UYGULAMA NOTU
A40B Serisi Akım Şöntlerini ve 5790B AC Ölçüm Standardını kullanarak akım kaynaklarını kalibre etme
Fluke Calibration 5790B AC Ölçüm Standardı, en zorlu kalibrasyon uygulamaları için tasarlanmış çok amaçlı bir ac ölçüm ve transfer standardıdır. Bir termal transfer standardından bekleyeceğiniz doğruluğu, dijital bir multimetrenin kullanım kolaylığı ile birleştirir. Mutlak ac voltaj ölçüm belirsizlikleri, 23 °C ± 5 °C'lik bir ortamda bir yıl için 24 ppm kadar düşüktür. 5790B, Fluke Calibration A40B Akım Şöntleri ile birlikte doğrudan ekranda bir akım okuması olarak gösterilen mutlak veya bağıl akım ölçümleri yapmanızı sağlar. Bu özellik, hassas akım ölçümleri yapma amacıyla 5790B'nin işlevselliğini genişletmek için çok basit bir yöntem sağlar.
5790B'nin kullanıcı arayüzü size, seri numaraları, kalibrasyon tarihleri ve birincil ve ikincil kalibrasyon parametreleri (nominal dc direnci, dc direnç hatası, 24 ac/dc fark noktası ve beş yükleme hata noktası) dahil olmak üzere 150'ye kadar şönt bilgisini girmenize ve saklamanıza izin veren bir akım şönt menüsü sunar. Şönt bilgisi yüklendikten sonra 5790B, şönt bağlanarak ve ana menüden uygun şönt seçilerek saniyeler içinde mutlak veya bağıl akım ölçümü alacak şekilde ayarlanabilir. Bir akım şöntü kullanıldığında 5790B, şönt bilgileriyle birlikte hem voltaj hem de akım ölçümlerini görüntüler. Fluke A40 ve A40A akım şöntlerininin ve özel şöntlerin bilgileri yüklenebilir ve akım ölçümleri yapmak için kullanılabilir.
A40B Akım Şöntlerini Kullanmanın Faydaları
A40B şöntleri, mükemmel kendi kendine ısınma güç katsayısı, düşük sıcaklık katsayısı ve 100 kHz'e kadar çok düz frekans yanıtı ile olağanüstü direnç kararlılığı sergiler. Tüm bu özelliklerin bir araya gelmesiyle şöntler, dc'den 100kHz'e kadar doğrudan akım ölçümü sunar. 5790B, çeşitli A40B kararlılık özelliklerini alır ve belirli bir frekansta bu faktörlere dayalı olarak gerçek akımı otomatik olarak hesaplar ve görüntüler.
Bu sayede ekrandaki ölçümden daha emin olmanızı sağlar ve birincil ve ikincil şönt özelliklerinin etkilerini ve hata olasılığını manuel olarak hesaplamak için harcanan zamanı önemli ölçüde azaltır.
Şekil2: Şönt Menüsü
A40B şöntlerini 5790B kullanıcı arayüzüne yükleme
5790B şönt menüsü, mevcut şöntlerin bir arşivini eklemenize, düzenlemenize ve yönetmenize olanak tanır. Akım şönt menüsü, dokunmatik ekrandaki Setup Menüsü aracılığıyla erişilen Instrument Setup menüsünde bulunur. Akım şöntlerin tüm eklemeleri, düzenlemeleri ve yönetimi sadece bu menü üzerinden yapılır. Ana menüde kayıtlı bir şönt seçmek için doğrudan bir bağlantı vardır, ancak bu sadece şöntleri seçmek içindir. Bu iş akışı, şöntleri, kazara yapılacak değişikliklerden korur. Menü yüklendiğinde, Genel Bakış bölümünde gösterildiği gibi, mevcut değerlerine göre düzenlenmiş tüm A40B akım şöntlerinin standart bir listesi sunulur. Buradan bir şönt yüklemek için A40B'nin aralığını seçin, bir alt menü görünecektir. Bir şönt eklemek için “Yeni Ekle”yi seçmeniz yeterlidir.
Her şönt, 5790B'ye voltaj ölçümünden akım ölçümünü hesaplamak için gerekli bilgileri sağlayan özelliklere sahiptir:
1. Seri numarası – Akım şöntünün tek tanımlayıcısı.
2. Kalibrasyon tarihi – – Akım şöntünün son kalibrasyon tarihi.
3. DC direnç hatası (A40B) veya gerçek direnç (A40/A40A/özel şönt) – Bir A40B için bu, akım şöntün nominal direnç değerinden ppm cinsinden sapmasıdır (bkz. Şekil 3). A40, A40A veya özel şantlar için gerçek (genellikle “nominal” olarak anılır) akım şöntünün direncidir (bkz. Şekil 4). Akım şönt için gerçek direnç biliniyorsa alana girilmeli, aksi halde ‘’ bilinmiyor ‘’ olarak bırakılmalıdır.
Not: Gerçek direnç olmadan akım okuması görüntülenmeyecektir. Daha fazla bilgi için önceki bölüme bakın.
4. AC/DC fark hataları - ac direnç değerinin, dc direnç değeriyle aynı olması için değiştirilmesi gereken miktar. Bunu bir frekans kararlılığı hatasına dönüştürmek için işareti ters çevirin.
5. Yükleme hataları – 5790B'nin giriş empedansından kaynaklanan ölçüm hatası. A40B şöntler için bu değerler önceden yüklenmiştir ancak yine de gerekirse değiştirilebilir.
Yukarıda Şekil3: A40B Özellikleri
Yukarıda Şekil4: A40/A40A/Özel Ayarlar
Şönt menüsü ve işlevselliği, A40B akım şöntleri için optimize edilmiştir, ancak Fluke A40, A40A ve özel şöntleri de girmenize ve kullanmanıza izin verir. Bununla birlikte, gerçek zamanlı akım okumasının önemli bir bileşeni, gerçek direnci ve tipik olarak "dc direnç hatası" olarak adlandırılan nominalden sapmayı bilmektir. Direnç değeri olmadan mevcut okuma görüntülenmeyecektir.
A40 ve A40A şöntlerini kullanırken, mevcut okumayı görüntülemek için bu şöntlerin nominal direncini bir ‘’ 0 ‘’ dc direnci ile girin.
A40 ve A40A şöntleri için gerçek direnç belirtilmediğinden, görüntülenen akım yalnızca gösterge amaçlıdır.
Akım nasıl hesaplanır?
A40B şöntleri için hataları kullanan 5790B, akımı aşağıdaki gibi hesaplar:
V = 5790B voltaj ölçümü (V)
I = 5790B akım okuması (A)
ACDC_Err = A40B kalibrasyon sertifikasından (μΩ/Ω veya ppm) AC/DC farkı değerleri
R_DC = A40B şöntünün gerçek dc direnci:Kalibrasyon sertifikasında sağlanan (Ω) nominal dc direnç değerinin dc direnç hatasının farkı
Load_Err = A40B şöntü kullanırken 5790B yükleme hatası (5790B'ye önceden yüklenmiştir) (μΩ/Ω veya ppm)
Not: Ölçülen frekans, kayıt altına alınan hata noktaları arasında olduğunda, bu formüldeki ACDCErr ve LoadErr doğrusal olarak enterpolasyonludur.
A40B Akım Şöntünü 5790B'ye Bağlama
A40B Akım Şöntlerinin eski A40 ve A40A Akım Şantlarına göre sunduğu ek bir avantaj, 5790B'ye doğrudan, adaptörsüz bağlantılar yapabilme yeteneğidir. Eski A40/A40A adaptörleriyle çalıştıysanız, Şekil 5'te gösterildiği gibi bağlantının karmaşıklığını ve kablo belirsizliklerini dikkate alma ihtiyacı nedeniyle ne kadar daha fazla ölçüm riskinin mevcut olduğunu anlarsınız.
Şimdi 5790B ile karmaşıklığı önemli ölçüde azaltarak mevcut ölçümünüze daha fazla güvenebilirsiniz. Şekil 6, doğrudan Giriş 1'e (N-tipi koaksiyel) veya Giriş 2'ye (standart terminal jakları) bağlanabilen A40B'nin bağlantı basitliğini göstermektedir. A40B şöntünü doğrudan Giriş 1'e bağlamak, kabloyu ve kablo kaynaklı hataları ortadan kaldırır. Tercih edilen bağlantı buysa, ekipmanın hasar görmesini önlemek için aşağıdakileri göz önünde bulundurun:
- A40B'yi, aşağı doğru bir kuvvet şöntü veya 5790B'yi kırmayacak şekilde destekleyin. Fluke Calibration, birden fazla boyutta şöntü desteklemek için yukarı ve aşağı ayarlanabilen makas tarzı bir kriko standı önerir.
- A40B'yi, yan yük , şöntü veya 5790B'yi kırmayacak şekilde destekleyin. 5790B ve A40B'yi, A40B ve/veya 5790B'yi tahrip edebilecek şekilde şöntün çarpmayacağı şekilde konumlandırmaya dikkat edin.
- Daha büyük A40B şöntler için, şöntler doğrudan bağlandığında fazla boşluk yoktur. Bu durumda, Fluke Calibration, Şekil 6'da gösterilen A40B lead'lerden birinin kullanılmasını ve Giriş 1'e doğrudan bağlantı yapılmamasını önerir.
En iyi ölçüm sonuçlarını sağlamak için kablolama da dikkatli bir şekilde değerlendirilmelidir. Şöntü bağlarken aşağıdakileri göz önünde bulundurun:
1. Daha yüksek akımlarda manyetik kuplajdan kaçınmak için akım giriş ve voltaj çıkış kablolarını/yollarını ayrı veya en azından birbirine dik tutun.
2. Radyasyonu ve duyarlılığı en aza indirmek için koaksiyel veya bükümlü çift kablolar kullanın.
Fluke Calibration, A40B akım şöntleri için birçok kablo, konektör, adaptör ve aksesuar sunar. Bu öğeler hakkında daha fazla bilgiyi www.flukecal.com adresinde bulunan “A40B Hassas Akım Şönt adaptörleri, kabloları ve konektörleri” başlıklı Fluke Kalibrasyon broşüründen edinebilirsiniz.
A40B şöntlerle akım ölçümü yapma
Artık şönt bilgileri yüklenip 5790B'ye bağlı olduğuna göre ana menüden A40B Akım Şöntü seçilerek saniyeler içinde hassas akım ölçümleri yapılabilmektedir. Seçim yapıldığında , ekranda gerçek zamanlı mevcut okuma görünecektir.
A40B şöntleri ile akım ölçerken, akım okuması her zaman ana ekranın alt kısmında voltaj ölçümü altında gösterilir. Ekranın üst kısmında gösterilen belirsizliğin sadece voltaj ölçümü ile ilgili olduğunu ve akım okumasıyla ilgili olmadığını unutmayın.
Not: Akım uygulandıktan sonra şöntlerin stabilize olmasına izin vermek iyi bir uygulamadır.
Şekil7: Akım Ölçümleri
5790B, ölçüm hatalarını önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olur
5790B, Ohm Yasasını kullanarak voltaj ölçümüne dayalı akımı ve ayrıca ideal olmayan dirençlerle ilişkili ikincil parametreleri hesaplar. Basitçe direnç boyunca ölçülen voltaj, Vs'nin voltaj, Io'nun akım ve Rs'nin bilinen direnç değeri olduğu durumlarda aşağıdaki gibi olacaktır:
Vs = Io ∙ Rs
Ne yazık ki, tüm mevcut şöntler ideal olmayan dirençlerdir, yani direncin davranışı, Ohm Yasası tarafından belirtilen ilişkiden daha fazlası tarafından belirlenir. İdeal olmayan dirençlerle ilişkili hata kaynakları, belirli frekanslardaki ac/dc farklarını ve yükleme hatalarını içerir ve kesin akım ölçümleri yapılırken dikkate alınmalıdır.
Şekil 8, birçok olası hata kaynağıyla birlikte A40B'nin bağlantı şemasına ayrıntılı bir bakış sunar.
Çizim, akım ölçümünde bulunabilecek birçok potansiyel hata olduğunu göstermektedir. 5790B, A40B ve 5790B cihaza özel hataları hesaba katarak ölçüm hatalarını önemli ölçüde azaltır.
Şekil 8'de gösterildiği gibi, aşağıdakiler gibi daha fazla bağlantı ve UUT ile ilgili hatalar mevcut olabilir:
•• Kaynağın ideal olmayan çıkış direnci
•• Kabloların iletim hattı davranışı
•• Ortak mod efektleri
Şekil.8: Hata Kaynakları ve göz önüne alınanlar
Bu tür hatalar değişkendir ve harici bağlantılara ve test edilen UUT'ye dayanır, bu nedenle hesaba katılmayı zorlaştırır. Kablo hatasını azaltmak için Fluke Calibration, A40B için özel olarak tasarlanmış A40B kablolarının kullanılmasını veya daha önce açıklanan doğrudan bağlantının yapılmasını önerir.
Her iki yöntem de “Kablo 1” ve “Kablo 2” ile ilgili hataları önemsiz kılmaktadır. Bu öğeler hakkında daha fazla bilgiyi www.flukecal.com adresinde bulunan “A40B Hassas Akım Şönt adaptörleri, kabloları ve konektörleri” başlıklı Fluke Kalibrasyon broşüründen edinebilirsiniz.
Bağlantı ve UUT ile ilgili hatalar hakkında daha fazla bilgi için Fluke Calibration'ın metroloji hakkındaki kitabına bakın: "Calibration: Philosophy in Practice, Second Edition." Bu kitap, bu hataların nasıl tanımlanabileceği ve azaltılabileceği hakkında bilgiler içerir.