Обзор технических характеристик, функциональности и особенностей новых миллиомметров GOM-7804 и GOM-7805

06 Октября 2015

ЗАО «ПриСТ»

Компания GW Instek (Тайвань) представила новую серию измерителей сопротивления на постоянном токе/Rdc GOM-7804/-7805 предназначенных для точных измерений сопротивлений резисторов, шунтов, переключателей, соединителей, коннекторов, контактных пар разъемов. Новинки имеют высокие технические характеристики, современный дизайн, интересные конструктивные решения и привлекательную стоимость.

Основные возможности и функции:

• Высокий класс точности (базовая погрешность ±0.05%)
• Испытательный ток до 1 А (пост), макс. разрешение 1 мкОм
• Режим «сухая цепь»/Dry и управление тест-сигналом/Drive (только для GOM-7805)
• Высокое быстродействие (до 60 изм/с), макс. индикация «50.000» (5 разрядов)
• Графический цветной TFT дисплей (диаг. 9 см, 320 x 240 точек)
• Подключение по 4-х пр. схеме (Source +/-, Sense +/-)
• Функция измерения сопротивления с термокомпенсацией (ТС transform)
• Задержка запуска измерений (MEAS. DELAY)
• Внутренняя память: 20 профилей настроек (запись/вызов)
• Управление тест-сигналом: DC+/DC-, Pulsed, PWM, Zero (только GOM-7805)
• Интерфейсы: USB device, RS-232C, Handler/Scan/EXT I/O, GPIB (для GOM-7804–опция)

Модель GOM-7804 представляет собой глубокую модернизацию платформы GOM-802 с добавлением более продвинутых функций, режимов и технических спецификаций. Кроме того, увеличена разрядность индикации на экране, повышена скорость измерений, в стандартной комплектации интерфейсы RS-232C/USB.

Старшая модель GOM-7805 (рис.1) помимо всех технических возможностей базовой модели, обеспечивает режим «сухая цепь»/Dry circuit, ряд специализированных типов управления испытательным током (DC+, DC-, импульсный, PWM), расширенную калибровку (Zero) для измерительных приложений и тестов различных проводящих материалов.

В числе реализованных новаций: базовая погрешность ±0,05%, большой цветной графический дисплей (TFT, диаг. 9 см), индикация экрана при измерении «50.000» (макс.), высокое быстродействие (до 60 изм/с), 4-х проводная схема подключения при измерении сопротивления, температурная компенсация в процессе измерений для различных низкоомных приложений.

Рисунок 1. Миллиомметр GOM-7805

Принципиальные новации реализованы в миллиомметре GOM-7805. Данная модель оснащена несколькими режимами управления (drive mode), используемыми при измерении низкоомных схем, цепей и элементов по технологии «сухая цепь» (dry circuit), что полностью соответствует требованиям стандарта MIL-STD-1344.

Следует подчеркнуть, что измерение низкоомных цепей разнополярным импульсным током с целью минимизации влияния эффекта термоЭДС/EMF, до недавнего времени применялся только в дорогих прецизионных приборах, например, в мультиметрах Fluke-8508A (режим True?), Аgilent (Keysight) 3485A, Keithley (2010, 2001, 2002), в которых реализован режим измерения сопротивления с компенсацией смещения.

Режим измерительного пульсирующего тока разной полярности (pulsed current) востребован для измерения переходного сопротивления контактов и проводников из различных материалов. При измерении малых и сверхмалых сопротивлений данный режим миллиомметра обеспечивает уменьшение влияния термоЭДС (EMF), обусловленной разностью электрических потенциалов, создаваемых парой проводов из различных материалов при колебаниях окружающей температуры. С точки зрения достоверности и точности измерений режим разнополярного постоянного испытательного тока (DC + и DC -) является наиболее предпочтительным также для измерения индуктивных компонентов.

Режим PWM, когда выходной ток выдается в формате ШИМ-сигнала, незаменим для измерения сопротивления материалов, чувствительных к изменению температуры. Режим PWM позволяет исключить ошибочное измерение флуктуаций сопротивления, вызванных нагревом материала при протекании через него тока в течение длительного времени. В режимах DC+, DC- или при активации Импульсного режима (Pulsed drive) можно также использовать режим “сухая цепь”. В данном режиме доступно ограничить приложенное испытательное напряжение значением 20 мВ, что позволит исключить перенапряжение на обоих концах измеряемых компонентов. Если это не сделать, то высокое напряжение может повредить тонкий слой покрытия контактной площадки измеряемого элемента (оксидной пленки), что в свою очередь неизбежно приведёт к недостоверным результатам измерений. Поэтому ещё одним из приложений для применения в GOM-7805 режима PWM/ШИМ является измерение переходного сопротивления коннекторов разъемов или сопротивления контактных групп реле из драгоценных металлов (напыление золота, платины, серебра, и др.).

По сравнению с предшественниками (GOM-802/-801) миллиомметр GOM-7805 имеет большее число измерительных функций, включая 20 ячеек внутренней памяти для записи/вызова профилей настройки прибора. Ресурсы ДУ и программирования в стандартной комплектации обеспечены разнообразными интерфейсами, такими как RS-232C, USB, Handler/Scan (сортировщик компонентов), разъем внешнего управления и мониторинга EXT IO (Внеш. вход/выход), а также опциональным GPIB/КОП (только для GOM-7804).

Обе модели имеют большой высококонтрастный цветной графический ЖК-дисплей для быстрого восприятия показаний оператором при считывании результатов измерений. Экран такой размерности обеспечивает также отображение условий, параметров и настроек теста, которые необходимы для анализа и полноты информации при выполнении измерений.

За счет продуманной эргономики органов управления и оптимальной структуры внутреннего интерфейса (рис. 2) значительно повысилось удобство управления в процессе практического применения GOM-7804/-7805. Особенностью новинок является то, что при увеличении скорости измерения с 10 до 60 изм/с они сохраняют формат индикации результата на дисплее в 5 разрядов, поддерживая высокий класс точности (±0,05%).

Рисунок 2. Функциональность передней панели GOM-7805 и GOM-7804

Независимые клавиши функций и кнопки непосредственного доступа к режимам повышают удобство в эксплуатации, что позволяет оператору выполнять задачи измерений интуитивно и с высокой производительностью.

Для достоверности и целостности процесса измерений (measurement integrity) коммутация с объектом испытаний производится по 4-х пр. схеме (метод Кельвина) соединительными проводами GTL-308 (рис.3), имеющими специальный заземляющий/экранирующий коннектор (гнезда GND/земля, GUARD/защита) с целью устранения эффекта поверхностной проводимости при измерении больших сопротивления.

Для обеспечения прецизионности тестирования малых сопротивлений, предусмотрена функция автоматического обнуления (zeroing) для компенсации ошибок измерений, связанных с дополнительно вносимым сопротивлением соед. проводов.

Рисунок 3. Стандартные соед. провода GTL-308

Команды управления GOM-7804/-7805 полностью совместимы с предыдущей моделью GOM-802, поэтому нет необходимости в их корректировке пользователем. Это сэкономит время при адаптации ранее написанных программ и процедур при переходе на новые модели. Таким образом, смена поколений приборов и переход на новые модели для установки в ранее сконфигурированных АИК и системы автоматического тестирования не станет проблемой, т.к. не потребует каких-либо трудозатрат.

Измерение в режиме «сухая цепь» (Dry)

Тест в режиме «сухая цепь» позволяет в GOM-7805 ограничить испытательное напряжение и протекающий ток нормированными уровнями, которые не будут вызывать изменений физических или электрических свойств объекта в точках контакта, как это случается в наиболее часто используемых приложениях, например при измерении сопротивления контактов разъема (стык «вилка /розетка»).

В соответствии с требованиями стандарта MIL-STD-1344 (метод 3002-1 - измерение сопротивления контакта сигналом низкого уровня) тесты должны выполняться при максимальном напряжении ?20 мВ и токе короткого замыкания ?100 мА, чтобы избежать перенапряжения на обоих концах контактирующих компонентов. Повышенное напряжение может повредить оксидное покрытие, и т.о. в результате выполнения измерений велика вероятность частичного повреждения или даже полной утраты тонкого слоя на поверхности контактов. Старшая модель GOM-7805 обеспечивает активацию режима «сухая цепь»/DRY CIRCUIT (рис.4) для выполнения теста с постоянным поддержанием ограничения напряжения разомкнутой цепи ~20 мВ для трех пределов измерения сопротивления 500 мОм/5 Ом /50 Ом (при испыт. токе 100/10 /1 мА - соответственно).

Рисунок 4. Схема режима «Сухой контакт» (только для GOM-7805)

Таким образом, режим измерений «сухая цепь/контакт» исключает из результатов измерений погрешность, вызванную пробоем поверхностной оксидной плёнки в точке контактов. Снижение тестового потенциала при 4-х проводной схеме измерений (за счёт шунта в схеме ограничителя напряжения) до величины ? 20 мВ устраняет данную проблему.

Такой режим используется для точного измерения низкоомных сопротивлений в универсальном вольтметре Keithley 2010.

Различные режимы испытаний (Drive)

Модель GOM-7805 оснащена несколькими режимами управления испытательным током для применения в различных приложениях с целью точного измерения малых сопротивлений. Например, при измерении контактов двух разнородных проводников (гальванопара) режим выходного пульсирующего тока может применяться для уменьшения влияния теплового шума (термоЭДС), вызванного неоднородностью материала соединенных проводников, имеющих различную температуру.

Выходной режим PWM с формированием токового ШИМ-сигнала (рис.5) наиболее предпочтителен для изменения сопротивления термочувствительных материалов. Он позволяет минимизировать ошибки, связанные с вариациями сопротивления из-за нагрева протекающим через него током в течение длительного времени. Режим выходного разнополярного тока (DC+ и DC-) является наиболее оптимальным для испытаний и измерений индуктивных компонентов.

Рисунок 5. Диаграмма исп. тока в режиме PWM (ШИМ) для GOM-7805

Внешнее управление

Миллиомметры GOM-7804/-7805 имеют на задней панели комбинированный интерфейс для выполнения операций, предусмотренных функциональностью приборов (D-sub), общий разъем Handler (сортировка)/Scan (сканер)/EXT I/O (внеш. вх./вых). В режимах «Сортировка»/«Сканер» миллиомметр управляет внешним механическим устройством отбраковки. Разъем внешнего управления и мониторинга позволяет программировать алгоритмы контроля внешних устройств коммутации (включение/выключение), а также формировать непосредственное системное управление по входным исполнительным сигналам (внешний запуск).

Для удаленного управления и программирования GOM-7804/-7805 имеют необходимый набор интерфейсов: RS-232C, USB и GPIB (GOM-7805, опция для GOM-7804).

Быстрые измерения без ущерба индикации

GOM-7804/-7805 имеют возможность выбора одной из 2-х скоростей измерений (выборки): Fast/быстро – 60 изм/с, и Slow/медленно, при которой скорость измерений составит 10 изм/с. Серьезный функциональный минус в прошлом заключался в том, что пользователям приходилось идти на компромисс и выбирать между двумя параметрами быстродействием или разрешением экрана. Теперь это в прошлом!

Новые модели лишены этого ограничения. При измерении нет взаимосвязи настроек «разрешение шкалы индикации»/«скорость выборки» - миллиомметры GOM-7804/-7805 будут всегда поддерживать максимальное разрешение на дисплее (5 разрядов!). Другими словами выбор любой скорости измерений в новинках не повлияет на формат отображения результата.

Задержка измерений (MEAS. DELAY)

Задержка представляет собой интервал времени между выходным сигналом системы начала испытания и фактическим запуском процесса измерения миллиомметром. Обычно функция «Delayed measurement» (Отложенные измерения) используется при тестировании объектов, которым необходимо определенное время для установления всех процессов функционирования (t заряда ёмкости и др.). Для измерения некоторых компонентов с большой собственной индуктивностью (обмотки силовых трансформаторов, электромоторов и др.) время задержки схемы запуска должно быть задано таким образом, чтобы учесть t нар. испытательного тока от начальной точки (рис.6) до момента, когда прибор выдаст в цепь измерения номинальный ток. Диапазон установки времени задержки: 0-9999 мс.

Рисунок 6. Временная диаграмма «Время/ток» в функции «Задержка измерений»

Стандартные интерфейсы для управления и связи с ПК

Интерфейсы подключения GOM-7804/-7805 для внешнего управления включают в себя объединенный 25-конт. разъем для выполнения измерительных функций по предназначению, выходы Handler/сортировщик и Scan/сканер и гнездо цепей EXT I/O (Ввод/вывод) для подключения внешних исполнительных устройств, подачи команд запуска и синхронизации измерений.

Для удаленного управления и экспорта результатов измерений GOM-7804/-7805 предоставляют на выбор пользователя стандартные интерфейсы RS-232C, USB и GPIB (GOM-7805 стандартно, для GOM-7804 - опция).

Производитель предлагает готовое программное решение Realterm (рис.7) для управления и получения данных по стыкам RS-232C/USB. Realterm – это программно-командная оболочка, которая выложена в свободном доступе для скачивания и может использоваться клиентами для организации взаимодействия с устройством, подключенным к последовательному порту компьютера RS-232 или по стыку USB в режиме эмуляции последовательного COM порта.

Рисунок 7. Окно конфигурирования ПО Realterm

Для использования и конфигурирования таких интерфейсов дистанционного управления как GPIB/LAN рекомендуется применять программное обеспечение от компании National Instruments «Measurement & Automation Explorer» (рис.8). Данное программное обеспечение бесплатно скачивается с сайта National Instrument ( http://www.ni.com ).

Рисунок 8. Окна конфигурирования ПО «National Instruments Measurement & Automation» (слева - загрузка и справа – шаги работы в меню)

Совместимость команд приборов разных поколений

С точки зрения основных функций и характеристик, новинки GOM-7804/-7805 полностью заменяют выпускаемую сейчас модель GOM-802. Все режимы и функции GOM-802 содержатся в любом из миллиомметров GOM-7804/-7805, включая пределы и диапазоны измерения сопротивления, макс. тестовый ток 1 A, 4-проводный метод измерения, поддержка датчика температуры (опция PT-100) для измерения температуры и термокомпенсации/TC и др. Стандартные команды программирования также совместимы с GOM-802.

Иными словами, новые GOM-7804/-7805 не только отличаются расширенной функциональностью, в том числе используемой до недавнего времени только в дорогих приборах высшего класса, но и улучшенными пользовательскими показателями (большой информативный дисплей, высокая скорость измерений (до 60 изм/с), высокое разрешение, не зависящее от скорости измерения), а также наличием в стандартной комплектации интерфейсов для внешнего управления процедурами управления и документирования полученных результатов (RS-232C/USB).

Сферы применения:

• Измерение компонентов и объектов с индуктивной составляющей (обмотки эл/моторов, электромагниты, соленоиды, первичные обмотки, трансформаторы, многожильные провода, катушки, дроссели и др. намоточные элементы)
• Тестирование электрических кабелей, анализ металлосвязи (точек присоединения, сопряжения проводов, контакты реле, переключателей, коммутаторов, места пайки/сварки)
• Разработка компонентов и дизайн изделий с повышенной тепловой чувствительностью (предохранители, резисторы, нагревательные элементы)
• Тестирование электропроводных материалов при разработке устройств и оборудования (проводящей резины и пластика, гальванических покрытий и плёнок)
• Входной контроль элементной базы на производстве РЭА, измерения в службах контроля качества готовой электротехнической и электронной продукции.

Гарантия – 1 год.

Состав прибора: кабель питания (1), измерительный провод GTL-308 (1), РЭ (на CD-диске).

Доп. аксессуары (опции): платиновое термосопротивление (первичный преобразователь температуры) PT-100, интерфейс GPIB для GOM-7804 (Opt. 1).

Новые прецизионные миллиомметры GOM-7804, GOM-7805 с разнообразными вычислительными ресурсами и новыми функциями тестирования (режим «cухая цепь» и различные способы задания и поддержания испытательного напряжения/тока) полностью отвечают современным запросам и нуждам инженеров в сфере низкоомных измерительных приложений, научных изысканий и промышленного дизайна.