Измеритель RLC Е7-22

Автоматический выбор пределов измерения - если измерения параметров компонентов производятся в широком диапазоне или значение измеряемой величины неизвестно, возникает необходимость правильного выбора предела измерения. В измерителях с ручным выбором предела измерения это приводит к увеличению времени измерения из-за необходимости выбора правильного предела. Но индикация результата измерения еще не означает, что выбран правильный предел измерения. Известно, что более достоверным является тот результат измерения, который находится ближе к концу предела измерения. Например, выбран предел измерения 10 мкФ, на индикаторе отображается измеренное значение 0,1 мкФ. При выборе предела измерения 1 мкФ на индикаторе также отображается значение 0,1 мкФ. Какой результат измерения будет более точным? Естественно полученный на пределе 1 мкФ! Т.к полученное в результате измерение значение 0,1 мкФ находится ближе к 1 мкФ чем к 10 мкФ. Это конечно упрощенный подход к оценке погрешности, но он отражает смысл необходимости правильного выбора пределов измерения. В средствах измерения с ручным выбором пределов измерения получение достоверного результата сводится к последовательному перебору пределов измерения от максимального к минимальному, по принципу "недолет…, недолет…, перелет!". "Перелет" это значение предела измерения, при котором прибор показывает, что поданная на вход величин превышает выбранный предел. Предшествующий этому предел измерения и был оптимальным для получения более достоверного результата измерения. Видно, что ручной выбор пределов измерения увеличивает время измерения параметров компонентов с неизвестными параметрами. При автоматическом выборе пределов измерения, внутренняя схема анализа самостоятельно выбирает наиболее оптимальный с точки зрения погрешности предел измерения и это процесс проходит гораздо быстрее, чем в ручном режиме. Но выбор предел измерения происходит так же по принципу перебора пределов, и в случае проведении измерения на однотипных компонентах предел измерения каждый раз выбирается заново и, все равно останавливается на том который был до этого! Это уже не сокращает, а увеличивает время измерения. Как быть в этом случае? Необходима фиксация предела измерения. Технически это выглядит так - первое измерения производится в автоматическом режиме, после этого производится фиксация предела измерения, и последующие измерения уже проводятся на фиксированном пределе. Большинство современных средств измерения реализуют именно этот принцип, не исключение и измеритель RLC Е7-22.

Фиксация минимальных, максимальных или средних значений - этот вид измерений широко распространен в цифровых мультиметрах, но очень редко встречается в измерителях RLC. Применение его в мультиметрах ясно - при подключении к цепи фиксирует экстремальные значения измеряемого параметра. Но какие преимущества он дает при использовании в измерителях RLC? Несколько примеров.
Для набора статистики и определения качества изготовления, из партии емкостей необходимо определить минимальные и максимальные значения емкостей. Очевидно, что если прибор не оборудован функцией фиксации минимальных и максимальных значений, сотруднику, отвечающему за контроль компонентов, придется фиксировать измеренные значения всех компонентов, а после этого проводить анализ. В приборе, имеющем такую функцию, номинальные значения емкости не имеют большого значения для оператора, записей вести не надо. После проведения измерений достаточно только считать с индикатора экстремальные значения и сравнить их с паспортными данными для этой партии. Второй пример: необходимо определить изменение емкости от температуры (температурный коэффициент емкости). Наличие функции фиксации экстремальных значений это облегчит процесс измерения.

Другая интересная функция измерителя RLC Е7-22, отсутствующая в приборах аналогичного класса, это вычисление средних арифметических значений. В этом режиме прибор фиксирует до 3000 различных результатов измерений (разница между последующими значениями должна превышать 50 единиц младшего разряда, это защита от фиксации ложных значений вызванных флуктуацией цифровых преобразователей). В этом случае на основном индикаторе индицируется средне арифметическое значение, а на вспомогательном количество проведенных измерений.

Относительные измерения. В современных средствах измерения этот режим сочетает два назначения.

1. Компенсация начальных параметров соединительных проводов и выходных цепей измерителя RLC. Очевидно, что при измерении малых значений сопротивления, емкости индуктивности паразитное влияние оказывают цепи по которым происходит подключение измеряемого элемента к измерителю RLC, поскольку эти цепи имеют собственное сопротивление, ёмкость и индуктивность. При значении паразитных параметров близких к значениям измеряемых параметров элементов погрешность измерения будет велика, поскольку к измеряемому значению будет добавлено паразитное влияние соединительных цепей. О достоверности измерения в этом случае говорить не приходится. Компенсация начальных параметров сводится к измерению их значений и вычитанию из результата измерения этого измеренного значения. При включении режима относительных измерений, последнее измеренное значение записывается в память как эталонное (Nэталон.), В режиме относительных измерений на цифровой шкале отображается величина Nотобр., равная
   Nотобр.=Nвх. - Nэталон.,
   где Nвх. - измеренное текущее значение.
   Видно, что компенсация начальных параметров измерителя RLC аналогична вращению регулятора "установка 0" в аналоговых измерителях.

2. Поскольку, как было указано выше, в память измерителя заносится некоторое значение измеренной величины присутствующее на индикаторе и в последствии оно используется как эталонное, к измерителю RLC может быть подключен некоторый компонент, измеренное значение которого может быть использовано как эталонное. Т.е подключив к входу некоторое сопротивление и включив режим относительных измерений, в дальнейшем представляется возможным производить измерения относительно этого сопротивления, а результат измерения будет некоторое положительное число, в случае если второе сопротивление больше опорного или отрицательным, если второе сопротивление будет меньше. Эта функция позволяет производить относительные измерения по отношению к значению любого реального элемента (ёмкость, индуктивность или сопротивление), подключенному к входным гнездам измерителя RLC 41(R).

В измерителе RLC Е7-22 реализован и третий тип относительных измерений. В меню установок, в память измерителя возможно в цифровом виде с клавиатуры ввести номинальное значение, которое впоследствии будет использоваться как опорное при относительных измерениях. Т.е это режим аналогичен описанному в п.2 с той лишь разницей, что в качестве опорного используется значение не реального радио-элемента подключенного к входным гнездам, а идеального с определенным пользователем значением.

Практическое применение режима относительных измерений - это как уже было сказано компенсация влияния соединительных проводников и гнезд измерителя RLC при проведении измерений малых значений радиокомпонентов и определение разброса параметров емкостей, индуктивностей и сопротивлений.

Функция допускового контроля. Основное назначение функции допускового контроля это обеспечить быструю проверку соответствия номиналов и отбраковку тестируемых компонентов при сравнении с заранее заданной величиной. В измерителях RLC Е7-22 реализованы два вида допускового контроля:

1. Допусковый контроль по верхнему и нижнему пределу. Так называемый режим "Годен - Не годен". В режиме программирования в память измерителя записываются два предельных значения. Одно соответствует нижнему пределу, второе - верхнему. В процессе измерения происходит сравнение измеренного значения подключенного к входным гнездам компонента с записанным в память. В случае если измеренное значение выходит за пределы нижней или верхней границы - раздается звуковой сигнал. В этом случае у пользователя нет необходимости контролировать измеренное значение по индикатору измерителя RLC, поскольку интерес представляет сам факт соответствия, а не реальный номинал радиокомпонента. В качестве примера можно привести входной контроль партии емкостей с номинальным значением 470 мкФ (+20 %, -10 %). Нижний предел, в этом случае составит 423 мкФ, верхний 564 мкФ. Все емкости в процессе тестирования, значения которых лежат в пределах от 423 до 564 мкФ будут признаны годными, вне этих пределов - будут браковаться по звуковому сигналу.

2. Следующий вариант допускового контроля - это сравнение с заданной опорной величиной и отбраковка элементов значения, которых превышают отклонения на 1%, 5%, 10% и 20%. Такой режим допускового контроля удобен при отборе из партии наиболее прецизионных компонентов с номинальным отклонением, которое, например, не должно превышать 5%. Остальные компоненты, с большим отклонением, могут быть использованы при производстве других изделий.

Программная компенсация режимов коротко замыкания (КЗ) и холостого хода (ХХ). Выполнение этой процедуры характерно для измерителей RLC обладающих высокой точность измерения и необходимо как раз для обеспечения этой точности измерения. Физически выполнение этой процедуры является "установкой нуля" при подключенных измерительных проводниках и отсутствии измеряемого компонента и схоже с описанной ранее процедурой относительных измерений для компенсации начальных параметров. Отличие состоит в том, что при такой компенсации происходит калибровка на всех доступных частотах и уровнях измерения, а область памяти выделенная для относительных измерений остается свободной для дальнейшего использования. Компенсация КЗ необходима при прецизионном измерении сопротивления и индуктивности, поскольку на постоянном токе и при нулевых значениях эти компоненты представляют собой короткое замыкание. Компенсация ХХ необходима при прецизионном измерении емкости, поскольку на постоянном токе и при нулевых значениях ёмкость представляет собой обрыв.

Хочется отметить, что все описанные выше функции измерителя RLC Е7-22 реализованы аппаратно в приборе весом всего 365 грамм, а не программно на внешнем компьютере, как в измерителях RLC других производителей! И этот измеритель является на сегодняшний день наиболее удачным в соотношении цена - качество - функциональность. Использование программного обеспечения для измерителя RLC Е7-22 позволяет не только расширить функциональные его возможности, но и вести документирование измерений, производить анализ и накопление статистики.