Цифровий мультиметр, до нього потрібно ставитися серйозно....

Не всі режими реєстрації та оцифровування даних вимагають залучення безлічі каналів або унікальних функцій, що завжди знаходяться під рукою, у складі характеристик, спеціально розроблених під ці завдання вимірювальних приладів. У тих випадках, коли вам необхідно здійснити цілу низку різноманітних вимірювань за допомогою одного-єдиного інструменту, то найбільш підходящим для цих цілей може стати цифровий міліметр (DMM), який завжди доступний, і ви знаєте як його застосовувати. Маючи чітке уявлення про те, як ефективно скористатися всіма режимами тестування, вбудованими в DMM, при цьому в потрібний момент задіяти деякі з найбільш «просунутих» з них, що можливе лише при застосуванні сучасних, багатофункціональних моделей цифрових мультиметрів, відкриє вам шляхи реалізації саме тих сценаріїв вимірювань, які потрібні, при цьому гарантовано отримувати достовірні результати за менших часових витрат і метушні.

РЕЄСТРАЦІЯ ДАНИХ. КОРОТКІ ВИТРИМКИ.

Ситуація:

Визначення часу встановлення робочих характеристик струмового шунта

Припустимо, що інженеру-виробнику було поставлено завдання виявлення характеристик працездатності струмового шунта з температурними варіаціями. Як тільки струмовий шунт змінює температуру, напруга трохи змінюється. Такі варіації створюють умови для сумарного наростання системних помилок, відповідно необхідно визначити точні характеристики цього явища, щоб підтримувати високоякісне і надійне функціонування системи тестування параметрів виробництва. Інженер поміщає струмовий шунт у випробувальну температурну камеру та використовує цифровий мультиметр Agilent 34410A для вимірювання падіння напруги по всьому шунту. Інженер налаштовує DMM за допомогою клавіші «реєстрація даних», розташованої на передній панелі приладу, починає проводити вимірювання і після того, як індикатор виконання ходу завдання на другому дисплеї вкаже на те, що тести виконані, мультиметр відключається і підстиковується до комп'ютера для зчитування результатів вимірювань з його (DMM) енергонезалежної пам'яті та формування звітності згідно з встановленими форматами. Таким чином, досить складний режим тестування було завершено, дані проаналізовані за менший час, ніж якби це робилося через написання спеціалізованої програми.

Пам'ять та швидкість зчитування

При використанні DMM для простої реєстрації даних або перекладу їх у цифровий формат, необхідно взяти до уваги два питання, що виникають при цьому:

Чи зможу я досягти необхідної швидкості зчитування?

Чи зможе мультиметр зберегти результати всіх моїх вимірювань?

Обсяг пам'яті залежить від швидкості зчитування, а також від кількості часу, протягом якого ці зчитування здійснюються. У деяких додатках, як випробування на стійкість з великим збільшенням характеристичної швидкості (HALT), вам потрібно проводити тестування до того моменту, поки досліджуваний об'єкт не зламається (вийде з ладу). У цьому випадку, якщо вам необхідно здійснювати вимірювання, наприклад, кожні 10 секунд у безперервному режимі протягом 5 днів, для цих завдань потрібен інструментарій, здатний зберегти в пам'яті 43200 зчитувань. Якщо ж під певний режим тестування потрібно отримати дані (наприклад, від аудіо сигналу середнього частотного діапазону) при частоті вибірки 50000 вибірок/секунду, тоді вам знадобиться пам'ять, що зберігає 50000 зчитувань кожну секунду.

Для визначення того, чи здатний аналізований вами DMM досягти необхідних значень швидкості зчитування, необхідно врахувати параметри, що стоять за значеннями максимуму зчитування/секунду в технічних характеристиках приладу. Чим вища швидкість зчитування, тим частіше доводиться йти на компроміс із параметрами дозволу та рівня придушення власних шумів. Набагато краще буде почати з визначення допустимих значень роздільної здатності та придушення шумів, після чого переконатися, що DMM реально має швидкість зчитування еквівалентної або вище значення, ніж це потрібно. Подробиці наводяться у таблиці:

Примітка:

*(1) - Для позначення роздільної здатності різних процесів перетворення зображень (сканування, друк, растеризація тощо) використовують такі терміни:

dpi ( англ. dots per inch ) - кількість точок на дюйм;

ppi ( англ. pixels per inch ) - кількість пікселів на дюйм;

lpi ( англ. lines per inch ) - кількість ліній на дюйм;

spi ( англ. samples per inch ) - кількість семплів на дюйм;

ppm (parts per million) – частин на мільйон;

*(2) - Пригнічення нормального режиму при промисловій частоті мережі +/-0,1%;

*(3) – для промислової частоти мережі +/-1% 75dB та для +/-3% 55dB;

*(4) – максимальна швидкість при відключенні автоматичної установки на нуль при 60 Hz та (50Hz)

*(6) – має місце тільки у моделі 34411A

Рис. 1 Характеристики міліметрів Agilent 34410A/34411A містять параметри роздільної здатності та згасання нормального режиму крім зчитувань за секунду

Запуск на подію

Далі вам необхідно визначитися, яким чином приступити до процедур вимірювань. Можна натиснути відповідну кнопку на передній панелі мультиметра, тим самим направивши команду DMM, що управляє, з чіткою вказівкою, що саме робити. Якщо ж ви бажаєте співвіднести плановані вимірювання з певною подією, то можна задіяти зовнішній синхронізуючий пристрій (тригер), що є звичайною практикою початку експлуатації DMM. Більшість цифрових мультиметрів дозволяють виставляти певну затримку між спрацюванням тригера та отриманням першої вибірки, що використовується визначення часу встановлення сигналу.

Деякі DMM мають більш складні та багатогранні методики запусків на подію. Захоплення за рівнем дозволяє специфікувати крутість характеристик досліджуваного сигналу та рівень вхідного імпульсу, що використовується для початку процесу вимірювання. При цьому режимі ви отримаєте можливість відстежити параметри сигналу і приступити до безпосередніх вимірювань у той момент, коли цей сигнал перетне певний поріг, що усуває необхідність окремого зовнішнього тригера.

Рис. 2 Приклад функціонування DMM, що реєструє параметри вибірок до моменту спрацьовування тригера, що робить можливим дослідити поведінку об'єкта, що тестується безпосередньо до і після проходження цікавої події.

Інтервали вибірок

При використанні DMM у режимі реєстрації даних або оцифровуванні, вам потрібно буде максимальне скорочення розкидів між вибірками. Одним із способів вирішення цього завдання може бути задіяння зовнішнього тригера для проведення вимірювань у рамках встановленого запуску на подію. При цьому необхідно пам'ятати, що застосування зовнішнього тригера не завжди практично, оскільки це може уповільнити швидкість вимірювань. У таких випадках, усунення джерел додаткових затримок може істотно підвищити злагодженість при отриманні результатів зчитувань. Час, потрібний на автоматичне перемикання меж вимірювань, внесення змін до тестованих діапазонів, виконання математичних функцій та оновлення/перезавантаження дисплея – все це може додати елементи коливань та мінливості в ході вимірювань. Подробиці з цієї тематики можна знайти в публікації «Підвищення пропускної спроможності цифрового мультиметра», том 5 №1. Видавець: Agilent Technologies, www.agilent.com

Виставлення відліків та затримок – модель запуску на подію на прикладі цифрового мультиметра Agilent 34401A

Запуск, Затримка запуску, Вибірка №1, 2, 3

Синхронність прецизійних запусків на подію – Agilent 34410 A /11 A

Запуск, Затримка запуску, Вибір №1, 2, 3, інтервал

Рис. 3 Виставлення інтервалу вибірки більше визначає синхронність етапів вимірювання, а не затримку між періодами вибірки

Деякі DMM мають додаткові функції, які допомагають встановлювати прецизійну вибірку. Замість того, щоб щоразу «вставляти» величину затримки тригера між однією вибіркою та наступною за нею, інтервал вибірки автоматично визначає час очікування після здійснення події захоплення перед тим, як проводити наступний вимір. Схематичний опис цього режиму наведено на рис. 3

Вилучення даних

Після того, як процедури вимірювань завершилися, вам буде потрібно витягти з приладу результати зчитувань для подальшого аналізу та документування. Більшість сучасних DMM мають можливості зв'язку з периферійними пристроями через інтерфейси GPIB, USB та/або LAN. Інтерфейс LAN надає можливості для використання нових функцій, таких як:

• використання протоколу LAN VXI-11, що забезпечує імітаційне моделювання GPIB на локальних мережах;
• Роз'єми LAN для встановлення швидких зв'язків;
• Дистанційний доступ до цифрового мультиметра через звичайний Інтернет-броузер, при цьому немає необхідності в застосуванні спеціалізованого програмного забезпечення або драйверів. Деякі DMM, такі як Agilent 34410A, 34411A, L4411A, дозволяють «вирізати» і вставляти певні параметри зчитувань у потрібне місце форматів звітів

Висновки

Прості операції реєстрації даних або їх переведення в цифровий формат завжди можуть бути виконані за допомогою DMM. Застосування обладнання, яке ви вже маєте та добре знаєте його можливості, здатне підвищити ефективність вимірювальних процедур. У цій статті ми розглянули найпересічніші питання, пов'язані з пам'яттю приладу, швидкістю зчитування, захопленням на подію та інтервалами вибірки, а також яким чином цифрові мультиметри від Agilent моделей 34410A, 34411A, L4411A, що володіють набором всіх цих функцій, задач тестування.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry