische Unter- Das Messgerät darf jeweils nur im Innenbereich eingesetzt stützung oder eine geeignete Verpackung (Originalkarton) werden. Vor jeder Messung ist das Messgerät auf korrekte benötigen, so kontaktieren Sie bitte unseren Service: Funktion zu überprüfen. HAMEG Instruments GmbH Zum Trennen vom Netz muss der rückseitige Kaltgerätestecker Service gezogen werden. Industriestr. 6 D-63533 Mainhausen 1.6 Umgebungsbedingungen Telefon: +49 (0) 6182 800 500 Der zulässige Arbeitstemperaturbereich während des Be- Telefax: +49 (0) 6182 800 501 triebes reicht von +5 °C bis +40 °C (Verschmutzungs- E-Mail: service@hameg.com grad 2). Die maximale relative Luftfeuchtigkeit (nichtkon- densierend) liegt bei 80%. Während der Lagerung oder 1.8 Wartung des Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C und +70 °C betragen. Hat sich während des Transports oder der Die Außenseite des Messgerätes sollte regelmäßig mit einem Lagerung Kondenswasser gebildet, sollte das Gerät ca. 2 weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt werden. Stunden akklimatisiert werden, bevor es in Betrieb genom- Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasrei- men wird. Das Messgerät ist zum Gebrauch in sauberen, niger (aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäu- trockenen Räumen bestimmt. Es darf nicht bei besonders bert werden, sie ist dann noch mit einem trockenen, sau- großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Ex- beren, fusselfreien Tuch nach zu reiben. Keinesfalls darf plosionsgefahr, sowie bei aggressiver chemischer Einwir- die Reinigungsflüssigkeit in das Gerät gelangen. Die An- kung betrieben werden. Die Betriebslage ist beliebig, eine wendung anderer Reinigungsmittel kann die Beschriftung ausreichende Luftzirkulation ist jedoch zu gewährleisten. oder Kunststoff- und Lackoberflächen angreifen. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage (Aufstellfüße) zu bevorzugen. Bevor Sie das Messgerät reinigen stellen Sie bitte sicher, dass es ausgeschaltet und von allen Spannungsversorgungen getrennt ist Das Gerät darf bis zu einer Höhenlage von 2000 m betrie- (z.B. speisendes Netz). ben werden. Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Aufwärmzeit von mindestens 30 Minuten und bei ei- Keine Teile des Gerätes dürfen mit chemischen Reinigungsmit- ner Umgebungstemperatur von 23 °C (Toleranz ±2 °C). teln, wie z.B. Alkohol, Aceton oder Nitroverdünnung, gereinigt Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durch- werden! schnittlichen Gerätes. 1.9 Netzeingangssicherungen 1.7 Gewährleistung und Reparatur Das Gerät besitzt zwei interne Sicherungen: T 0,8 A. HAMEG-Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskon- Sollte eine dieser Sicherungen ausfallen, liegt ein Repa- trolle. Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Pro- raturfall vor. Ein Auswechseln durch den Kunden ist nicht duktion einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Im intermittie- vorgesehen. 5
Wichtige Hinweise 1.10 Netzspannung 1.12 Produktentsorgung Das HM8118 verfügt über ein sogenanntes Weitbereichs- netzteil und arbeitet mit 50Hz oder 60Hz Netzfrequenz. Spannungen von 105V bis 253V sind zulässig. Eine Netz- spannungsumschaltung ist daher nicht notwendig. Abb. 1.1: Produktkennzeichnung nach EN Sicherungstyp: 50419 Größe 5 x 20 mm; 250V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662 (evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: träge (T) 0,8A. Das ElektroG setzt die folgenden EG-Richtlinien um: ❙❙ 2002/96/EG (WEEE) für Elektro- und Elektronikaltgeräte und 1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen ❙❙ 2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung Werden die Hinweise zu Batterien und Akkumulatoren/Zellen bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektronikgeräten nicht oder unzureichend beachtet, kann dies Explosion, Brand (RoHS-Richtlinie). und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen mit Todesfolge, verursachen. Die Handhabung von Batterien und Am Ende der Lebensdauer des Produktes darf dieses Pro- Akkumulatoren mit alkalischen Elektrolyten (z.B. Lithiumzellen) dukt nicht über den normalen Hausmüll entsorgt werden. muss der EN 62133 entsprechen. Auch die Entsorgung über die kommunalen Sammelstel- len für Elektroaltgeräte ist nicht zulässig. Zur umweltscho- nenden Entsorgung oder Rückführung in den Stoffkreis- 1. Zellen dürfen nicht zerlegt, geöffnet oder zerkleinert lauf übernimmt die HAMEG Instruments GmbH die Pflich- werden. ten der Rücknahme- und Entsorgung des ElektroG für Her- 2. Zellen oder Batterien dürfen weder Hitze noch Feuer steller in vollem Umfang. ausgesetzt werden. Die Lagerung im direkten Sonnen- licht ist zu vermeiden. Zellen und Batterien sauber und Wenden Sie sich bitte an Ihren Servicepartner vor Ort, um trocken halten. Verschmutzte Anschlüsse mit einem das Produkt zu entsorgen. trockenen, sauberen Tuch reinigen. 3. Zellen oder Batterien dürfen nicht kurzgeschlossen werden. Zellen oder Batterien dürfen nicht gefahrbrin- gend in einer Schachtel oder in einem Schubfach ge- lagert werden, wo sie sich gegenseitig kurzschließen oder durch andere leitende Werkstoffe kurzgeschlos- sen werden können. Eine Zelle oder Batterie darf erst aus ihrer Originalverpackung entnommen werden, wenn sie verwendet werden soll. 4. Zellen und Batterien von Kindern fernhalten. Falls eine Zelle oder eine Batterie verschluckt wurde, ist sofort ärztliche Hilfe in Anspruch zu nehmen. 5. Zellen oder Batterien dürfen keinen unzulässig starken, mechanischen Stößen ausgesetzt werden. 6. Bei Undichtheit einer Zelle darf die Flüssigkeit nicht mit der Haut in Berührung kommen oder in die Augen ge- langen. Falls es zu einer Berührung gekommen ist, den betroffenen Bereich mit reichlich Wasser waschen und ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen. 7. Werden Zellen oder Batterien, die alkalische Elektro- lyte enthalten (z.B. Lithiumzellen), unsachgemäß ausge- wechselt oder geladen, besteht Explosionsgefahr. Zel- len oder Batterien nur durch den entsprechenden Typ ersetzen, um die Sicherheit des Produkts zu erhalten. 8. Zellen oder Batterien müssen wieder verwertet wer- den und dürfen nicht in den Restmüll gelangen. Ak- kumulatoren oder Batterien, die Blei, Quecksilber oder Cadmium enthalten, sind Sonderabfall. Beach- ten Sie hierzu die landesspezifischen Entsorgungs- und Recycling-Bestimmungen. 6
Bezeichnung der Bedienelemente 2 Bezeichnung der MODE 14 AUTO – Automatische Schaltungsart-Auswahl 15 SER – Auswahl der Schaltungsart Seriell Bedienelemente 16 PAR – Auswahl der Schaltungsart Parallel RANGE 17 AUTO/HOLD – Automatische Messbereichswahl bei Gerätefrontseite HM8118 leuchtender Taste, bei erneuter Betätigung: Range Hold 1 POWER – Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des 18 UP – Schaltet in den nächst höheren Messbereich Gerätes 19 DOWN – Schaltet in den nächst niedrigeren Messbereich 2 Display (LCD) – Anzeige für Messwerte und Einheiten, Messbereiche, Messfrequenzen, Signalpegel, Schal- Anschlüsse tungsart, Funktionen und Parameter 20 L CUR (BNC-Buchse) – Signalausgang für serielle Mes- sungen („Low CURrent“, Signalgenerator) MENU 21 L POT (BNC-Buchse) – Signaleingang für parallele 3 SELECT – Aufruf der Menüfunktionen SETUP, CORR, Messungen („Low POTential“, Spannungsmessung) SYST und BIN (bei eingebautem Binning-Interface HO118) 22 H POT (BNC-Buchse) – Signaleingang / Signalaus- 4 ENTER - Bestätigung der Parametereingabe gang für parallele Messungen („High POTential“, 5 ESC – Verlassen von Menüfunktionen Messbrücke) 6 Drehgeber (Drehknopf/Taste) – Einstellen von Funktio- 23 H CUR (BNC-Buchse) – Signaleingang für serielle Mes- nen und Parametern sungen („High CURrent“, Strommessung) 7 Pfeiltasten – Tasten zur Änderung von Parametern Gerätefunktionen 24 BIAS MODE/ESC – Umschaltung zwischen interner SET und externer Biasspannung (nur bei aktivierter Bias- 8 FREQ – Auswahl der Messfrequenz mit Drehgeber 6 Funktion) bzw. Beenden der Parametereingabe oder Pfeiltasten 7 25 TRIG MODE/ENTER – Änderung der Triggerbetriebsart 9 LEVEL – Einstellen des AC Messsignalpegels mit / -verzögerung bzw. Bestätigung der Parametereingabe Drehgeber 6 und Cursorposition mit den Pfeiltasten 26 BIAS / – Aktivierung der Vorspannung bzw. Lö- 7 schen der letzten Ziffer bei Menüeingabe eines 10 BIAS – Einstellen der Biasspannung / des Biasstroms Parameters mit Drehgeber 6 und Cursorposition mit Pfeiltasten 27 TRIG / UNIT – Auslösen einer einzelnen Messung (bei 7 eingeschalteter manueller Triggerung) bzw. Auswahl der Einheit bei Parametereingabe ZERO 28 AUTO / 6 – Aktivierung der automatischen Messfunk- 11 OPEN – Aktivierung des Leerlaufabgleichs tion bzw. Parametereingabe Ziffer 6 12 SHORT – Aktivierung des Kurzschlussabgleichs 29 M / – – Aktivierung der Messfunktion Transformator- 13 LOAD – Aktivierung des Abgleichs mit Anpassung Gegeninduktivität M bzw. Parametereingabe „ – “ 1 2 4 3 6 7 9 8 10 15 14 16 5 12 11 13 18 17 19 41 40 42 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 43 Abb. 2.1: Frontansicht des HM8118 7
Bezeichnung der Bedienelemente 30 R-Q / 5 – Aktivierung der Messfunktion Widerstand R 45 BIAS FUSE (Sicherungshalter) – und Qualitätsfaktor (Güte) Q bzw. Parametereingabe Sicherung für externen Vorspannungseingang EXT. Ziffer 5 BIAS 31 N-Θ / . – Aktivierung der Messfunktion Transformator- 46 EXT. BIAS (4 mm Sicherheitsbuchsen) – Übersetzungsverhältnis N und Phasenverschiebungs- Externer Vorspannungseingang (+, –) winkel Θ bzw. Parametereingabe „ . “ 47 INTERFACE – HO820 Dual-Schnittstelle USB/RS-232 32 C-R / 4 – Aktivierung der Messfunktion Kapazität C und galvanisch getrennt (im Lieferumfang enthalten) Widerstand R bzw. Parametereingabe Ziffer 4 48 BINNING INTERFACE (25 pol. D-Sub Buchse) – 33 G-B / 0 – Aktivierung der Messfunktion Wirkleitwert G Ausgang zur Steuerung von Sortiergeräten für Bauele- und Blindleitwert B bzw. Parametereingabe Ziffer 0 mente; Option HO118 (Binning Interface) Einbau nur ab 34 C-D / 3 – Aktivierung der Messfunktion Kapazität C und Werk Verlustwinkel (Güte) D bzw. Parametereingabe Ziffer 3 49 Kaltgeräteeinbaustecker – 35 R-X / 9 – Aktivierung der Messfunktion Widerstand R Anschluss für das Netzkabel zur Stromversorgung und Blindwiderstand X bzw. Parametereingabe Ziffer 9 36 L-R / 2 – Aktivierung der Messfunktion Induktivität L und Widerstand R bzw. Parametereingabe Ziffer 2 37 Y-Θ / 8 – Aktivierung der Messfunktion Scheinleitwert Y und Phasenwinkel Θ bzw. Parametereingabe Ziffer 8 38 L-Q / 1 – Aktivierung der Messfunktion Induktivität L und Qualitätsfaktor (Güte) Q bzw. Parametereingabe Ziffer 1 39 Z-Θ / 7 – Aktivierung der Messfunktion Scheinwider- stand (Impedanz) Z und Phasenwinkel Θ bzw. Parame- tereingabe Ziffer 7 40 DISPLAY / MODE – Umschaltung der Displayanzeige für Messwerte mit/ohne Parameter 41 RECALL / STORE – Laden / Speichern von Geräteeinstellungen 42 REMOTE / LOCAL – Umschaltung zwischen Betriebsart REMOTE (LED leuchtet) und lokaler Betriebsart LOCAL (LED leuchtet nicht); ist die lokale Betriebsart gesperrt (Local lockout), so kann das Gerät nicht über die Tasten auf der Gerätevorderseite bedient werden 43 Massebuchse (4mm Sicherheitsbuchse) – Bezugspotentialanschluss (Massepotential ); die Buchse ist galvanisch mit dem (Netz-) Schutzleiter verbunden! Geräterückseite HM8118 44 TRIG. INPUT (BNC-Buchse) – Triggereingang für externe Triggerung 46 47 45 48 44 49 Abb. 2.2: Rückansicht des HM8118 8
Schnelleinstieg 3 Schnelleinstieg Starten Sie nun den Leerlauf- und danach den Kurz- schlussabgleich mit Hilfe der Taste ZERO/OPEN 11 , bzw. ZERO/SHORT 12 . Das Gerät gleicht nun alle 69 Frequenz- stufen für die aktuell an das HM8118 angeschlossenen 3.1 Voraussetzungen Messleitungen ab und speichert die Korrekturwerte bis zum Ausschalten des Gerätes. Dieser Vorgang dauert ca. Die Bauteile, die als Vorraussetzung für den Schnelleinstieg auf- zwei Minuten. gelistet sind, sollen ausschließlich als Beispiel dienen. Tipp: ❙❙ HAMEG HM8118 LCR Messbrücke mit Firmware 1.37 Im Modus SGL wird nur die derzeit eingestellte Frequenz abge- oder neuer glichen. Dieser Vorgang dauert nur wenige Sekunden und ist für ❙❙ HZ184 Kelvin Messleitungen Messungen in einem oder wenigen Frequenzbereichen vorge- ❙❙ 1x HAMEG 1000 µF Kapazität (nicht im Lieferumfang sehen. enthalten) ❙❙ 1x HAMEG 280 µH Induktivität (nicht im Lieferumfang enthalten) 3.2 Vermessen eines Kondensators ❙❙ 1x HAMEG 100 kΩ Widerstand (nicht im Lieferumfang Schließen Sie nun den Kondensator an die Anschlussklem- enthalten) men des HZ184 an. Achten Sie bitte auf die Polarität des Kon- densators und schließen Sie die schwarze Klemme an den Schließen Sie als erstes die mitgelieferten HZ184 Messka- mit – (Minus) gekennzeichneten Pol des Kondensators an. bel an das HM8118 an. Die beiden Stecker des schwarzen Da sich das Gerät im Automatikmodus befindet, wird die Messkabels werden mit den Anschlüssen LCUR und LPOT, Messfunktion automatisch auf Messfunktion 3 (C-D) ein- die Stecker des roten Messkabels mit den Anschlüssen gestellt. Aufgrund der voreingestellten Messfrequenz von HCUR und HPOT verbunden. 1 kHz, wird der Kondensator nicht im Arbeitspunkt betrie- ben und die Anzeige von ungefähr 900 µF entspricht nicht Nachdem das Gerät angeschaltet wurde, muss zuerst der den spezifizierten 1000 µF. Leerlauf-, bzw. Kurzschluss-Abgleich für die voreingestellte Messfrequenz von 1.0 kHz durchgeführt werden, da das Ändern Sie die Messfrequenz jetzt auf 50 Hz, indem Sie die Messkabel HZ184 zusammen mit den Anschlussklemmen Taste SET/FREQ 8 betätigen und danach den Drehknopf konstruktionsbedingt eine Streukapazität, Restinduktivität so lange nach links drehen, bis 50 Hz im Display angezeigt und einen Restwiderstand aufweist, wodurch die Genauig- werden. Nun liegt der angezeigte Wert für die Kapazität, keit der gemessenen Werte beeinflusst wird. Um diese Ein- basierend auf der Bauteiltoleranz, um 1000 µF. Der zugehö- flüsse zu minimieren, ist die Kompensation von Adapter- rige Verlustwinkel D ist in dieser Einstellung sehr gering. und leitungsbedingten Impedanzmessfehlern erforderlich. Je kleiner der Verlustwinkel, desto näher kommen die rea- Für den „Leerlaufabgleich“ sind die beiden Anschluss- len Bauteile einem idealen Verhalten. Eine ideale Induktivi- klemmen getrennt anzuordnen. Für den „Kurzschlussab- tät hat einen Verlustwinkel von 0°. Ein idealer Kondensator gleich“ sind die beiden Anschlussklemmen miteinander zu hat ebenfalls einen Verlustwinkel von 0°. verbinden (siehe Abb. 3.1). applied on the Imaginäre red terminal. The bias voltage works only when the instrument on capacitance measurement jX Q = 500 mode. Achse D = 0,002 Measuring function selection D=Q=1 The desired test function is selected by push buttons (12) and (14). The push button (12) gives access to the main |Z| = 1000 Ω parameter (R, L or C), The push button (14) allows a secondary parameter measurement (Q/D, impedance or phase). In order to measure D parameter the instrument needs at first to be set to capacitance measurement mode, on the D = 500 other way, Q parameter will be displayed. Q = 0,002 Auto-measurement function Reale R Achse The HM8018-2 is able to automatically determine the D = 500 component type in most cases. 3 different automatisms Q = 0,002 exists: the automatic impedance range selection (see the section « Auto-ranging»), the automatic mode (series/parallel) selection (see the section « passive components »), and the automatic function selection. These three automatisms are simultaneously activated when the instrument is set in automatic mode with the RANGE Abb. 3.1: Kurzschlussabgleich HZ184 AUTO key (7). Then the user canunter -- 45°or=mode change function C D=Q=1 that disables their respective automatism. The manual range selection disables the three automatisms. Wechseln Sie hierzu mit Hilfe der Taste MENÜ/SELECT , 3 When the instrument is on automatic mode the function Q = 500 choice depends on the impedance module, phase angle as D = 0,002 gefolgt von der Taste C-D 34 in das CORR-Menü. Wählen well as the quality factor .The diagram below shows the choice made by the instrument. Calculation functions Sie dort den Menüpunkt MODE aus und betätigen Sie den Abb.3.2: HM8118 Messprinzip schematisch links / detailliert rechts Apart from displaying normal values as resistance, inductance or Drehgeber 6 . Ändern Sie nun den Menüeintrag von SGL capacitance, the HM8018-2 can display relative deviations and percentages. It is not possible to use these calculation modes for in ALL, um den Abgleich für alle 69 Frequenzstufen auto- Ein idealer elektrischer Widerstand hat dagegen einen Ver- other functions than the three previous values. The deviations and percentages are displayed in relation to the two stored values matisiert durchführen zu können. Verlassen Sie das Menü lustwinkel von 90°; er besitzt keine kapazitiven oder induk- A and B. mit Hilfe der Taste MENÜ/ESC 5 . tiven Blindanteile. The procedure to obtain relative measurement is as follows: 1) Connect the component corresponding to the reference value. 9 2) Store the value (memory A) by pressing on the STORE key, then press the A key. 3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the
Schnelleinstieg 4 Inbetriebnahme 3.3 Vermessen einer Spule Bevor Sie die Drossel an das HM8118 anschließen, er- höhen Sie bitte die Messfrequenz um eine Dekade (auf 500 Hz), indem Sie die -Taste 7 über dem Drehgeber be- tätigen. Entfernen Sie nun den Kondensator und schließen 4.1 Anschließen die Drossel an die Klemmen des HZ184 an. Die Messauto- matik schaltet nun auf Messfunktion 1 (L-Q) und die Induk- tivität der Spule wird im Display angezeigt. Der angezeigte Wert muss ca. 280 µH betragen. Wie auf Abbildung 3.2 zu erkennen ist, muss der Phasen- winkel einer Induktivität zwischen +45° und +90° betra- Abb. 4.1: Ansicht Kaltgeräteeinbaustecker gen. Um dies nachzuvollziehen, verlassen Sie bitte den au- tomatischen Messmodus, indem Sie die Taste Z-Θ 39 be- Vor Anschluss des Messgeräts an die Energieversorgung tätigen. Der angezeigte Phasenwinkel beträgt ca. +70° und ist darauf zu achten, dass der im Datenblatt angegebene ist abhängig von der eingestellten Messfrequenz. Zum Ver- Spannungsbereich der Netzwechselspannung mit dem gleich: Der Phasenwinkel des zuvor angeschlossenen Kon- Anschlusswert des Energieversorgungsnetzes überein- densators beträgt bei 50 Hz ca. –87° stimmt. Das Messgerät ist mit einem Weitbereichsnetzteil ausgestattet. Daher muss die Netzwechselspannung nicht 3.4 Vermessen eines Widerstands manuell eingestellt werden. Entfernen Sie nun die Spule und ersetzen Sie diese durch den 100 kΩ Widerstand. Da das Gerät zuvor bereits manu- Die Sicherung BIAS FUSE für den externen Vorspannungs- ell auf die Messfunkion Z-Θ eingestellt wurde, können Sie eingang ist von außen auf der Rückseite des Messgerätes direkt den Wert für die Impedanz ablesen (ca. 100 kΩ). Wie zugänglich. Ein Auswechseln der Sicherung darf (bei un- bereits zuvor beschrieben, hat ein idealer Widerstand kei- beschädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor nerlei kapazitive oder induktive Blindanteile. Daher beträgt das Netzkabel aus der Netzsteckdose entfernt wurde. Dazu der Phasen-, bzw. Verlustwinkel des angeschlossenen muss der Sicherungshalter mit einem geeigneten Schrau- Bauteils fast Null Grad. bendreher herausgedreht werden. Die Sicherung kann dann aus der Halterung gezogen und ersetzt werden. Der Desweiteren hat das HM8118 beim Anschließen des Wi- Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingescho- derstands automatisch die geräteinterne Ersatzschaltung ben und eingedreht. Die Verwendung „geflickter“ Siche- von SER (seriell) auf PAR (parallel) umgeschaltet (LED- rungen oder das Kurzschließen der Kontakte des Siche- Taste 15 und 16 ). Bei eingeschalteter automatischer Aus- rungshalters ist unzulässig! Dadurch entstehende Schäden wahl der Schaltungsart (Taste AUTO 14 ) wählt die LCR- fallen nicht unter die Gewährleistung. Die Sicherung darf Messbrücke entsprechend dem angeschlossenen Bau- nur gegen den folgenden Sicherungstyp ersetzt werden: element automatisch die Schaltungsart (seriell bzw. paral- lel) aus, die für eine genaue Messung am besten geeignet Feinsicherung mit Keramik-Isolierkörper und ist. Die Schaltungsart stellt das Ersatzschaltbild des Mess- Löschmittelfüllung: Stromkreises dar. Üblicherweise werden Bauteile mit einer Größe 6,3 x 32 mm; 400V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662 geringen Impedanz (Kondensatoren/Spulen) mittels seriel- (evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: flink (F) 0,5 A. ler, Bauteile mit hoher Impedanz (z.B. Widerstand) mittels paralleler Ersatzschaltung vermessen. Abb. 4.2: Ausschnitt Geräterückseite mit Sicherung 4.2 Einschalten des Gerätes Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme des Gerätes die oben genannten Sicherheitshinweise! Die LCR-Messbrücke wird über den Netzschalter 1 einge- schaltet. Nach einem kurzen Aufleuchten aller Tasten kann die Messbrücke über die Tasten und den Drehgeber auf der Frontplatte bedient werden. Sollten die Tasten und das Display nicht aufleuchten, ist entweder keine Netzspan- nung vorhanden oder es sind die internen Netzeingangssi- 10
Inbetriebnahme cherungen defekt. Die aktuellen Messwerte sind im rech- applied on the Imaginäre red terminal. The bias voltage works only ten Bereich und die wichtigsten Parameter im linken Be- when the instrument on capacitance measurement jX Q = 500 mode. Achse D = 0,002 reich des Displays dargestellt. An die vier frontseitigen Measuring function selection D=Q=1 BNC-Buchsen können mit entsprechendem Messzubehör The desired test function is selected by push buttons (12) die zu messenden Bauelemente angeschlossen werden. and (14). The push button (12) gives access to the main |Z| = 1000 Ω parameter (R, L or C), The push button (14) allows a Ebenso kann das Messgerät über die frontseitige Masse- secondary parameter measurement (Q/D, impedance or phase). buchse 43 zusätzlich mit Massepotential verbunden wer- In order to measure D parameter the instrument needs at first to be set to capacitance measurement mode, on the den. Die Buchse ist für Bananenstecker mit einem Durch-other way, Q parameter will be displayed. D = 500 Q = 0,002 messer von 4 mm geeignet. Auto-measurement function Reale R Achse The HM8018-2 is able to automatically determine the D = 500 component type in most cases. 3 different automatisms Der Masseanschluss des Triggereingangs und die Masse- Q = 0,002 exists: the automatic impedance range selection (see the section « Auto-ranging»), the automatic mode buchse auf der Geräte-Vorderseite sind über den Netzstecker (mit (series/parallel) selection (see the section « passive components »), and the automatic function selection. These Schutzkontakt) des Messgerätes und den Netz-Schutzleiter gal- three automatisms are simultaneously activated when the instrument is set in automatic mode with the RANGE vanisch mit Erdpotential verbunden! Die Außenkontakte der BNC- AUTO key (7). Then the user canunter -- 45°or=mode change function C D=Q=1 that disables their respective automatism. The manual range Buchsen 20 – 23 auf der Geräte-Vorderseite (Abschirmung von selection disables the three automatisms. When the instrument is on automatic mode the function angeschlossenen Koaxialkabeln) liegen auf Guard-Potential, das choice depends on the impedance module, phase angle as Q = 500 D = 0,002 well as the quality factor .The diagram below shows the keinen Bezug zum Erdpotential hat! An diese BNC-Buchsen dür- choice made by the instrument. Calculation functions fen keine externen Spannungen angelegt werden! Die Schnittstel- Q =Apart Qualitätsfaktor (Güte) from displaying normal values as resistance, inductance or len 47 und 48 auf der Geräte-Rückseite sind galvanisch getrennt D =capacitance, Tagens des percentages. the HM8018-2 can display relative deviations and Verlustwinkels It is not possible to use these calculation modes for (ohne Bezug zum Massepotenial)! other functions than the three previous values. The deviations and percentages are displayed in relation to the two stored values A and B. D=1/Q The procedure to obtain relative measurement is as follows: Sollten durch einen Defekt des Gerätes undefinierbare Q =1)1 /Connect D = 1 the / tan delta component corresponding to the reference value. Meldungen auf dem Display dargestellt werden und/oder (delta = Gegenwinkel zum Phasenwinkel) 2) Store the value (memory A) by pressing on the STORE key, das Messgerät auf die Bedienung nicht mehr reagieren, ist then press the A key. das Messgerät auszuschalten und nach einem kurzen Mo- 3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the display shows the value (Measure – A). ment wieder einzuschalten (Reset). Bleibt die Anzeige un- Abb. 4.3: Messprinzip A direct percentage measurement is possible, it is only to use the verändert und/oder die Bedienung nicht möglich, ist das ÷B key instead of the –A key in the previous procedure. Then the instrument displays the value 100*Measure/B in %. Messgerät außer Betrieb zu setzen und zu einem qualifi- Gleichspannungsanteil gemessen, sondern die Wechsel- To obtain a deviation in % proceed as follows: zierten Service zu senden (siehe Sicherheitshinweise). größe. Die ausgegebenen Werte werden digital errechnet. 1) Connect the component corresponding to the reference Diese Messung von Impedanz und value. Phasenwinkel unter- liegt einer gewissen Messungenauigkeit, welche auf den 4.3 Netzfrequenz folgenden Seiten beschrieben wird. Bevor mit ersten Messungen begonnen wird, sollte die vor- handene Netzfrequenz richtig eingestellt werden, um Stö- Die Messbrücke HM8118 kann prinzipiell nur den ESR, rungen zu vermeiden. Die Netzfrequenz kann für verschie- ESC oder ESL (= Equivalent Series Resistance / Capacity / dene Wechselstromnetze zwischen 50 Hz und 60 Hz um- Inductivity) gemäß Ersatzschaltbild des Bauteils ermitteln geschaltet werden. Je nach ausgewähltem Messbereich und wird primär zum Messen einzelner Bauteile verwen- und Messfrequenz können bei falsch eingestellter Netzfre- det. Wird eine Schaltung mit mehreren Bauteilen an die quenz Störungen, wie z.B. instabile Messwertanzeigen, auf- Messbrücke angeschlossen, so wird immer der ESR, ESC treten. Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der oder ESL der gesamten Schaltung / Bauteilgruppe ermit- Menüfunktion SYST und der Einstellung MAINS FRQ mit telt. Dies kann zu einer Verfälschung des Messergebnisses dem Drehgeber 6 die Netzfrequenz eingestellt werden. führen. Das angeschlossene Bauteil / die angeschlossene Schaltung wird immer als „Black-Box“ verstanden. Diese Werte sind natürlich für jedes Bauteil verfügbar, es ist nur 4.4 Messprinzip zu beachten, dass diese immer das Resultat mehrerer, evtl. Das LCR Meter HM8118 ist keine klassische keine klassi- überlagerter Einzel-Kapazitäten, Induktivitäten und Wider- sche Wien-, Maxwell- oder Thomsonmessbrücke. Viel- stände darstellen. Gerade bei Spulen (Magnetfeld, Wirbel- mehr werden beim Anschließen eines Messobjektes ströme, Hysterese, etc.) kann es leicht zu Mißverständnis- grundsätzlich die Impedanz |Z| und der zugehörige Pha- sen kommen senwinkel Θ (Phase zwischen Strom und Spannung) er- mittelt (siehe Abb. 4.4). Diese Messwerte sind frequenz- Die LCR Messbrücke HM8118 ist in erster Linie zur Bestimmung abhängig und werden mittels einem AC Testsignals ermit- von passiven Bauelementen vorgesehen. Daher ist es nicht mög- telt (manuell einstellbar zwischen 50mV und 1.5V), welcher lich, extern mit Spannung versorgte Messobjekte zu bestimmen. in den Prüfling induziert wird. Dies unterscheidet eine LCR Messbrücke von einem Multimeter (DC Messung). Auf- Abb. 4.5 zeigt den Zusammenhang zwischen Kapazität Cs grund des Messprinzips ist immer die gemessene Impe- (bzw. Widerstand Rs) und verschiedenen, an der Messbrü- danz ausschlaggebend. Anhand der Impedanz (X-Achse) cke einstellbaren Test-Spannungen (0,2Veff bis 1,5Veff). Wie und des Phasenwinkels (Winkel) kann das Gerät den feh- in der Abbildung zu sehen ist, sind die Messwerte von Cs lenden Wert der Y-Achse bestimmen. Somit wird nicht der bzw. Rs stark von der eingestellten Test-Spannung abhän- 11
Inbetriebnahme gig. Punkt A zeigt den Messpunkt des Gerätes bei Mes- Impedanz: 100 MΩ sung eines einzelnen Bauteils, Punkt B zeigt den Mess- 4 MΩ 0,2% + I Z I / 1,5 GΩ punkt bei Messung einer Bauteilgruppe (in diesem Fall 1 MΩ 0,5% + zwei parallel geschaltete Kapazitäten). Im Gegensatz zu I Z I / 100 MΩ Messpunkt A wechselt die Messbrücke bei Messpunkt B 0,05% + 0,1% + den Messbereich aufgrund der Impedanz der gesamten I Z I / 2 GΩ I Z I / 1,5 GΩ 25 kΩ Bauteilgruppe. Dadurch unterscheiden sich die Messwerte von Punkt A und Punkt B. 0,2% + 0,5% + I Z I / 100 MΩ 5 mΩ / I Z I 100 kΩ + 0,2% + I Z I / 100 MΩ 0,1% + 1 mΩ / I Z I 2 mΩ / I Z I 2,5 kΩ 0,5% + 0,3% + 1 mΩ / I Z I 2 mΩ / I Z I 0,01 mΩ 20 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz Abb. 4.5: Tabelle zur Bestimmung der Genauigkeit Hierzu muss die Impedanz des jeweiligen Bauteils am je- weiligen Messpunkt bekannt sein. Weitere Informationen sind für die Genauigkeitsberechnung nicht notwendig. Die im Datenblatt angegebene Grundgenauigkeit von 0,05% Abb. 4.4: Beispiel Zusammenhang Cs (bzw. Rs) und Test Spannung bezieht sich ausschließlich auf die Grundgenauigkeit der HM8118 Messbrücke. Die Grundgenauigkeit gibt nur die Der tatsächlich gemessene Reihenwiderstand beinhaltet allgemeine Messunsicherheit des Gerätes an. Die Genauig- sämtliche Verluste, also alle Reihenwiderstände (Anschluß- keitstabelle beschreibt die Messgenauigkeit, die zusätzlich leitungen, Folienwiderstände bei Kondensatoren mit in berücksichtigt werden muss. Reihe geschalteten Folien), und wird durch den Verlustfak- tor (dissipation factor) repräsentiert. Der effektive Reihen- Die höchste Messgenauigkeit wird erzielt, wenn der Wert widerstand (= Equivalent Series Resistance) ist frequenz- des DUT (= Device Under Test) etwa in der Mitte des abhängig nach der Formel: Messbereichs liegt. Wird der nächst höhere Messbereich für dieses DUT gewählt, erscheint dieser in der Mitte des ESR = Rs = D/ωCs dann gewählten Bereiches. Da der Messfehler in Prozent des Messbereichsendwertes definiert ist, erhöht sich der wobei ω „Omega“ = 2πf (Kreisfrequenz) darstellt. Obgleich Messfehler in dem höheren Bereich nahezu um Faktor 2. es üblich ist, die Induktivität von Spulen in Reihenschal- Üblicherweise erhöht sich der Messfehler im nächsthö- tung zu messen, gibt es Situationen, in denen das parallele heren Messbereich entsprechend. Wenn ein Bauelement Ersatzschaltbild den physikalischen Bestandteil besser dar- vom Messkabel oder Messadapter während eines Messvor- stellt. Für kleine „Luft“ Spulen sind die bedeutendsten Ver- gangs im kontinuierlichen Messbetrieb entfernt wird, kann luste normalerweise ohmsche- oder Verluste im Spulen- der automatisch ausgewählte Messbereich und die automa- draht. Folglich ist die Reihenschaltung als Messstromkreis tisch ausgewählte Messfunktion durch Umschalten auf die angebracht. Dennoch können für Spulen mit „Eisenkern“ manuelle Messbereichswahl übernommen werden (Range die bedeutendsten Verluste die „Kernverluste“ sein. Daher Hold). Dadurch kann die Messzeit bei der Messung von eignet sich bei diesen Komponenten das parallele Ersatz- vielen gleichartigen Bauelementen reduziert werden. schaltbild besser. Die Genauigkeit nimmt mit der Messspannung (Test Spannung) Die Widerstandsmessung findet immer nach der Methode Span- ab, weil das Signal-/Rausch-Verhältnis abnimmt. Dies hat mehr nung anlegen (AC) und Messung des resultierenden Stroms statt. Instabilitäten zur Folge. Die Genauigkeit sinkt im gleichen Ver- Einziger Unterschied zu L oder C ist, dass der Phasenwinkel nahe hältnis. Wird z.B. 0,5V als Messspannung verwendet, so ist die 0° ist (reeller Widerstand). Eine Widerstandsmessung mit DC ist Grundgenauigkeit die Hälfte. nicht vorgesehen. 4.5.1 Beispiel zur Bestimmung der Messgenauigkeit 4.5 Messgenauigkeit Grundlage der Genauigkeitsberechnung ist immer die Ta- Die Messung von Impedanz und Phasenwinkel unterliegt belle des Datenblatts (siehe Abb. 4.6). Um die entspre- einer gewissen Messungenauigkeit. Anhand der Genauig- chende Messgenauigkeit ausrechnen zu können, werden keitstabelle im Datenblatt (siehe Abb. 4.6) kann die Mess- folgende Parameter des Bauteils benötigt (Arbeitspunkt genauigkeit im jeweiligen Messpunkt errechnet werden. des Bauteils): 12
Einstellen von Parametern 5 Einstellen von ❙❙ Impedanz des Bauteils bei entsprechender Messfrequenz ❙❙ die Messfrequenz selbst. Parametern Die Messgenauigkeit wird reduziert, wenn ein Bauelement außer- halb des optimalen Messbereichs gemessen wird. Als Beispiel wird ein 10 pF Kondensator mit einer Impedanz von 15 MΩ bei 1 kHz vermessen. Gültig ist in diesem Fall 5.1 Werte-/Parametereingabe die oberste Zeile der Genauigkeitstabelle: Über die Tasten auf der Gerätevorderseite können die ein- zelnen Funktionen und Betriebsarten des Messgerätes Impedanz: 100 MΩ ausgewählt werden. Zum Auswählen der Messfunktion 0,2% + I Z I / 1,5 GΩ wird die entsprechende Funktionstaste betätigt. Ist eine 4 MΩ 20 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz Messfunktion aktiv, wird dies durch das Leuchten der wei- ßen LED gekennzeichnet. Nachfolgende Einstellungen Die Werte des Bauteils in o.g. Formel eingesetzt ergibt: werden auf die ausgewählte Messfunktion bezogen. 15 MΩ Zur Einstellung von Parametern stehen drei Möglichkeiten Genauigkeit@1kHz = 0,2% + 1,5 GΩ zur Verfügung: 15 x 106 Ω ❙❙ numerische Tastatur Genauigkeit@1kHz = 0,2% + 1,5 x 109 Ω ❙❙ Drehgeber 15 Ω Genauigkeit@1kHz = 0,2% + ❙❙ Pfeiltasten 1,5 x 103 Ω 15 Ω Genauigkeit@1kHz = 0,2% + 1500 Ω Die Einstellung von Messgeräteparametern kann durch Drücken der SELECT Taste 3 mit dem Aufruf der Menü- Genauigkeit@1kHz = 0,2% + 0,01 funktionen SETUP, CORR, SYST und BIN (wird nur bei ein- gebauten Binning-Interface HO118 angezeigt) erfolgen. Die Nach dem Einsetzen der Bauteilwerte und dem Ausrech- dazugehörigen Untermenüs zu den Menüfunktionen kön- nen der Formal, werden die Einheiten angepasst, da der nen mit den Tasten L-R/2 36 , C-D/3 34 , C-R/4 32 , R-Q/5 30 zweite Summand einheitenlos ist: ausgewählt werden. Die entsprechenden Messgerätepa- rameter können dann je nach Funktion mit den Pfeiltasten 7 und dem Drehgeber 6 eingestellt werden. Genauigkeit@1kHz = 0,2% + 0,01 = 0,2 + (0,01 x 100%) = 0,2% + 1% = 1,2% Durch Drücken des Drehgebers kann der entsprechende Messgeräteparameter geändert (editiert) werden. Dies Daraus folgt konkret für das Bauteil von 10pF: wird im Display durch ein blinkendes „E“ (Edit) angezeigt. 1,2% von 10 pF sind 0,12 pF. 5.1.1 Drehgeber mit Pfeiltasten Somit liegt der angezeigte Messwert zwischen Ist die jeweilige Menü-Funktion mit den Pfeiltasten ausge- 10pF - 0,12pF = 9,88pF und 10pF + 0,12pF = 10,12pF. wählt, so kann durch Druck auf den Drehgeber der Editier- modus aktiviert werden. Ist der Editiermodus aktiv (blin- kendes „E“ auf dem Display), so kann mittels Drehgeber der Parameter bzw. der Eingabewert gewählt werden. Die Werteeingabe wird dabei schrittweise verändert und der entsprechende Eingabeparameter wird unmittelbar einge- stellt. Durch Rechtsdrehen des Drehgebers wird der Soll- wert erhöht, durch Linksdrehen verringert. Durch erneu- tem Druck auf den Drehgeber wird der Editiermodus deak- tiviert und die Funktionsauswahl bestätigt. Mit den Pfeil- tasten wird die jeweilige Menü-Funktion ausgewählt. 5.1.2 Numerische Tastatur Die einfachste Weise einen Wert exakt und schnell ein- zugeben ist die Eingabe über die numerische Tastatur mit den Zifferntasten (0...9) und Punkttrennzeichen. Ist der Edi- tiermodus durch Druck auf den Drehgeber aktiv, so kann durch die SELECT-Taste 3 , der ENTER-Taste 25 oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber die manuelle Werte- eingabe über die numersiche Tastatur aktiviert werden. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Ziffernta- sten der jeweilige Wert eingegeben werden kann (je nach 13
Einstellen von Parametern 6 Messwertanzeige Messgeräteparameter mit der zugehörigen Einheit). Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehge- ber bestätigt. Vor Bestätigung des Parameters kann bei Falscheingabe der Wert durch die Pfeiltaste 7 gelöscht Die mit der LCR Messbrücke HM8118 gemessenen Werte werden. Mit der Taste ESC kann die Eingabe von Parame- können auf dem LCD-Display in drei verschiedenen Dar- tern abgebrochen werden. Das Bearbeitungsfenster wird stellungen angezeigt werden: dadurch geschlossen. ❙❙ Messwert ❙❙ absolute Messwertabweichung ∆ ABS oder ❙❙ relative Messwertabweichung ∆ % (in Prozent). Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der Menüfunktion SETUP und der Einstellung DEV_M (für die „Hauptmesswertanzeige“) und DEV_S (für die „Neben- messwertanzeige“) die Anzeige der Messwerte umge- Abb. 5.1: Nummerische Tastatur mit Funktionstasten schaltet werden. Ist die Funktion DEV_M bzw. DEV_S mit den Pfeiltasten ausgewählt, so kann durch Druck auf den 5.2 Auswahl der Messfunktion Drehgeber der Editiermodus aktiviert werden. Ist der Edi- Bei der LCR Messbrücke HM8118 können aus neun Mess- tiermodus aktiv (blinkendes „E“ auf dem Display), so kann funktionen zwei Parameter gleichzeitig gemessen und als mittels Drehgeber die jeweilige Messwertanzeige gewählt Messwerte angezeigt werden. Der erste Parameter be- werden. Durch erneutem Druck auf den Drehgeber wird zieht sich auf die „Hauptmesswertanzeige“ und der zweite der Editiermodus deaktiviert und die Funktionsauswahl Parameter auf die „Nebenmesswertanzeige“. In Abhän- bestätigt. gigkeit vom angeschlossenen Bauelement können fol- gende Haupt- und Nebenmesswertanzeigen eingeblendet Auf dem Display wird der Hauptmesswert und Neben- werden: messwert mit Dezimalpunkt und den zugehörigen Einhei- ten angezeigt. Die Auflösung der Hauptmesswertanzeige L-Q Induktivität L und Qualitätsfaktor (Güte) Q (L, C, R, G, Z oder Y) beträgt eine bzw. zwei oder drei Stel- L-R Induktivität L und Widerstand R len vor dem Dezimalkomma und vier bzw. drei oder fünf C-D Kapazität C und Verlustfaktor D Stellen nach dem Dezimalkomma. Die Auflösung der Ne- C-R Kapazität C und Widerstand R benmesswertanzeige (D, Q, R, B, X oder Θ) ist eine bzw. R-Q Widerstand R und Qualitätsfaktor (Güte) Q zwei oder drei Stellen vor dem Dezimalkomma und drei, Z-Θ Scheinwiderstand (Impedanz) Z vier oder fünf Stellen nach dem Dezimalkomma. Die Dar- und Phasenwinkel Θ stellung OVERRANGE wird auf dem Display angezeigt, Y-Θ Scheinleitwert Y und Phasenwinkel Θ wenn der Messwert außerhalb des eingestellten Messbe- R-X Widerstand R und Blindwiderstand X reichs ist. G-B Wirkleitwert G und Blindleitwert B N-Θ Transformator-Übersetzungsverhältnis N und Zeigt die Messbrücke einen negativen Wert auf dem Display an, Phasenverschiebungswinkel Θ so sollte die Messfrequenz, die Messspannung und ggf. der Pha- M Transformator-Gegeninduktivität M senwinkel des Bauteils überprüft werden. Liegt z.B. der Phasen- winkel eines Kondensators bei annährend 90°, so kann aufgrund Die gewünschte Messfunktion kann durch Betätigen der der Messgenauigkeit ein negativer Anzeigewert resultieren. Ne- Tasten 29 bis 39 ausgewählt werden. gative Werte können z.B. bei Spuelen mit Kern auftreten (Fehl- messung durch Magnetisierung). Im Automatik-Modus (Taste AUTO) schaltet die Messbrü- cke sowohl die Messfunktion (Taste 28 - 39 ), als auch das 6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %) interne Ersatzschaltbild des Messkreises entsprechend der Das „#“ Zeichen vor einem Messwert und das „%“ Zei- gemessenen Werte auf seriell (für induktive Last) bzw. par- chen hinter einem Messwert zeigen an, dass die relative allel (für kapazitive Last) um. Messwertabweichung ∆ % (in Prozent) des gemessenen L, C, R, G, Z oder Y Messwertes bzw. des D, Q, R, B, X oder Θ Messwertes von einem gespeicherten Messwert (Refe- renzwert) angezeigt wird. 6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#) Das „#“ Zeichen vor einem Messwert zeigt an, dass die absolute Messwertabweichung ∆ ABS des gemessenen Messwertes, ähnlich wie bei ∆ %, von einem gespeicherten Messwert (Refe- renzwert) angezeigt wird. Die Messwertabweichung wird in ver- wendbaren Einheiten (Ohm, Henry, usw.) angezeigt. 14
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