7 важных шагов для окупаемости ваших инвестиций

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой мультиметров, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Обзор

Независимо от того, проводится ли ваше электронное испытание на производстве, при проверке конструкции или при исследовании и разработке, сокращение времени тестирования приводит к сокращению времени разработки и производственных затрат.

Подавляющее большинство электронных тестов предполагает использование цифрового мультиметра (DMM). Существует множество методов сокращения времени измерения с помощью цифрового мультиметра и повышения общей производительности испытаний. Конечно, сокращение времени тестирования иногда требует компромиссов в других областях. Знание компромиссов в повышении пропускной способности и определение того, что важно для вашей конкретной тестовой ситуации, поможет вам сделать выбор, соответствующий вашим конкретным требованиям.

Преимущества увеличения производительности измерений цифрового мультиметра:

• Увеличение объемов производства и оптимизация доходов от поставок.

• Требуется меньше испытательного оборудования и, следовательно, меньше занимаемой площади и капитальных затрат.

• Ускорить разработку продукта, особенно на этапах определения характеристик и проверки продукта.

• Оптимизация использования и эффективности испытательного оборудования.

Шаг 1. Зависимость точности от времени испытания с автоматическим обнулением

Автоматическое обнуление — это функция цифрового мультиметра, которая помогает повысить точность. Благодаря функции автоматического обнуления цифровой мультиметр выполняет дополнительное измерение нуля при каждом измерении, чтобы устранить смещения усилителя и каскадов интегрирования внутри цифрового мультиметра. Отключение этой функции сокращает время измерения вдвое. Эти смещения изначально откалиброваны, но смещения могут незначительно смещаться при изменении температуры. Измерения проводятся в среде со стабильной температурой или если за короткий период времени проводится несколько измерений (изменения температуры происходят в течение более длительных периодов времени), улучшение производительности за счет отключения автоматического обнуления перевешивает любой незначительный компромисс в точности.

Например, при отключении автоматического обнуления в стабильной среде и использовании цифрового мультиметра Keysight серии Truevolt в качестве эталона цифровой мультиметр обычно добавляет только дополнительные 0,0002% диапазона + мк 5 В к напряжению постоянного тока — или + 5 мк к спецификации точности сопротивления. Обратите внимание, что при выключенном автоматическом обнулении любой диапазон, функция, или изменение настройки времени интегрирования может привести к выполнению одного цикла автообнуления при первом показании с использованием новой настройки. Следовательно, отключение автоматического обнуления и постоянное изменение настроек сводят на нет преимущество экономии времени. Проверьте работу автоматического обнуления цифрового мультиметра, чтобы получить максимальную выгоду от изменения поведения этой функции.

Рисунок 1. Инженер-испытатель устанавливает цифровой мультиметр в производственную испытательную систему. 

Шаг 2. Уменьшите количество изменений во время тестирования

Минимизация изменений диапазонов повышает производительность, поскольку сокращает время, необходимое цифровому мультиметру для изменения диапазонов. Этот процесс также устраняет необходимость в дополнительном измерении автообнуления, которое могло бы выполняться из-за различных смещений, возникающих при использовании разных ступеней ослабления и усилителя в новом установленном диапазоне. Сведение к минимуму изменений диапазона продлевает срок службы цифрового мультиметра, поскольку некоторые изменения диапазона активируют механическое реле, которое может изнашиваться при большом количестве включений.

Изменение функций или диапазонов измерений также требует дополнительного времени работы в большинстве цифровых мультиметров — группируйте измерения, чтобы минимизировать изменения функций и диапазонов:

• Выполнение всех измерений напряжения и сопротивления одновременно вместо перехода от одной функции к другой.

• Группировка измерений низкого и высокого напряжения, чтобы свести к минимуму изменение диапазона.

В диапазонах напряжения выше 10 В используется механический аттенюатор, для включения и выключения которого требуется время. Группировка измерений по функциям и диапазонам сокращает время измерений.

Шаг 3. Варианты автоматического выбора диапазона

Время, необходимое для установления автоматического диапазона, иногда приводит к увеличению времени испытаний. Время автоматического переключения диапазона зависит от конструкции цифрового мультиметра. Цифровые мультиметры, использующие флэш-анало-цифровые преобразователи и усилители с параллельным коэффициентом усиления, могут фактически сократить время испытаний, поскольку время на изменение диапазонов равно нулю. В этих случаях выполнить автоматическое определение диапазона быстрее, чем отправлять команды выбора диапазона вручную с компьютера.

Ручное масштабирование интегрирующих цифровых мультиметров по-прежнему является самым быстрым способом проведения измерений. Ручное регулирование диапазона позволяет поддерживать цифровой мультиметр в фиксированном диапазоне, что исключает нежелательные измерения нуля и предотвращает ненужное срабатывание механического аттенюатора. Скорость ввода/вывода (I/O) и время анализа команды диапазона для цифровых мультиметров Keysight серии Truevolt значительно быстрее, чем у алгоритма автоматического выбора диапазона. 

Шаг 4. Время интегрирования в зависимости от шума

Время интегрирования — еще один параметр, которым вы можете напрямую управлять, но здесь есть очевидный компромисс. Цифровые мультиметры интегрируют свои измерения за установленный период времени, известный как время интегрирования. Значительным преимуществом выбора более длительного времени интегрирования является то, что оно исключает нежелательный шум, влияющий на ваши измерения; особенно шум сетевого напряжения переменного тока.

Однако более длительное время интегрирования увеличивает время измерений. Например, если время интегрирования установлено равным целому числу циклов линии электропередачи (NPLC), например 1, 2, 10 или 100, вклад шума линии электропередачи минимизируется за счет усреднения за более длительный период. Минимизация является прямым результатом увеличения подавления нормального режима (ЯМР). При настройке NPLC, равной 10, в среде с частотой 60 Гц время интегрирования составляет 166 мс (200 мс для линии 50 Гц). Чем больше интегральное значение NPLC, тем больше ЯМР (например, подавление 60 Гц); но чем дольше время измерения.

Более короткое время интегрирования может привести к снижению разрешения. Изменение времени интегрирования запускает еще одно измерение нуля, если функция автоматического обнуления включена; попробуйте сгруппировать измерения времени интегрирования, чтобы сэкономить время. Выполнение измерений более низкого напряжения на термопарах обычно требует лучшего подавления шума, чем измерения более высокого напряжения на батареях или источниках питания. Выбирать правильное время интеграции, чтобы получить уровень точности, необходимый для проводимых измерений, помех для защиты актива. 

Шаг 5. Настройки переменного тока и время стабилизации

При выполнении измерений переменного тока выберите соответствующую настройку фильтра переменного тока, соответствующую измеряемому сигналу. Выберите настройку полосы пропускания, чтобы включить самую низкую частоту, с которой вы ожидаете столкнуться. Например, цифровой мультиметр Keysight Truevolt и мультиметры 3458A имеют три настройки фильтра переменного тока, как показано в Таблице 1.

Время установления переменного напряжения (ACV) и переменного тока (ACI) увеличивается, если настройки предназначены для измерения низких частот, и короче для измерений более высоких частот; см. Таблицу 1.

Шаг 6. Включение/выключение функции отображения

Поскольку для управления дисплеем, выполнения измерений и управления вводом-выводом необходим один и тот же процессор, отключение дисплея высвободит заметное время обработки. Имеет ли значение отключение дисплея или нет, зависит от вычислительных возможностей цифрового мультиметра. 

Шаг 7. Оптимизация задержки триггера

Всякий раз, когда на вход цифрового мультиметра подается сигнал, должно пройти определенное время, прежде чем сигнал полностью стабилизируется для проведения достоверного измерения. Это особенно актуально, когда соответствующие сигналы проходят через систему коммутации. Например, измеряемое напряжение должно заряжать любую емкость в цепи переключения, когда сигнал впервые подключается к входу цифрового мультиметра.

Существует настройка задержки запуска, которая зависит от функции, диапазона, времени интегрирования и настройки фильтра переменного тока. Задержка запуска — это период, который должен пройти между моментом запуска измерения и моментом фактического выполнения измерения. Вы можете оптимизировать время измерения, согласовав настройку задержки триггера с типом измеряемого сигнала.

При измерении напряжения с высоким импедансом источника сигналу требуется больше времени для зарядки любой емкости на входе цифрового мультиметра, когда сигнал впервые подключается к цифровому мультиметру. Напряжения с низким импедансом требуют меньшего времени установления, поэтому задержку запуска можно установить на меньшее время. Времена задержки цифрового мультиметра по умолчанию подходят для простых приложений, а не для больших систем коммутации или высоких импедансов источника.

Краткое содержание

Цифровые мультиметры есть практически во всех электронных тестовых системах. Очень важно создать процесс измерения цифрового мультиметра, который сэкономит время испытаний и увеличит производительность. Выбор соответствующих настроек для автоматического обнуления, автоматического диапазона, времени интегрирования, включая сокращение изменений функций и диапазона, — это лишь некоторые из возможностей, доступных для повышения пропускной способности. Сокращение времени тестирования приводит к снижению затрат и ускорению вывода продукта на рынок; обе важные цели на современном быстро меняющемся и конкурентном рынке.

Для получения дополнительной информации посетите https://www.keysight.com/us/en/products/digital-multimeters-dmm.html