Oszilloskop oder isolierter Digitizer
Vorteile im Produktionstest
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Spannungsmesser im Vergleich
Eine Aufstellung von einigen wichtigen Größen und deren typischen Werte zeigt Tabelle 1. Um Probleme von vorne herein zu vermeiden und die oben bereits beschriebenen Vorteile zu nutzen, ist es sinnvoll isolierte Messgeräte und Stimuli zu verwenden. Diese Geräte zeichnen sich durch einen komplett von Erde isolierten Analogteil aus (Bild 2). Werden isolierte Instrumente verwendet, kann das System an einem definierten Punkt, am besten am DUT geerdet werden.
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Damit sind alle Potentiale im System eindeutig definiert und somit sicher. Bei nur einem Erdungspunkt kann kein geschlossener Stromkreis über ungewollte Erdschleifen entstehen. Alle Stimulus- und Messströme fließen nur direkt von und zu den jeweiligen Geräten und beeinflussen somit auch keine anderen Instrumente. Die Messstabilität wird dadurch enorm erhöht.
| DMM | Digitizer | Oszilloskop | |
|---|---|---|---|
Auflösung | bis zu 32 Bit | 8 bis 20 Bit | 8 bis 12 Bit |
Genauigkeit | bis zu 5 ppm / 0,0005% | 1000 ppm / 0,1% | 20.000 ppm / 2% |
Samplerate | 100 kSps | 10 Msps bis 2 GSps | bis zu 10 GSps |
Eingangsimpedanz | 10 M || 300 pF | 1 M || 20 pF | 1 M || 20 pF |
Isoliert | >1 G || 1 nF | nicht isoliert bis >1 G || 100 pF | nicht isoliert |
Kanalzahl | 1 | 1 bis 16 | 1 bis 4 |
Triggerfähig | eingeschränkt | ja | ja |
Interfaces | GPIB, USB, LXI, PXI | GPIB, LAN, USB | |
Pulsmessung | nein | ja | ja |
Tabelle 1: Typische Eigenschaften von generischen Spannungsmessgeräten
Isolierte Instrumente ermöglichen Messungen auf jedem Potential innerhalb des DUT sehr einfach. Messgeräte können in diesem Fall ihre Auflösung besser einsetzen: Soll beispielsweise eine Spannung von 1 V über einem High-Side-Shunt bei einer Systemspannung von 24 V gemessen werden, muss ein übliches geerdetes Gerät mit einem Differenztastkopf (Bild 3) in einem Messbereich von 100 V arbeiten. Mit einem isolierten Instrument (Bild 4) kann direkt am Shunt in einem Messbereich von 1 V gemessen werden, was eine um Faktor 100 höhere Auflösung ermöglicht, sowie eine um Faktor 200 höhere Messgenauigkeit erlaubt.
Der Einsatz von nicht-isolierten Instrumenten wird oftmals durch die geringeren Anschaffungskosten legitimiert. Diese geerdeten Instrumente sind in der Regel günstiger, da hier keine aufwändige Isolierung innerhalb des Gerätes entwickelt werden muss. Durch sehr ausführliche Planung eines Testsystems mit geerdeten Instrumenten können die daraus resultierenden Messfehler minimiert, aber niemals vollständig vermieden werden. Die aufwändige Planung übersteigt sehr schnell die Einsparungen durch günstigere Gerätekosten.
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