Multimetr laboratoryjny Keithley 2110 – precyzja pomiarów ręcznych i automatycznych

Strony: 1 2

Do pomiarów wielkości elektrycznych wykorzystywane są powszechnie multimetry ręczne zasilane bateryjnie. W warunkach laboratoryjnych znacznie lepiej sprawdzają się przyrządy stacjonarne zasilane z sieci elektrycznej. Dodatkową korzyścią są unikatowe cechy często spotykane w tego typu miernikach, takie jak: rozbudowane opcje pomiarowe, w tym liczne funkcje matematyczne, możliwość automatycznego sterowania, duża dokładność, wysoka rozdzielczość itp.

Historia firmy Keithley specjalizującej się w produkcji elektronicznej aparatury pomiarowej sięga roku 1946. W jej pracowniach skonstruowano ponad 500 różnych urządzeń pomiarowych stosowanych na całym świecie. Obecnie firma ta jest bliskim partnerem handlowym Tektroniksa.

Do najnowszych wyrobów tej Keithley’a należy multimetr laboratoryjny 2110, charakteryzujący się wieloma opcjami pomiarowymi, odznaczający się bardzo dobrym stosunkiem ceny do jakości. Zastosowano w nim podwójny wyświetlacz 5 ¹/₂ cyfry. Miernik może być wykorzystywany do pomiaru rożnych wielkości elektrycznych. Dzięki dużej dokładności uzyskiwane wyniki są wiarygodne i powtarzalne.

Multimetr 2110 wyposażono w 15 funkcji pomiarowych i 7 matematycznych. Podwójne pole odczytowe umożliwia jednoczesne wyświetlanie dwóch mierzonych parametrów. Na przykład mierząc napięcie zmienne można jednocześnie odczytywać częstotliwość.

Jednym z ważniejszych parametrów miernika 2110 jest duża dokładność i stabilność długoterminowa. Pomiary napięcia DC są wykonywane z dokładnością 0,012%, zaś dokładność pomiaru rezystancji na zakresie do 100 kΩ wynosi 0,020%. Funkcje pomiarowe multimetru 2110 wraz z zakresami zestawiono w tabeli 1.

Tab. 1. Funkcje i zakresy pomiarowe multimetru 2110

Funkcja	Zakres
Napięcie DC	0,1 V, 1 V, 10 V, 100 V, 1000 V
Napięcie AC	0,1 V, 1 V, 10 V, 100 V, 750 V
Prąd DC	10 mA, 100 mA, 1 A, 3 A, 10 A
Prąd AC	1 A, 3 A, 10 A
Rezystancja (pomiar 2- i 4-przewodowy)	100 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ , 1 MΩ, 10 MΩ, 100 MΩ
Częstotliwość	10 Hz…300 kHz
Pojemność	1 nF, 10 nF, 100 nF, 1 μF, 10 μF, 100 μF
Temperatura	Termopary typu: J, R, S, T, E, N, B, C, K
Temperatura	Czujniki RTD i NTC
Pomiar diody
Test ciągłości obwodu
Funkcje matematyczne	percentage, average, min/max, NULL, limits, mX+b, dB i dBm
Optymalizacja parametrów szumowych z zastosowaniem filtru i konfigurowalnego przetwornika A/C

Miernik 2110 charakteryzuje się dużą szybkością wykonywania pomiarów, co jest szczególnie przydatne przy współpracy z komputerem, pozwala bowiem analizować wielkości podlegające bardzo szybkim zmianom. Przy ustawionej rozdzielczości 5 1/2 cyfry przyrząd wykonuje 200 odczytów na sekundę i przesyła dane do komputera via interfejs USB 2.0. Zmniejszenie rozdzielczości do 4 1/2 cyfry umożliwia zwiększenie szybkości odczytów nawet do 50 000 na sekundę. Miernik ma też własny bufor, który jest zapisywany danymi przy szybkości 30 000 odczytów na sekundę. Parametry te pozwalają na wykorzystywanie przyrządu w aplikacjach, w których bardzo istotna jest szybkość wykonywanych pomiarów. Sterowanie miernikiem jest realizowane w trybie ręcznym lub automatycznym z zastosowaniem komend SCPI. Dostępne są narzędzia (Add-In) pozwalające na analizę danych pomiarowych i ich prezentację w programach Word i Excel. Z poziomu Excela, oprócz prowadzenia dokładnej i wszechstronnej analizy matematycznej pomiarów, tworzenia zestawień, wykresów itp., możliwe jest też bezpośrednie sterowanie miernikiem za pomocą makr. Współpraca z Wordem jest wykorzystywana, gdy należy szybko sporządzać raporty z pomiarów. Oprócz tego, Keithley oferuje specjalistyczne oprogramowanie KI-Tool i KI-Link wykorzystywane do zachowywania i wizualizacji danych pomiarowych, wykorzystujące do komunikacji z komputerem interfejs GPIB lub USB. Należy pamiętać, że interfejs GPIB jest montowany tylko opcjonalnie. Cechy multimetru 2110, przede wszystkim automatyczne sterowanie komendami SCPI są doceniane przez użytkowników pracujących z zaawansowanymi aplikacjami pomiarowymi. Dla tego przyrządu opracowano drivery IVI i LabView.

Przykładowe pomiary

Każde przyrządy pomiarowe charakteryzują się pewnymi ograniczeniami technicznymi, wyznaczającymi poniekąd granice zastosowań. Praktykom znane są na przykład problemy techniczne związane z pomiarami małych rezystancji, w których rezystancja doprowadzeń jest porównywalna, a nawet większa od rezystancji mierzonej. Problem ten jest rozwiązywany przez zastosowanie 4-przewodowego układu pomiarowego. Wykorzystywany do tego miernik powinien być jednak odpowiednio przystosowany. Multimetr 2110 spełnia wymagania. Na jego panelu umieszczono 4 gniazda pomiaru rezystancji (rysunek 1).