Rohde&Schwarz HM8118 User Manual

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R&S®HM8118 Programmable LCR-Bridge

Benutzerhandbuch User Manual

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Version 06

Test & Measurement

Benutzerhandbuch / User Manual

Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung

KONFORMITÄTSERKLÄRUNG

HAMEG Instruments GmbH Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen

Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt:

Bezeichnung: Programmierbare LCR-Messbrücke Typ: HM 8118 mit: HO820 Option: HO880

Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung

HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die gültigen Fachgrund- bzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen, wo unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden von HAMEG die härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die Störaussendung werden die Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der

Störfestigkeit nden die für den Industriebereich geltenden

Grenzwerte Anwendung. Die am Messgerät notwendigerweise angeschlossenen Mess- und Datenleitungen beeinussen die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt zu beachten:

mit den Bestimmungen des Rates der Europäischen Union zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten

❙ betreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb

bestimmter Spannungsgrenzen (2006/95/EG) [LVD] ❙ über die elektromagnetische Verträglichkeit (2004/108/EG) [EMCD] ❙ über die Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher

Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (2011/65/EG) [RoHS]

übereinstimmt.

Die Übereinstimmung mit LVD und EMCD wird nachgewiesen durch die Einhaltung folgender Normen:

EN 61010-1: 04/2015 EN 61326-1: 07/2013 EN 55011: 11/2014 EN 61000-4-2: 12/2009 EN 61000-4-3: 04/2011 EN 61000-4-4: 04/2013 EN 61000-4-5: 03/2015 EN 61000-4-6: 08/2014 EN 61000-4-11: 02/2005 EN 61000-6-3: 11/2012

Bei der Beurteilung der elektromagnetischen Verträg-lichkeit wurden die Störaussendungsgrenzwerte für Geräte der Klasse B sowie die Störfestigkeit für Betrieb in industriellen Bereichen zugrunde gelegt.

Datum: 8.6.2015

1. Datenleitungen

Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur mit ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3m nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden benden. Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen sein. Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel ist das doppelt geschirmte Kabel HZ72 geeignet.

2. Signalleitungen

Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle und Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls keine geringere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/ Steuerung) eine Länge von 1m nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden benden. Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Massever-bindung muss Sorge getragen werden. Bei Signal-

Allgemeine

generatoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U) verwendet werden.

Unterschrift:

Holger Asmussen General Manager

3. Auswirkungen auf die Geräte

Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die angeschlossenen Kabel und Leitungen zu Einspeisung unerwünschter Signalanteile in das Gerät kommen. Dies führt bei HAMEG Geräten nicht zu einer Zerstörung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige Abweichungen der Anzeige – und Messwerte über die vorge-

gebenen Spezikationen hinaus können durch die äußeren

Umstände in Einzelfällen jedoch auftreten.

Hinweise zur CE-Kennzeich- nung

Inhalt

Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung ......2

1 Wichtige Hinweise ......................4

1.1 Symbole ...................................4

1.2 Auspacken .................................4

1.3 Aufstellen des Gerätes ........................4

1.4 Sicherheit ..................................4

1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb .................4

1.6 Umgebungsbedingungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1.7 Gewährleistung und Reparatur .................5

1.8 Wartung ...................................5

1.9 Netzeingangssicherungen .....................5

1.10 Netzspannung ...............................5

1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen .............6

1.12 Produktentsorgung ...........................6

2 Bezeichnung der Bedienelemente ..........7

3 Schnelleinstieg ......................... 9

3.1 Voraussetzungen ............................9

3.2 Vermessen eines Kondensators .................9

Inhalt

7.1.6 Triggerung TRIG ............................19

7.1.7 Verzögerung DELAY ........................19

7.1.8 Mittelwertbildung AVG .......................19

7.1.9 Testsignalpegelanzeige Vm (Messspannung) /

Im (Messstrom) .............................19

7.1.10 Guarding GUARD ...........................19

7.1.11 Abweichung DEV_M ........................20

7.1.12 Re f e renz REF_ M ............................20

7.1.13 Abweichung DEV_S .........................20

7.1.14 Re f e renz REF_ S .............................20

7.1.15 Konstantspannung CST V .....................20

7.2 CORR Menü ...............................21

7.2.1 A bgl e ich ..................................21

7.2.2 NUM .....................................22

7.2.3 Messfrequenz FRQ .........................22

7.2.4 Funktion FUNC ............................22

7.2.5 Korrekturfaktoren LOADM / LOADS ............22

7.3 Menüfunktion SYST .........................23

7.3.1 Kontrast CONTRAST ........................23

7.3.2 Tastenton KEY BEEP ........................23

7.3.3 TALK ONLY ................................23

7.3.4 Datenübertragungsgeschwindigkeit BAUDS .....23

7.3.5 Netzfrequenz MAINS FRQ ....................23

7.3.6 Geräteinformationen INFO ...................23

7.4 Speichern / Laden von Einstellungen ............23

7.5 Werkseinstellungen .........................23

4 Inbetriebnahme ....................... 10

4.1 Anschließen ...............................10

4.2 Einschalten des Gerätes ......................10

3.3 Vermessen einer Spule .......................10

3.4 Vermessen eines Widerstands .................10

4.3 Netzfrequenz ...............................11

4.4 Messprinzip ................................11

4.5 Messgenauigkeit ............................12

4.5.1 Beispiel zur Bestimmung der Messgenauigkeit ....12

5 Einstellen von Parametern ...............13

5.1 Werte-/Parametereingabe ....................13

5.1.1 Drehgeber mit Pfeiltasten .....................13

5.1.2 Numerische Tastatur .........................13

6 Messwertanzeige ...................... 14

6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %) .......14

6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#) .......14

5.2 Auswahl der Messfunktion ....................14

6.3 Referenzwert (REF_M, REF_S) .................15

6.4 Messbereichswahl ..........................15

6.4.1 Automatische Messbereichswahl (AUTO) .......15

6.4.2 Manuelle Messbereichswahl ..................15

6.5 Schaltungsart ..............................16

7 Gerätefunktionen ...................... 16

7.1 SETUP Menü. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

7.1.1 Mes sfreq u en z F R Q ..........................16

7.1.2 Spannung LEV .............................16

7.1.3 Vorspannung / Vorstrom BIAS ................17

7.1.4 Messbereich RNG ..........................18

7.1.5 Messgeschwindigkeit SPD ...................18

8 Messzubehör .........................24

8.1 4-Draht Testadapter R&S®HZ181 ...............25

8.1.1 A b gl eich R& S ®HZ181 ........................25

8.2 Kelvin-Messkabel R&S®HZ184 .................25

8.2.1 Abgleich R&S®HZ184 ........................26

8.3 4-Draht Transformator-Messkabel R&S®HZ186 ....26

8.3.1 Abgleich R&S®HZ186 ........................26

8.3.2 Tranformatormessung .......................27

8.3.3 Gegeninduktivität ...........................27

8.3.4 Bestimmung der Streuinduktivität .............27

8.4 4-Draht-SMD-Testadapter R&S®HZ188 ..........28

8.4.1 Abgleich R&S®HZ188 ........................28

8.5 Option R&S®HO118 Binning Interface zur

Bauelementsortierung .......................29

8.5.1 R&S®HO118 Schaltung ......................29

8.5.2 R&S®HO118 Beschreibung ...................30

8.5.3 Einstellmöglichkeiten der Sortierbehälter (BINs) ...30

8.5.4 Binning Beispiel ............................30

9 Fernsteuerung ........................31

9.1 RS-23 2 ....................................31

9.2 USB / VCP .................................32

9.3 IEEE-488 (GPIB) ............................32

10 Befehlsreferenz .......................33

10.1 Aufbau der Befehlsstruktur ...................33

10.2 Unterstützte Befehls- und Datenformate .........33

10.3 Befehlsliste Binning Interface ..................36

11 Technische Daten ...................... 37

Wichtige Hinweise

1 Wichtige

Hinweise

1.1 S ymbo l e

(1) (2) (3)

Symbol 1: Achtung, allgemeine Gefahrenstelle – Produktdokumentation beachten Symbol 2: Vorsicht Hochspannung Symbol 3: Masseanschluss

1.2 Auspacken

Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollständigkeit (Messgerät, Netzkabel, Produkt-CD, evtl. optionales Zubehör). Nach dem Auspacken sollte das Gerät auf transportbedingte, mechanische Beschädigungen und lose Teile im Innern überprüft werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, bitten wir Sie sofort den Lieferant zu informieren. Das Gerät darf dann nicht betrieben werden.

1.3 Aufstellen des Gerätes

Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen aufgestellt werden:

Abb. 1

Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr als drei Messgeräte übereinander gestapelt werden, da ein zu hoher Geräteturm instabil werden kann. Ebenso kann die Wärmeentwicklung bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte dadurch zu groß werden.

1.4 Sicherheit

Dieses Gerät wurde gemäß VDE0411 Teil1, Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel, und Laborgeräte, gebaut, geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch den Bestimmungen der europäischen Norm EN 61010-1 bzw. der internationalen Norm IEC 1010-1. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die in dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis und alle Messanschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht den Bestimmungen der Schutzklasse 0.

Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung innerhalb oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig!

Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise angeschlossen werden. Benutzen Sie das Produkt niemals, wenn das Netzkabel beschädigt ist. Überprüfen Sie regelmäßig den einwandfreien Zustand der Netzkabel. Stellen Sie durch geeignete Schutzmaßnahmen und Verlegearten sicher, dass das Netzkabel nicht beschädigt werden kann und niemand z.B. durch Stolperfallen oder elektrischen Schlag zu Schaden kommen kann. Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern.

Abb. 2

Abb. 3

Die vorderen Gerätefüße können ausgeklappt werden (Abb. 1). Die Gerätefront zeigt dann leicht nach oben (Neigung etwa 10°). Bleiben die vorderen Gerätefüße eingeklappt (Abb. 2), lässt sich das Gerät mit weiteren HAMEGGeräten sicher stapeln. Werden mehrere Geräte aufeinander gestellt, sitzen die eingeklappten Gerätefüße in den Arretierungen des darunter liegenden Gerätes und sind gegen unbeabsichtigtes Verrutschen gesichert (Abb. 3).

Diese Annahme ist berechtigt:

❙ wenn das Messgerät sichtbare Beschädigungen hat, ❙ wenn das Messgerät nicht mehr arbeitet, ❙ nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen

(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen),

❙ nach schweren Transportbeanspruchungen (z.B. mit einer

Verpackung, die nicht den Mindestbedingungen von Post, Bahn oder Spedition entsprach).

Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netzsteckdosen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN VDE0100, Teil 610, zu prüfen.

❙ Das Öffnen des Gerätes darf nur von einer entsprechend

ausgebildeten Fachkraft erfolgen.

❙ Vor dem Öffnen muss das Gerät ausgeschaltet und von

allen Stromkreisen getrennt sein.

1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb

Das Messgerät ist nur zum Gebrauch durch Personen bestimmt, die mit den beim Messen elektrischer Größen verbundenen Gefahren vertraut sind. Das Messgerät darf nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrie-

Wichtige Hinweise

ben werden, die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung ist unzulässig. Der Netzstecker muss kontaktiert sein, bevor Signalstromkreise angeschlossen werden. Das Produkt darf nur in den vom Hersteller angegebenen Betriebszuständen und Betriebslagen ohne Behinderung der Belüftung betrieben werden. Werden die Herstellerangaben nicht eingehalten, kann dies elektrischen Schlag, Brand und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen mit Todesfolge, verursachen. Bei allen Arbeiten

sind die örtlichen bzw. landesspezischen Sicherheits- und

Unfallverhütungsvorschriften zu beachten.

Das Messgerät ist nur mit dem HAMEG Original-Messzubehör,

-Messleitungen bzw. -Netzkabel zu verwenden. Verwenden sie niemals unzulänglich bemessene Netzkabel. Vor Beginn jeder Messung sind die Messleitungen auf Beschädigung zu überprüfen und ggf. zu ersetzen. Beschädigte oder verschlissene Zubehörteile können das Gerät beschädigen oder zu Verletzungen führen.

Das Messgerät ist für den Betrieb in folgenden Bereichen bestimmt: Industrie-, Wohn-, Geschäfts- und Gewerbe-bereich sowie Kleinbetriebe. Das Messgerät darf jeweils nur im Innenbereich eingesetzt werden. Vor jeder Messung ist das Messgerät auf korrekte Funktion zu überprüfen.

teln, die auf nationale Normale rückführbar kalibriert sind. Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen des Landes, in dem das Produkt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei dem Sie das Produkt erworben haben. Abgleich, Auswechseln von Teilen, Wartung und Reparatur darf nur von autorisierten Fachkräften ausgeführt werden. Werden sicherheitsrelevante Teile (z.B. Netzschalter, Netztrafos oder Sicherungen) ausgewechselt, so dürfen diese nur durch Originalteile ersetzt werden. Nach jedem Austausch von sicherheitsrelevanten Teilen ist eine Sicherheitsprüfung durchzuführen (Sichtprüfung, Schutzleitertest, Isolationswiderstands-, Ableitstrommessung, Funktionstest). Damit wird sichergestellt, dass die Sicherheit des Produkts erhalten bleibt.

Das Produkt darf nur von dafür autorisiertem Fachpersonal geöffnet werden. Vor Arbeiten am Produkt oder Öffnen des Produkts ist dieses von der Versorgungsspannung zu trennen, sonst besteht das Risiko eines elektrischen Schlages.

1.8 Wartung

Zum Trennen vom Netz muss der rückseitige Kaltgerätestecker gezogen werden.

1.6 Umgebungsbedingungen

Der zulässige Arbeitstemperaturbereich während des Betriebes reicht von +5 °C bis +40 °C (Verschmutzungsgrad 2). Die maximale relative Luftfeuchtigkeit (nichtkon-

densierend) liegt bei 80%. Während der Lagerung oder

des Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C und +70 °C betragen. Hat sich während des Transports oder der Lagerung Kondenswasser gebildet, sollte das Gerät ca. 2 Stunden akklimatisiert werden, bevor es in Betrieb genommen wird. Das Messgerät ist zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen bestimmt. Es darf nicht bei besonders großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Explosionsgefahr, sowie bei aggressiver chemischer Einwirkung betrieben werden. Die Betriebslage ist beliebig, eine ausreichende Luftzirkulation ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage (Aufstellfüße) zu bevorzugen. Das Gerät darf bis zu einer Höhenlage von 2000 m betrieben werden. Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Aufwärmzeit von mindestens 30 Minuten und bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C (Toleranz ±2 °C). Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.

1.7 Gewährleistung und Reparatur

Unsere Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle. Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Anschließend erfolgt ein umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmit-

Die Außenseite des Messgerätes sollte regelmäßig mit einem weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt werden.

Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger (aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden, sie ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien Tuch nach zu reiben. Keinesfalls darf die Reinigungsüssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die Beschriftung

oder Kunststoff- und Lackoberächen angreifen.

Bevor Sie das Messgerät reinigen stellen Sie bitte sicher, dass es ausgeschaltet und von allen Spannungsversorgungen getrennt ist (z.B. speisendes Netz).

Keine Teile des Gerätes dürfen mit chemischen Reinigungsmitteln, wie z.B. Alkohol, Aceton oder Nitroverdünnung, gereinigt werden!

1.9 Netzeingangssicherungen

Das Gerät besitzt zwei interne Sicherungen: T 0,8 A. Sollte eine dieser Sicherungen ausfallen, liegt ein Reparaturfall vor. Ein Auswechseln durch den Kunden ist nicht vorgesehen.

1.10 Netzspannung

Das HM8118 verfügt über ein sogenanntes Weitbereichsnetzteil und arbeitet mit 50Hz oder 60Hz Netzfrequenz. Spannungen von 105V bis 253V sind zulässig. Eine Netzspannungsumschaltung ist daher nicht notwendig.

Sicherungstyp:

Größe 5 x 20 mm; 250V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662 (evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: träge (T) 0,8A.

Wichtige Hinweise

1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen

Werden die Hinweise zu Batterien und Akkumulatoren/Zellen nicht oder unzureichend beachtet, kann dies Explosion, Brand und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen mit Todesfolge, verursachen. Die Handhabung von Batterien und Akkumulatoren mit alkalischen Elektrolyten muss der EN 62133 entsprechen.

1. Zellen dürfen nicht zerlegt, geöffnet oder zerkleinert werden.

2. Zellen oder Batterien dürfen weder Hitze noch Feuer ausgesetzt werden. Die Lagerung im direkten Sonnenlicht ist zu vermeiden. Zellen und Batterien sauber und trocken halten. Verschmutzte Anschlüsse mit einem trockenen, sauberen Tuch reinigen.

3. Zellen oder Batterien dürfen nicht kurzgeschlossen werden. Zellen oder Batterien dürfen nicht gefahrbringend in einer Schachtel oder in einem Schubfach gelagert werden, wo sie sich gegenseitig kurzschließen oder durch andere leitende Werkstoffe kurzgeschlossen werden können. Eine Zelle oder Batterie darf erst aus ihrer Originalverpackung entnommen werden, wenn sie verwendet werden soll.

4. Zellen und Batterien von Kindern fernhalten. Falls eine Zelle oder eine Batterie verschluckt wurde, ist sofort ärztliche Hilfe in Anspruch zu nehmen.

1.12 Produktentsorgung

Abb. 1.1: Produktkennzeichnung nach EN 50419

Das ElektroG setzt die folgenden EG-Richtlinien um:

❙ 2002/96/EG (WEEE) für Elektro- und Elektronikaltgeräte

und

❙ 2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung

bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektronikgeräten (RoHS-Richtlinie).

Am Ende der Lebensdauer des Produktes darf dieses Produkt nicht über den normalen Hausmüll entsorgt werden. Auch die Entsorgung über die kommunalen Sammelstellen für Elektroaltgeräte ist nicht zulässig. Zur umweltschonenden Entsorgung oder Rückführung in den Stoffkreislauf übernimmt die ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG die Pichten der Rücknahme- und Entsorgung des ElektroG für Hersteller in vollem Umfang.

Wenden Sie sich bitte an Ihren Servicepartner vor Ort, um das Produkt zu entsorgen.

5. Zellen oder Batterien dürfen keinen unzulässig starken, mechanischen Stößen ausgesetzt werden.

6. Bei Undichtheit einer Zelle darf die Flüssigkeit nicht mit der Haut in Berührung kommen oder in die Augen gelangen. Falls es zu einer Berührung gekommen ist, den betroffenen Bereich mit reichlich Wasser waschen und ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen.

7. Werden Zellen oder Batterien unsachgemäß ausgewechselt oder geladen, besteht Explosionsgefahr. Zellen oder Batterien nur durch den entsprechenden Typ ersetzen, um die Sicherheit des Produkts zu erhalten.

8. Zellen oder Batterien müssen wieder verwertet werden und dürfen nicht in den Restmüll gelangen. Akkumulatoren oder Batterien, die Blei, Quecksilber oder Cadmium enthalten, sind Sonderabfall. Beach-

ten Sie hierzu die landesspezischen Entsorgungs- und

Recycling-Bestimmungen.

2 Bezeichnung der

Bedienelemente

Gerätefrontseite R&S®HM8118

POWER – Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des

Gerätes

Display (LCD) – Anzeige für Messwerte und Einheiten,

Messbereiche, Messfrequenzen, Signalpegel, Schaltungsart, Funktionen und Parameter

SELECT – Aufruf der Menüfunktionen SETUP, CORR,

SYST und BIN (bei eingebautem Binning-Interface HO118)

ENTER - Bestätigung der Parametereingabe

ESC – Verlassen von Menüfunktionen

Drehgeber (Drehknopf/Taste) – Einstellen von Funktio-

nen und Parametern

Pfeiltasten – Tasten zur Änderung von

Parametern

SET

FREQ – Auswahl der Messfrequenz mit Drehgeber 6

oder Pfeiltasten

LEVEL – Einstellen des AC Messsignalpegels mit

Drehgeber 6 und Cursorposition mit den Pfeiltasten

BIAS – Einstellen der Biasspannung / des Biasstroms

mit Drehgeber 6 und Cursorposition mit Pfeiltasten

ZERO

OPEN – Aktivierung des Leerlaufabgleichs

SHORT – Aktivierung des Kurzschlussabgleichs LOAD – Aktivierung des Abgleichs mit Anpassung

Bezeichnung der Bedienelemente

MODE

AUTO – Automatische Schaltungsart-Auswahl

SER – Auswahl der Schaltungsart Seriell

PAR – Auswahl der Schaltungsart Parallel

RANGE

AUTO/HOLD – Automatische Messbereichswahl bei

leuchtender Taste, bei erneuter Betätigung: Range Hold

UP – Schaltet in den nächst höheren Messbereich

DOWN – Schaltet in den nächst niedrigeren Messbereich

Anschlüsse

L CUR (BNC-Buchse) – Signalausgang für serielle Mes-

sungen („Low CURrent“, Signalgenerator)

L POT (BNC-Buchse) – Signaleingang für parallele

Messungen („Low POTential“, Spannungsmessung)

H POT (BNC-Buchse) – Signaleingang / Signalaus-

gang für parallele Messungen („High POTential“, Messbrücke)

H CUR (BNC-Buchse) – Signaleingang für serielle Mes-

sungen („High CURrent“, Strommessung)

Gerätefunktionen

BIAS MODE/ESC – Umschaltung zwischen interner

und externer Biasspannung (nur bei aktivierter BiasFunktion) bzw. Beenden der Parametereingabe

TRIG MODE/ENTER – Änderung der Triggerbetriebsart

/ -verzögerung bzw. Bestätigung der Parametereingabe

BIAS / – Aktivierung der Vorspannung bzw. Lö-

schen der letzten Ziffer bei Menüeingabe eines Parameters

TRIG / UNIT – Auslösen einer einzelnen Messung (bei

eingeschalteter manueller Triggerung) bzw. Auswahl der Einheit bei Parametereingabe

AUTO / 6 – Aktivierung der automatischen Messfunk-

tion bzw. Parametereingabe Ziffer 6

M / – – Aktivierung der Messfunktion Transformator-

Gegeninduktivität M bzw. Parametereingabe „ – “

1 2 4 3

Abb. 2.1: Frontansicht des R&S®HM8118

27282930313233343536373839424041

6 7 9 8 10

232526

12 11 13

15 14 16

22 21

18 17 19

Bezeichnung der Bedienelemente

R-Q / 5 – Aktivierung der Messfunktion Widerstand R

und Qualitätsfaktor (Güte) Q bzw. Parametereingabe Ziffer 5

N-Θ / . – Aktivierung der Messfunktion Transformator-

Übersetzungsverhältnis N und Phasenverschiebungs-

winkel Θ bzw. Parametereingabe „ . “

C-R / 4 – Aktivierung der Messfunktion Kapazität C und

Widerstand R bzw. Parametereingabe Ziffer 4

G-B / 0 – Aktivierung der Messfunktion Wirkleitwert G

und Blindleitwert B bzw. Parametereingabe Ziffer 0

C-D / 3 – Aktivierung der Messfunktion Kapazität C und

Verlustwinkel (Güte) D bzw. Parametereingabe Ziffer 3

R-X / 9 – Aktivierung der Messfunktion Widerstand R

und Blindwiderstand X bzw. Parametereingabe Ziffer 9

L-R / 2 – Aktivierung der Messfunktion Induktivität L

und Widerstand R bzw. Parametereingabe Ziffer 2

Y-Θ / 8 – Aktivierung der Messfunktion Scheinleitwert

Y und Phasenwinkel Θ bzw. Parametereingabe Ziffer 8

L-Q / 1 – Aktivierung der Messfunktion Induktivität L

und Qualitätsfaktor (Güte) Q bzw. Parametereingabe Ziffer 1

Z-Θ / 7 – Aktivierung der Messfunktion Scheinwider-

stand (Impedanz) Z und Phasenwinkel Θ bzw. Parame-

tereingabe Ziffer 7

DISPLAY / MODE – Umschaltung der Displayanzeige

für Messwerte mit/ohne Parameter

RECALL / STORE – Laden / Speichern von

Geräteeinstellungen

REMOTE / LOCAL – Umschaltung zwischen Betriebsart

REMOTE (LED leuchtet) und lokaler Betriebsart LOCAL (LED leuchtet nicht); ist die lokale Betriebsart gesperrt (Local lockout), so kann das Gerät nicht über die Tasten auf der Gerätevorderseite bedient werden

Massebuchse (4mm Sicherheitsbuchse) –

Bezugspotentialanschluss (Massepotential ); die

Buchse ist galvanisch mit dem (Netz-) Schutzleiter verbunden!

Geräterückseite R&S®HM8118

TRIG. INPUT (BNC-Buchse) –

Triggereingang für externe Triggerung

BIAS FUSE (Sicherungshalter) –

Sicherung für externen Vorspannungseingang EXT.

BIAS

EXT. BIAS (4 mm Sicherheitsbuchsen) –

Externer Vorspannungseingang (+, –)

INTERFACE – R&S®HO820 Dual-Schnittstelle USB/RS-

232 galvanisch getrennt (im Lieferumfang enthalten)

BINNING INTERFACE (25 pol. D-Sub Buchse) –

Ausgang zur Steuerung von Sortiergeräten für Bauele-

mente; Option HO118 (Binning Interface) Einbau nur ab Werk

Kaltgeräteeinbaustecker –

Anschluss für das Netzkabel zur Stromversorgung

47 48

Abb. 2.2: Rückansicht des R&S®HM8118

4446

3 Schnelleinstieg

3.1 Voraussetzungen

Die Bauteile, die als Vorraussetzung für den Schnelleinstieg aufgelistet sind, sollen ausschließlich als Beispiel dienen.

❙ R&S®HM8118 LCR Messbrücke mit Firmware 1.37 oder

neuer ❙ R&S®HZ184 Kelvin Messleitungen ❙ 1x 1000 µF Kapazität (nicht im Lieferumfang enthalten) ❙ 1x 280 µH Induktivität (nicht im Lieferumfang enthalten) ❙ 1x 100 kΩ Widerstand (nicht im Lieferumfang enthalten)

Schließen Sie als erstes die mitgelieferten R&S®HZ184 Messkabel an das R&S®HM8118 an. Die beiden Stecker des schwarzen Messkabels werden mit den Anschlüssen LCUR und LPOT, die Stecker des roten Messkabels mit den Anschlüssen HCUR und HPOT verbunden.

Nachdem das Gerät angeschaltet wurde, muss zuerst der Leerlauf-, bzw. Kurzschluss-Abgleich für die voreingestellte Messfrequenz von 1.0 kHz durchgeführt werden, da das Messkabel R&S®HZ184 zusammen mit den Anschlussklemmen konstruktionsbedingt eine Streukapazität, Restinduktivität und einen Restwiderstand aufweist, wodurch

die Genauigkeit der gemessenen Werte beeinusst wird. Um diese Einüsse zu minimieren, ist die Kompensation

von Adapter- und leitungsbedingten Impedanzmessfehlern erforderlich.

Für den „Leerlaufabgleich“ sind die beiden Anschlussklemmen getrennt anzuordnen. Für den „Kurzschlussabgleich“ sind die beiden Anschlussklemmen miteinander zu verbinden (siehe Abb. 3.1).

Schnelleinstieg

Starten Sie nun den Leerlauf- und danach den Kurzschlussabgleich mit Hilfe der Taste ZERO/OPEN 11, bzw. ZERO/SHORT 12. Das Gerät gleicht nun alle 69 Frequenzstufen für die aktuell an das HM8118 angeschlossenen Messleitungen ab und speichert die Korrekturwerte bis zum Ausschalten des Gerätes. Dieser Vorgang dauert ca. zwei Minuten.

Tipp: Im Modus SGL wird nur die derzeit eingestellte Frequenz abgeglichen. Dieser Vorgang dauert nur wenige Sekunden und ist für Messungen in einem oder wenigen Frequenzbereichen vorgesehen.

3.2 Vermessen eines Kondensators

Schließen Sie nun den Kondensator an die Anschlussklemmen des R&S®HZ184 an. Achten Sie bitte auf die Polarität des Kondensators und schließen Sie die schwarze Klemme an den mit – (Minus) gekennzeichneten Pol des Kondensators an.

Da sich das Gerät im Automatikmodus bendet, wird die

Messfunktion automatisch auf Messfunktion 3 (C-D) eingestellt. Aufgrund der voreingestellten Messfrequenz von 1 kHz, wird der Kondensator nicht im Arbeitspunkt betrieben und die Anzeige von ungefähr 900 µF entspricht nicht

den spezizierten 1000 µF.

Ändern Sie die Messfrequenz jetzt auf 50 Hz, indem Sie die Taste SET/FREQ 8 betätigen und danach den Drehknopf so lange nach links drehen, bis 50 Hz im Display angezeigt werden. Nun liegt der angezeigte Wert für die Kapazität, basierend auf der Bauteiltoleranz, um 1000 µF. Der zugehörige Verlustwinkel D ist in dieser Einstellung sehr gering.

Je kleiner der Verlustwinkel, desto näher kommen die realen Bauteile einem idealen Verhalten. Eine ideale Induktivität hat einen Verlustwinkel von 0°. Ein idealer Kondensator hat ebenfalls einen Verlustwinkel von 0°.

Imaginäre Achse

Reale Achse

Abb. 3.1: Kurzschlussabgleich R&S®HZ184

Wechseln Sie hierzu mit Hilfe der Taste MENÜ/SELECT 3 , gefolgt von der Taste C-D 34 in das CORR-Menü. Wählen

unter -- 45° = C

Sie dort den Menüpunkt MODE aus und betätigen Sie den Drehgeber 6. Ändern Sie nun den Menüeintrag von SGL in ALL, um den Abgleich für alle 69 Frequenzstufen auto-

Abb.3.2: R&S®HM8118 Messprinzip schematisch links / detailliert rechts

Q = 500

D = 0,002

Q = 500

D = 0,002

D = Q = 1

|Z| = 1000

D = Q = 1

D = 500

Q = 0,002

D = 500 Q = 0,002

matisiert durchführen zu können. Verlassen Sie das Menü mit Hilfe der Taste MENÜ/ESC 5.

Ein idealer elektrischer Widerstand hat dagegen einen Verlustwinkel von 90°; er besitzt keine kapazitiven oder induktiven Blindanteile.

Schnelleinstieg

3.3 Vermessen einer Spule

Bevor Sie die Drossel an das HM8118 anschließen, erhöhen Sie bitte die Messfrequenz um eine Dekade (auf 500 Hz), indem Sie die -Taste 7 über dem Drehgeber betätigen. Entfernen Sie nun den Kondensator und schließen die Drossel an die Klemmen des R&S®HZ184 an. Die Messautomatik schaltet nun auf Messfunktion 1 (L-Q) und die Induktivität der Spule wird im Display angezeigt. Der angezeigte Wert muss ca. 280 µH betragen.

Wie auf Abbildung 3.2 zu erkennen ist, muss der Phasenwinkel einer Induktivität zwischen +45° und +90° betragen. Um dies nachzuvollziehen, verlassen Sie bitte den au-

tomatischen Messmodus, indem Sie die Taste Z-Θ 39 be-

tätigen. Der angezeigte Phasenwinkel beträgt ca. +70° und ist abhängig von der eingestellten Messfrequenz. Zum Vergleich: Der Phasenwinkel des zuvor angeschlossenen Kondensators beträgt bei 50 Hz ca. –87°

3.4 Vermessen eines Widerstands

Entfernen Sie nun die Spule und ersetzen Sie diese durch

den 100 kΩ Widerstand. Da das Gerät zuvor bereits manuell auf die Messfunkion Z-Θ eingestellt wurde, können Sie direkt den Wert für die Impedanz ablesen (ca. 100 kΩ). Wie

bereits zuvor beschrieben, hat ein idealer Widerstand keinerlei kapazitive oder induktive Blindanteile. Daher beträgt der Phasen-, bzw. Verlustwinkel des angeschlossenen Bauteils fast Null Grad.

Desweiteren hat das R&S®HM8118 beim Anschließen des Widerstands automatisch die geräteinterne Ersatzschaltung von SER (seriell) auf PAR (parallel) umgeschaltet (LED-Taste 15 und 16). Bei eingeschalteter automatischer Auswahl der Schaltungsart (Taste AUTO 14) wählt die LCRMessbrücke entsprechend dem angeschlossenen Bauelement automatisch die Schaltungsart (seriell bzw. parallel) aus, die für eine genaue Messung am besten geeignet ist. Die Schaltungsart stellt das Ersatzschaltbild des MessStromkreises dar. Üblicherweise werden Bauteile mit einer geringen Impedanz (Kondensatoren/Spulen) mittels serieller, Bauteile mit hoher Impedanz (z.B. Widerstand) mittels paralleler Ersatzschaltung vermessen.

4 Inbetriebnahme

4.1 Anschließen

Abb. 4.1: Ansicht Kaltgeräteeinbaustecker

Vor Anschluss des Messgeräts an die Energieversorgung ist darauf zu achten, dass der im Datenblatt angegebene Spannungsbereich der Netzwechselspannung mit dem Anschlusswert des Energieversorgungsnetzes übereinstimmt. Das Messgerät ist mit einem Weitbereichsnetzteil ausgestattet. Daher muss die Netzwechselspannung nicht manuell eingestellt werden.

Die Sicherung BIAS FUSE für den externen Vorspannungseingang ist von außen auf der Rückseite des Messgerätes zugänglich. Ein Auswechseln der Sicherung darf (bei unbeschädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor das Netzkabel aus der Netzsteckdose entfernt wurde. Dazu muss der Sicherungshalter mit einem geeigneten Schraubendreher herausgedreht werden. Die Sicherung kann dann aus der Halterung gezogen und ersetzt werden. Der Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben und eingedreht. Die Verwendung „geickter“ Sicherungen oder das Kurzschließen der Kontakte des Sicherungshalters ist unzulässig! Dadurch entstehende Schäden fallen nicht unter die Gewährleistung. Die Sicherung darf nur gegen den folgenden Sicherungstyp ersetzt werden:

Feinsicherung mit Keramik-Isolierkörper und Löschmittelfüllung:

Größe 6,3 x 32 mm; 400V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662

(evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: ink (F) 0,5 A.

Abb. 4.2: Ausschnitt Geräterückseite mit Sicherung

4.2 Einschalten des Gerätes

Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme des Gerätes die oben genannten Sicherheitshinweise!

Die LCR-Messbrücke wird über den Netzschalter 1 einge-

schaltet. Nach einem kurzen Aueuchten aller Tasten kann

die Messbrücke über die Tasten und den Drehgeber auf der Frontplatte bedient werden. Sollten die Tasten und das Display nicht aueuchten, ist entweder keine Netzspannung vorhanden oder es sind die internen Netzeingangssi-

Inbetriebnahme

cherungen defekt. Die aktuellen Messwerte sind im rechten Bereich und die wichtigsten Parameter im linken Bereich des Displays dargestellt. An die vier frontseitigen BNC-Buchsen können mit entsprechendem Messzubehör die zu messenden Bauelemente angeschlossen werden.

Imaginäre Achse

Q = 500

D = 0,002

D = Q = 1

|Z| = 1000

Ebenso kann das Messgerät über die frontseitige Massebuchse 43 zusätzlich mit Massepotential verbunden werden. Die Buchse ist für Bananenstecker mit einem Durchmesser von 4 mm geeignet.

Der Masseanschluss des Triggereingangs und die Masse-

Reale Achse

D = 500

Q = 0,002

D = 500 Q = 0,002

buchse auf der Geräte-Vorderseite sind über den Netzstecker (mit Schutzkontakt) des Messgerätes und den Netz-Schutzleiter galvanisch mit Erdpotential verbunden! Die Außenkontakte der BNC-

Buchsen

– 23 auf der Geräte-Vorderseite (Abschirmung von

angeschlossenen Koaxialkabeln) liegen auf Guard-Potential, das

unter -- 45° = C

Q = 500

D = 0,002

D = Q = 1

keinen Bezug zum Erdpotential hat! An diese BNC-Buchsen dürfen keine externen Spannungen angelegt werden! Die Schnittstel-

und 48 auf der Geräte-Rückseite sind galvanisch getrennt

len

Q = Qualitätsfaktor (Güte) D = Tagens des Verlustwinkels

(ohne Bezug zum Massepotenial)!

D = 1 / Q

Sollten durch einen Defekt des Gerätes undenierbare

Meldungen auf dem Display dargestellt werden und/oder

Q = 1 / D = 1 / tan delta (delta = Gegenwinkel zum Phasenwinkel)

das Messgerät auf die Bedienung nicht mehr reagieren, ist das Messgerät auszuschalten und nach einem kurzen Moment wieder einzuschalten (Reset). Bleibt die Anzeige un-

Abb. 4.3: Messprinzip

verändert und/oder die Bedienung nicht möglich, ist das Messgerät außer Betrieb zu setzen und zu einem qualizierten Service zu senden (siehe Sicherheitshinweise).

Gleichspannungsanteil gemessen, sondern die Wechselgröße. Die ausgegebenen Werte werden digital errechnet. Diese Messung von Impedanz und Phasenwinkel unterliegt einer gewissen Messungenauigkeit, welche auf den

4.3 Netzfrequenz

folgenden Seiten beschrieben wird. Bevor mit ersten Messungen begonnen wird, sollte die vorhandene Netzfrequenz richtig eingestellt werden, um Störungen zu vermeiden. Die Netzfrequenz kann für verschiedene Wechselstromnetze zwischen 50 Hz und 60 Hz umgeschaltet werden. Je nach ausgewähltem Messbereich und Messfrequenz können bei falsch eingestellter Netzfrequenz Störungen, wie z.B. instabile Messwertanzeigen, auftreten. Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der Menüfunktion SYST und der Einstellung MAINS FRQ mit dem Drehgeber 6 die Netzfrequenz eingestellt werden.

Die Messbrücke R&S®HM8118 kann prinzipiell nur den

ESR, ESC oder ESL (= Equivalent Series Resistance / Ca-

pacity / Inductivity) gemäß Ersatzschaltbild des Bauteils

ermitteln und wird primär zum Messen einzelner Bau-

teile verwendet. Wird eine Schaltung mit mehreren Bau-

teilen an die Messbrücke angeschlossen, so wird immer

der ESR, ESC oder ESL der gesamten Schaltung / Bau-

teilgruppe ermittelt. Dies kann zu einer Verfälschung des

Messergebnisses führen. Das angeschlossene Bauteil / die

angeschlossene Schaltung wird immer als „Black-Box“

verstanden. Diese Werte sind natürlich für jedes Bauteil

4.4 Messprinzip

Das LCR Meter HM8118 ist keine klassische keine klassische Wien-, Maxwell- oder Thomsonmessbrücke. Vielmehr werden beim Anschließen eines Messobjektes grundsätzlich die Impedanz |Z| und der zugehörige Pha-

verfügbar, es ist nur zu beachten, dass diese immer das

Resultat mehrerer, evtl. überlagerter Einzel-Kapazitäten, In-

duktivitäten und Widerstände darstellen. Gerade bei Spu-

len (Magnetfeld, Wirbelströme, Hysterese, etc.) kann es

leicht zu Mißverständnissen kommen senwinkel Θ (Phase zwischen Strom und Spannung) ermittelt (siehe Abb. 4.3). Diese Messwerte sind frequenzabhängig und werden mittels einem AC Testsignals ermittelt (manuell einstellbar zwischen 50mV und 1.5V), welcher

in den Prüing induziert wird. Dies unterscheidet eine LCR

Die LCR Messbrücke R&S®HM8118 ist in erster Linie zur Bestimmung von passiven Bauelementen vorgesehen. Daher ist es nicht möglich, extern mit Spannung versorgte Messobjekte zu bestimmen.

Messbrücke von einem Multimeter (DC Messung). Aufgrund des Messprinzips ist immer die gemessene Impedanz ausschlaggebend. Anhand der Impedanz (X-Achse) und des Phasenwinkels (Winkel) kann das Gerät den fehlenden Wert der Y-Achse bestimmen. Somit wird nicht der

Abb. 4.4 zeigt den Zusammenhang zwischen Kapazität Cs

(bzw. Widerstand Rs) und verschiedenen, an der Messbrü-

cke einstellbaren Test-Spannungen (0,2V

bis 1,5V

eff

). Wie

eff

in der Abbildung zu sehen ist, sind die Messwerte von Cs

Inbetriebnahme

bzw. Rs stark von der eingestellten Test-Spannung abhängig. Punkt A zeigt den Messpunkt des Gerätes bei Messung eines einzelnen Bauteils, Punkt B zeigt den Messpunkt bei Messung einer Bauteilgruppe (in diesem Fall zwei parallel geschaltete Kapazitäten). Im Gegensatz zu Messpunkt A wechselt die Messbrücke bei Messpunkt B den Messbereich aufgrund der Impedanz der gesamten Bauteilgruppe. Dadurch unterscheiden sich die Messwerte von Punkt A und Punkt B.

Abb. 4.4: Beispiel Zusammenhang Cs (bzw. Rs) und Test Spannung

Der tatsächlich gemessene Reihenwiderstand beinhaltet sämtliche Verluste, also alle Reihenwiderstände (Anschlußleitungen, Folienwiderstände bei Kondensatoren mit in Reihe geschalteten Folien), und wird durch den Verlustfaktor (dissipation factor) repräsentiert. Der effektive Reihenwiderstand (= Equivalent Series Resistance) ist frequenzabhängig nach der Formel:

ESR = Rs = D/ωCs

wobei ω „Omega“ = 2πf (Kreisfrequenz) darstellt. Obgleich

es üblich ist, die Induktivität von Spulen in Reihenschaltung zu messen, gibt es Situationen, in denen das parallele Ersatzschaltbild den physikalischen Bestandteil besser darstellt. Für kleine „Luft“ Spulen sind die bedeutendsten Verluste normalerweise ohmsche- oder Verluste im Spulendraht. Folglich ist die Reihenschaltung als Messstromkreis angebracht. Dennoch können für Spulen mit „Eisenkern“ die bedeutendsten Verluste die „Kernverluste“ sein. Daher eignet sich bei diesen Komponenten das parallele Ersatzschaltbild besser.

Die Widerstandsmessung ndet immer nach der Methode Spannung anlegen (AC) und Messung des resultierenden Stroms statt. Einziger Unterschied zu L oder C ist, dass der Phasenwinkel nahe 0° ist (reeller Widerstand). Eine Widerstandsmessung mit DC ist nicht vorgesehen.

Impedanz: 100 MΩ

4 MΩ

1 MΩ

25 kΩ

100 Ω

2,5 Ω

0,01 mΩ

Abb. 4.5: Tabelle zur Bestimmung der Genauigkeit

0,2% + I Z I / 1,5 GΩ

0,5% +

0,05% +

I Z I / 2 GΩ

0,1% + 1 mΩ / I Z I

0,3% + 1 mΩ / I Z I

20 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz

0,1% +

I Z I / 1,5 GΩ

I Z I / 100 MΩ

0,2% +

I Z I / 100 MΩ

0,2% +

2 mΩ / I Z I

0,5% +

2 mΩ / I Z I

0,5% +

5 mΩ / I Z I

I Z I / 10 MΩ

genauigkeit im jeweiligen Messpunkt errechnet werden. Hierzu muss die Impedanz des jeweiligen Bauteils am jeweiligen Messpunkt bekannt sein. Weitere Informationen sind für die Genauigkeitsberechnung nicht notwendig. Die

im Datenblatt angegebene Grundgenauigkeit von 0,05%

bezieht sich ausschließlich auf die Grundgenauigkeit der HM8118 Messbrücke. Die Grundgenauigkeit gibt nur die allgemeine Messunsicherheit des Gerätes an. Die Genauigkeitstabelle beschreibt die Messgenauigkeit, die zusätzlich berücksichtigt werden muss.

Die höchste Messgenauigkeit wird erzielt, wenn der Wert des DUT (= Device Under Test) etwa in der Mitte des Messbereichs liegt. Wird der nächst höhere Messbereich für dieses DUT gewählt, erscheint dieser in der Mitte des dann gewählten Bereiches. Da der Messfehler in Prozent

des Messbereichsendwertes deniert ist, erhöht sich der

Messfehler in dem höheren Bereich nahezu um Faktor 2. Üblicherweise erhöht sich der Messfehler im nächsthöheren Messbereich entsprechend. Wenn ein Bauelement vom Messkabel oder Messadapter während eines Messvorgangs im kontinuierlichen Messbetrieb entfernt wird, kann der automatisch ausgewählte Messbereich und die automatisch ausgewählte Messfunktion durch Umschalten auf die manuelle Messbereichswahl übernommen werden (RANGE HOLD). Dadurch kann die Messzeit bei der Messung von vielen gleichartigen Bauelementen reduziert werden.

Die Genauigkeit nimmt mit der Messspannung (Test Spannung) ab, weil das Signal-/Rausch-Verhältnis abnimmt. Dies hat mehr Instabilitäten zur Folge. Die Genauigkeit sinkt im gleichen Verhältnis. Wird z.B. 0,5V als Messspannung verwendet, so ist die Grundgenauigkeit die Hälfte.

4.5 Messgenauigkeit

Die Messung von Impedanz und Phasenwinkel unterliegt einer gewissen Messungenauigkeit. Anhand der Genauigkeitstabelle im Datenblatt (siehe Abb. 4.5) kann die Mess-

4.5.1 Beispiel zur Bestimmung der Messgenauigkeit

Grundlage der Genauigkeitsberechnung ist immer die Tabelle des Datenblatts (siehe Abb. 4.5). Um die entsprechende Messgenauigkeit ausrechnen zu können, werden folgende Parameter des Bauteils benötigt (Arbeitspunkt

des Bauteils):

❙ Impedanz des Bauteils bei entsprechender Messfrequenz

❙ die Messfrequenz selbst.

Einstellen von Parametern

5 Einstellen von

Die Messgenauigkeit wird reduziert, wenn ein Bauelement außerhalb des optimalen Messbereichs gemessen wird.

Als Beispiel wird ein 10 pF Kondensator mit einer Impedanz

von 15 MΩ bei 1 kHz vermessen. Gültig ist in diesem Fall

die oberste Zeile der Genauigkeitstabelle:

Impedanz: 100 MΩ

4 MΩ

0,2% + I Z I / 1,5 GΩ

20 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz

Die Werte des Bauteils in o.g. Formel eingesetzt ergibt:

Genauigkeit

1,5 GΩ

Genauigkeit 1,5 x 109 Ω

Genauigkeit

1,5 x 103 Ω

Genauigkeit

1500 Ω

Genauigkeit

= 0,2% +

@1kHz

= 0,2% +

@1kHz

= 0,2% +

@1kHz

= 0,2% +

@1kHz

= 0,2% + 0,01

@1kHz

15 MΩ

15 x 10

15 Ω

Nach dem Einsetzen der Bauteilwerte und dem Ausrechnen der Formal, werden die Einheiten angepasst, da der zweite Summand einheitenlos ist:

Genauigkeit

= 0,2% + 0,01 = 0,2 + (0,01 x 100%) = 0,2% + 1% = 1,2%

@1kHz

Daraus folgt konkret für das Bauteil von 10pF:

1,2% von 10 pF sind 0,12 pF.

Somit liegt der angezeigte Messwert zwischen 10pF - 0,12pF = 9,88pF und 10pF + 0,12pF = 10,12pF.

Parametern

5.1 Werte-/Parametereingabe

Über die Tasten auf der Gerätevorderseite können die ein-

zelnen Funktionen und Betriebsarten des Messgerätes

ausgewählt werden. Zum Auswählen der Messfunktion

wird die entsprechende Funktionstaste betätigt. Ist eine

Messfunktion aktiv, wird dies durch das Leuchten der wei-

ßen LED gekennzeichnet. Nachfolgende Einstellungen

werden auf die ausgewählte Messfunktion bezogen.

Zur Einstellung von Parametern stehen drei Möglichkeiten

zur Verfügung:

❙ numerische Tastatur ❙ Drehgeber ❙ Pfeiltasten

Die Einstellung von Messgeräteparametern kann durch

Drücken der SELECT Taste 3 mit dem Aufruf der

Menüfunktionen SETUP, CORR, SYST und BIN (wird nur

bei eingebauten Binning-Interface HO118 angezeigt) erfol-

gen. Die dazugehörigen Untermenüs zu den Menüfunkti-

onen können mit den Tasten L-R/2 36, C-D/3 34, C-R/4

, R-Q/5 30 ausgewählt werden. Die entsprechenden Mess-

geräteparameter können dann je nach Funktion mit den

Pfeiltasten 7 und dem Drehgeber 6 eingestellt

werden. Durch Drücken des Drehgebers kann der ent-

sprechende Messgeräteparameter geändert (editiert) wer-

den. Dies wird im Display durch ein blinkendes „E“ (Edit)

angezeigt.

5.1.1 Drehgeber mit Pfeiltasten

Ist die jeweilige Menü-Funktion mit den Pfeiltasten ausge-

wählt, so kann durch Druck auf den Drehgeber der Editier-

modus aktiviert werden. Ist der Editiermodus aktiv (blin-

kendes „E“ auf dem Display), so kann mittels Drehgeber

der Parameter bzw. der Eingabewert gewählt werden. Die

Werteeingabe wird dabei schrittweise verändert und der

entsprechende Eingabeparameter wird unmittelbar einge-

stellt. Durch Rechtsdrehen des Drehgebers wird der Soll-

wert erhöht, durch Linksdrehen verringert. Durch erneu-

tem Druck auf den Drehgeber wird der Editiermodus deak-

tiviert und die Funktionsauswahl bestätigt. Mit den Pfeilta-

sten wird die jeweilige Menü-Funktion ausgewählt.

5.1.2 Numerische Tastatur

Die einfachste Weise einen Wert exakt und schnell

einzugeben ist die Eingabe über die numerische Tastatur

mit den Zifferntasten (0...9) und Punkttrennzeichen. Ist der

Editiermodus durch Druck auf den Drehgeber aktiv, so

kann durch die SELECT-Taste 3, der ENTER-Taste 25 oder

durch erneuten Druck auf den Drehgeber die manuelle

Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert

werden. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über

Einstellen von Parametern

die Zifferntasten der jeweilige Wert eingegeben werden kann (je nach Messgeräteparameter mit der zugehörigen Einheit). Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Vor Bestätigung des Parameters kann bei Falscheingabe der Wert durch die Pfeiltaste 7 gelöscht werden. Mit der Taste ESC kann die Eingabe von Parametern abgebrochen werden. Das Bearbeitungsfenster wird dadurch geschlossen.

Abb. 5.1: Nummerische Tastatur mit Funktionstasten

5.2 Auswahl der Messfunktion

Bei der LCR Messbrücke R&S®HM8118 können aus neun Messfunktionen zwei Parameter gleichzeitig gemessen und als Messwerte angezeigt werden. Der erste Parameter bezieht sich auf die „Hauptmesswertanzeige“ und der zweite Parameter auf die „Nebenmesswertanzeige“. In Abhängigkeit vom angeschlossenen Bauelement können folgende Haupt- und Nebenmesswertanzeigen eingeblendet werden:

L-Q

Induktivität L und Qualitätsfaktor (Güte) Q

L-R

Induktivität L und Widerstand R

C-D

Kapazität C und Verlustfaktor D

C-R

Kapazität C und Widerstand R

R-Q

Widerstand R und Qualitätsfaktor (Güte) Q

Z-

Scheinwiderstand (Impedanz) Z

und Phasenwinkel Θ

Y-

Scheinleitwert Y und Phasenwinkel Θ

R-X

Widerstand R und Blindwiderstand X

G-B

Wirkleitwert G und Blindleitwert B

N-

Transformator-Übersetzungsverhältnis N und

Phasenverschiebungswinkel Θ

Transformator-Gegeninduktivität M

Die gewünschte Messfunktion kann durch Betätigen der Tasten 29 bis 39 ausgewählt werden.

Im Automatik-Modus (Taste AUTO) schaltet die Messbrücke sowohl die Messfunktion (Taste 28 - 39), als auch das interne Ersatzschaltbild des Messkreises entsprechend der gemessenen Werte auf seriell (für induktive Last) bzw. parallel (für kapazitive Last) um.

6 Messwertanzeige

Die mit der LCR Messbrücke R&S®HM8118 gemessenen Werte können auf dem LCD-Display in drei verschiedenen Darstellungen angezeigt werden:

❙ Messwert ❙ absolute Messwertabweichung ∆ ABS oder ❙ relative Messwertabweichung ∆ % (in Prozent).

Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der Menüfunktion SETUP und der Einstellung DEV_M (für die „Hauptmesswertanzeige“) und DEV_S (für die „Nebenmesswertanzeige“) die Anzeige der Messwerte umgeschaltet werden. Ist die Funktion DEV_M bzw. DEV_S mit den Pfeiltasten ausgewählt, so kann durch Druck auf den Drehgeber der Editiermodus aktiviert werden. Ist der Editiermodus aktiv (blinkendes „E“ auf dem Display), so kann mittels Drehgeber die jeweilige Messwertanzeige gewählt werden. Durch erneutem Druck auf den Drehgeber wird der Editiermodus deaktiviert und die Funktionsauswahl bestätigt.

Auf dem Display wird der Hauptmesswert und Nebenmesswert mit Dezimalpunkt und den zugehörigen Einhei-

ten angezeigt. Die Auösung der Hauptmesswertanzeige

(L, C, R, G, Z oder Y) beträgt eine bzw. zwei oder drei Stellen vor dem Dezimalkomma und vier bzw. drei oder fünf

Stellen nach dem Dezimalkomma. Die Auösung der Nebenmesswertanzeige (D, Q, R, B, X oder Θ) ist eine bzw.

zwei oder drei Stellen vor dem Dezimalkomma und drei, vier oder fünf Stellen nach dem Dezimalkomma. Die Darstellung OVERRANGE wird auf dem Display angezeigt, wenn der Messwert außerhalb des eingestellten Messbereichs ist.

Zeigt die Messbrücke einen negativen Wert auf dem Display an, so sollte die Messfrequenz, die Messspannung und ggf. der Phasenwinkel des Bauteils überprüft werden. Liegt z.B. der Phasenwinkel eines Kondensators bei annährend 90°, so kann aufgrund der Messgenauigkeit ein negativer Anzeigewert resultieren. Negative Werte können z.B. bei Spuelen mit Kern auftreten (Fehlmessung durch Magnetisierung).

6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %)

Das „#“ Zeichen vor einem Messwert und das „%“ Zeichen hinter einem Messwert zeigen an, dass die relative

Messwertabweichung ∆ % (in Prozent) des gemessenen L,

C, R, G, Z oder Y Messwertes bzw. des D, Q, R, B, X oder Θ Messwertes von einem gespeicherten Messwert (Referenzwert) angezeigt wird.

6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#)

Das „#“ Zeichen vor einem Messwert zeigt an, dass die absolute Messwertabweichung ∆ ABS des gemessenen Messwertes, ähnlich wie bei ∆ %, von einem gespeicherten Messwert (Refe-

renzwert) angezeigt wird. Die Messwertabweichung wird in verwendbaren Einheiten (Ohm, Henry, usw.) angezeigt.

Einstellen von Parametern

6.3 Referenzwert (REF_M, REF_S)

Die Menü-Funktion REF_M bzw. REF_S erlaubt die Eingabe eines Referenzwertes, der als Grundlage für das Messergebnis „∆ %“oder „∆ ABS“ verwendet wird. Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der Menü-Funktion SETUP und der Einstellung REF_M (für die „Hauptmesswertanzeige“) und REF_S (für die „Nebenmesswertanzeige“) je ein Referenzwert eingegeben werden. Die zugehörigen Einheiten werden entsprechend der Auswahl der

Messfunktion für die Hauptmesswertanzeige (H, F, Ω oder S) bzw. für die Nebenmesswertanzeige (Ω, S oder °) auto-

matisch ausgewählt. Ein Referenzwert kann numerisch mit bis zu fünf Stellen nach dem Dezimalkomma eingegeben werden. Alternativ wird durch Drücken der TRIG Taste 27 eine Messung durchgeführt und der daraus resultierende Messwert als Referenzwert übernommen.

6.4 Messbereichswahl

Der Messbereich kann automatisch oder manuell gewählt werden. In manchen Anwendungsfällen ist es sinnvoll, die Messbereichsautomatik zu sperren, da es einen kompletten Messzyklus dauern kann, bis der richtige Messbereich gefunden wurde. Dies kann auch beim Wechsel von gleichartigen Bauelementen hilfreich sein. Die Messbrücke R&S®HM8118 schaltet dann automatisch in den Messbereich 6 und anschließend durch die Messbereichsautomatik wieder in den passenden Messbereich zurück, wenn ein Bauelement an das Gerät angeschlossen wird. Wenn die Messbereichsautomatik gesperrt ist und die Impedanz eines Bauelements mehr als 100mal dem Nennwert des Messbereichs entspricht, zeigt die Messbrücke einen OVERRANGE Messfehler an. Wenn dies geschieht, muss ein geeigneter Messbereich für die Messung ausgewählt werden. Durch Drücken der AUTO/HOLD Taste 17 kann zwischen automatischer- und manueller Messbereichswahl umgeschaltet werden

6.4.1 Automatische Messbereichswahl (AUTO)

Bei eingeschalteter Messbereichsautomatik wählt die Messbrücke entsprechend dem angeschlossenen Bauelement automatisch den Messbereich aus, der für eine genaue Messung am besten geeignet ist. Ein Wechsel in den nächst niedrigeren Messbereich erfolgt, wenn der

Messwert kleiner als 22,5% des gewählten Messbereichs ist oder 90% des Messbereichsendwerts übersteigt. Eine eingebaute Schalthysterese von ca. 10% verhindert ein

ständiges Umschalten des Messbereichs, wenn sich der Messwert in der Nähe der Umschaltgrenze eines Messbereichs bendet. Die folgende Tabelle zeigt die Umschaltgrenzen für den Wechsel des Messbereichs (wenn die Konstantspannung CST V ausgeschaltet ist):

Bei der Messung einer Induktivität im AUTO Modus kann es vorkommen, dass das R&S®HM8118 ständig den Messbereich wechselt. Dies beruht darauf, dass die Quellimpedanz vom gewählten Messbereich abhängt, so dass nach Messbereichswechsel der neu gemessene Wert außerhalb der 10%igen Hysterese liegt. In diesem Falle ist die manuelle Messbereichswahl zu empfehlen.

Messbereich Impedanz des Bauelements

1 bis 2 Z > 3, 00Ω 2 bis 3 Z > 100,00Ω 3 bis 4 Z > 1,60kΩ 4 bis 5 Z > 25,00kΩ 5 bis 6 Z > 1,00MΩ 2 bis 1 Z < 2,70Ω 3 bis 2

4 bis 3

5 bis 4

6 bis 5

Z < 90,00Ω

Z < 1,44kΩ

Z < 22,50kΩ

Z < 900,00kΩ

6.4.2 Manuelle Messbereichswahl

Die Messbrücke R&S®HM8118 besitzt 6 Messbereiche (1–

6). Die Messbereiche können manuell oder automatisch

vorgewählt werden. Die folgende Tabelle speziziert den

Quellwiderstand und die Impedanz des angeschlossenen

Bauelements für jeden Messbereich. Die angegebenen Be-

reiche sind Impedanz- und keine Widerstandsbereiche.

Kondensatoren bzw. Induktivitäten sind frequenzabhängige

Komponenten.

Messbereich

1 25,0 Ω 10,0 µΩ bis 3,0 Ω

2 25,0 Ω 3,0 Ω bis 100,0 Ω

3 400,0 Ω 100,0 Ω bis 1,6 kΩ

4 6,4 kΩ 1,6 kΩ bis 25,0 kΩ

5 100,0 kΩ 25,0 kΩ bis 2,0 MΩ

6 100,0 kΩ 2,0 MΩ bis 100,0 MΩ

Quellwiderstand

Impedanz des Bauelements

Die LCR Messbrücke R&S®HM8118 bildet kein 50Ω System, sondern verändert seinen Innenwiderstand in Abhängigkeit von Messfunktion und Messbereich. Jedes Kabel zeigt individuelle Verluste und verfälscht das eigentliche Messergebnis durch induktive und kapazitive Eingenschaften (vor allem durch die Länge). Die Eingangsimpedanz ändert sich in Abhängigkeit des gewählten Messbereichs und der angeschlossenen Lastimpedanz

zwischen 25Ω und 100kΩ.

Weiterhin ist die Impedanz von Kondensatoren umgekehrt

proportional zur Frequenz. Daher werden größere Konden-

satoren in den untereren Impedanz-Messbereichen ge-

messen. Der Messbereich kann sich daher für ein gegebe-

nes Bauelement ändern, wenn sich die Messfrequenz än-

dert. Wenn mehrere ähnliche Bauelemente zu messen sind,

kann die Messzeit verkürzt werden, in dem man bei ange-

schlossenem DUT (= Device Under Test) von der automa-

tischen in die manuelle Messbereichswahl mit der Taste

AUTO/HOLD 17 wechselt. Die Taste AUTO/HOLD erlischt.

Die manuelle Messbereichswahl sollte hauptsächlich bei

hochgenauen Messungen benutzt werden, um eventuelle

Messfehler durch Fehlbedienung und andere Unsicherhei-

ten zu vermeiden. Wenn möglich sollte mit eingeschalteter

Messbereichsautomatik gemessen werden.

Gerätefunktionen

Die manuelle Messbereichswahl wird über das SETUP Menü über die Funktion RNG aktiviert. Durch Druck auf den Drehgeber wird der Editiermodus aktiviert. Danach kann mittels Drehgeber der manuelle Messbereich festgelegt werden. Ist die manuelle Messbereichswahl aktiviert, so kann uum manuellen Wechsel in einen höheren Messbereich die Taste UP 18 betätigt werden. Zum manuellen Wechsel in einen niedrigeren Messbereich ist die Taste DOWN 19 zu betätigen.

6.5 Schaltungsart

Bei eingeschalteter automatischer Auswahl der Schaltungsart (durch Drücken der Taste AUTO 14) wählt die LCR-Messbrücke R&S®HM8118 entsprechend des angeschlossenen Bauelements automatisch die Schaltungsart (seriell bzw. parallel) aus, die für eine genaue Messung am besten geeignet ist. Die Schaltungsart kann auch manuell (durch Drücken der Taste SER 15 für seriell oder durch durch Drücken der Taste PAR 16 für parallel) ausgewählt werden.

Die Schaltungsart stellt das Ersatzschaltbild des MessStromkreises dar. Üblicherweise wird die Induktivität von Spulen in einer Reihenschaltung (seriell) gemessen. Doch es gibt Situationen, bei denen das parallele Ersatzschaltbild zur Messung der physikalischen Bestandteile besser geeignet ist. Dies ist z.B. bei Spulen mit „Eisenkern“ der Fall, bei denen die bedeutendsten Verluste „Kernverluste“ sind. Sind die bedeutendsten Verluste ohmsche Verluste oder Verluste in den Anschlussdrähten von bedrahteten Bauelementen, so ist eine Reihenschaltung als Ersatzschaltbild des Mess-Stromkreises besser geeignet. Im automatischen Modus wählt die Messbrücke das serielle Ersatzschaltbild

für Impedanzen unter 1kΩ und das parallele Ersatzschaltbild für Impedanzen über 1kΩ.

7 Gerätefunktionen

Durch Druck auf die Taste SELECT wird das Hauptmenü geöffnet. Über das Hauptmenü kann über die numerische Tastatur auf die Untermenüs SETUP, CORR und SYST zugegriffen werden.

7.1 SETUP Menü

Abb. 7.1: Displayanzeige der Menüfunktion SETUP

7.1.1 Messfrequenz FRQ

Die LCR-Messbrücke R&S®HM8118 verfügt über einen Messfrequenzbereich von 20 Hz bis 200 kHz (in 69 Stufen) mit einer Grundgenauigkeit von 100 ppm. Die 69-Stufen des Messfrequenzbereiches sind wie folgt:

Messfrequenzen

20Hz 90Hz 500Hz 2,5kHz 12kHz 72kHz

24Hz 10 0Hz 600Hz 3,0kHz 15kHz 75kHz

25Hz 120 Hz 720Hz 3,6kHz 18kHz 80kHz

30Hz 150Hz 750Hz 4,0kHz 20kHz 90kHz

36Hz 180Hz 800Hz 4,5kHz 24kHz 100kHz

40Hz 200Hz 900Hz 5,0kHz 25kHz 120 kHz

45Hz 240Hz 1,0kHz 6,0kHz 30kHz 150kHz

50Hz 250Hz 1,2k Hz 7,2kHz 36kHz 180kHz

60Hz 300Hz 1,5kHz 7,5kHz 40kHz 200kHz

72Hz 360Hz 1,8kHz 8,0kHz 45kHz

75Hz 400Hz 2,0kHz 9,0kHz 50kHz

80Hz 450Hz 2,4kHz 10kHz 60kHz

Die Messfrequenz kann entweder im SETUP-Menü über FRQ oder über die Taste FREQ 8 mit dem Drehgeber 6 oder den Tas ten 7 eingestellt werden. Ist die automatische Messbereichswahl aktiviert (AUTO 17) und

und die Impedanz überschreitet einen Wert von 1000 Ω,

so kann es durch einen Wechsel der Messfrequenz auch zu einem Wechsel der Schaltungsart kommen (seriell bzw. parallel). Bei hohen Impedanzen und einer Netzfrequenz von 50 Hz/60 Hz kann es bei einer Messfrequenz von 100 Hz/120 Hz zu einer instabilen Messwertanzeige aufgrund von Überlagerungen mit der Netzfrequenz kommen. Daher ist in Abhängigkeit von der Netzfrequenz eine andere Messfrequenz zu wählen.

7.1.2 Spannung LEV

Die LCR Messbrücke HM8118 erzeugt eine sinusförmige Messwechselspannung im Bereich von 50 mV

bis 1,5 V

eff

Gerätefunktionen

mit einer Auösung von 10 mV

. Die Messwechselspan-

eff

nung kann entweder im SETUP-Menü über LEV oder über die Taste LEVEL 9 mit dem Drehgeber 6 oder den Pfeiltasten 7 eingestellt werden. Mit den Pfeiltasten kann die zu verändernde Dezimalstelle gewählt werden. Über das SETUP-Menü kann die Messwechselspannung zusätzlich über die die numerische Tastatur eingestellt wer-

den. Die Genauigkeit der Amplitude beträgt ±5 %. Diese

Spannung wird an das Bauelement über einen Quellwiderstand angelegt. Je nach Impedanz des angeschlossenen Bauelements wird der Quellwiderstand automatisch nach der folgenden Tabelle ausgewählt. Der Quellwiderstand ist abhängig vom ausgewählten Messbereich.

Impedanz des Bauelements Quellwiderstand

10,0 µΩ bis 3,0 Ω 25,0 Ω

3,0 Ω bis 100,0 Ω 25,0 Ω

100,0 Ω bis 1,6 kΩ 400,0 Ω

1,6 kΩ bis 25,0 kΩ 6,4 kΩ

25,0 kΩ bis 2,0 MΩ 100,0 kΩ

2,0 MΩ bis 100,0 MΩ 100,0 kΩ

7.1.3 Vorspannung / Vorstrom BIAS

Für Messungen mit Vorstrom oder externer Vorspannung muss die Konstantspannung (Funktion CST V) eingeschaltet sein.

Um eine Aussage darüber treffen zu können, wie sich ein Bauteil in der späteren Schaltung verhalten wird, kann zur Messung einen DC-BIAS vorgegeben werden, welcher der späteren Versorgungsspannung (-strom) entspricht.

L-Q) ist nur ein interner Vorstrom verfügbar, welcher von 0

bis +200 mA (DC) mit einer Auösung von 1mA eingestellt

werden kann. Ein externer Vorstrom ist in diesem Fall nicht

möglich. Über die Taste BIAS 10 wird der Wert für die Vor-

spannung bzw. den Vorstrom eingestellt. Durch erneu-

ten Druck auf die BIAS Taste wird die Werteeingabe ab-

geschlossen. Die Höhe der Vorspannung / des Vorstroms

kann mit dem Drehgeber 6 und den Pfeiltasten

(Dezimalstelle) eingestellt werden. Um die interne Vorspannung bzw. den Vorstrom (BIAS) einzuschalten, ist die Taste BIAS / 26 zu betätigen. Bei eingeschalteter Vorspannung bzw. eingeschaltetem Vorstrom leuchtet die Taste BIAS / . Wird die Taste BIAS / ein weiteres Mal betätigt, wird die Vorspannung / der Vorstrom abgeschaltet und die Taste erlischt.

Die Fehlermeldung „DCR too high“ bedeutet, dass der angeschlossene Prüing einen zu hohen Widerstand für den eingestellten Vorstrom aufweist. In diesem Fall kann der Vorstrom nicht aktiviert werden.

Beispiel für interne BIAS Vorspannung:

Unipolare Kondensatoren müssen mit der richtigen Polarität angeschlossen werden, d.h. der positive Pol des Kondensators muss an den linken Kontakt und der negative Pol an den rechten Kontakt angeschlossen werden. Die Vorspannung (BIAS) ist nur bei der Kapazitätsmessung verfügbar.

In diesem Beispiel wurde ein 1000µF (20V) Elektrolytkondensator mit einer Messspannung von 5kHz vermessen. Als Funktion wird der C-R Modus aktiviert und der Wert für die interne Vorspannung über die Taste BIAS 10 mittels Drehgeber 6 bzw. den Pfeiltasten 7 (Dezimalstelle) eingestellt. Mit der Taste BIAS / 26 wird die interne BIAS Vorspannung aktiviert. .

Abb. 7.2: Konstantspannung CST_V aktiviert

Die BIAS Funktion bietet die Möglichkeit, der AC Messwechselspannung eine Gleichspannung (DC) zu überlagern. Bauelemente, wie z.B. Elektrolyt- oder Tantalkondensatoren, benötigen für eine korrekte Messung eine positive Vorspannung. Die interne Vorspannung von 0 bis +5 VDC, mit

einer Auösung von 10 mV oder eine externe Vorspannung

von 0 bis zu +40 VDC / 0,5A durch ein externes Netzteil (Geräterückseite), ermöglichen realitätsbezogene Messungen durchzuführen (Funktion C-R / C-D). Die interne Vorspannung dient außerdem auch für Messungen an Halbleiterbauelementen. Für Induktivitätsmessungen (Funktion L-R /

Spulen müssen vor dem Entfernen entladen werden, d.h. nach Abschalten des Vorstroms muss eine Entladezeit abgewartet werden, bevor das Bauelement vom Messgerät getrennt wird. Während des Entladevorgangs wird im LCD Display „Please wait...“ angezeigt. Der Vorstrom (BIAS) ist nur bei der Induktivitätsmessung verfügbar.

Abb. 7.3: Interne BIAS Vorspannung

Beispiel für externe BIAS Vorspannung:

Abb. 7.4: Anschlüsse für externe BIAS Vorspannung

Gerätefunktionen

Der Unterschied zur internen Vorspannung ist in diesem Beispiel das Einspeisen einer externen DC Vorspannung auf der R&S®HM8118 Geräterückseite. Bauteil und Messmodus sind identisch zum Beispiel mit interner Vorspannung. Die externe DC Vorspannung wird in diesem Beispiel über ein Netzgerät (hier: R&S®HMP2020) in das HM8118 eingespeist. Die Spannung wird am Netzgerät auf 20V gesetzt und der Strom auf 250mA limitiert.

Abb. 7.5: Externe BIAS Vorspannung einstellen

Als Funktion wird ebenfalls der C-R Modus aktiviert und der Spannungswert über die Taste BIAS 10 mittels Drehgeber 6 bzw. den Pfeiltasten 7 (Dezimalstelle) eingestellt. Durch Druck auf die Taste BIAS MODE 24 wird die Funktion EXT (= extern) mit dem Drehgeber ausgewählt. Mit der Taste BIAS / 26 wird die externe BIAS Vorspannung aktiviert.

Abb. 7.7: Maximal einstellbarer Vorstrom in Verbindung mit der

angeschlossenen Last (typische Kurve)

7.1.4 Messbereich RNG

Der Messbereich kann automatisch oder manuell gewählt werden. Bei einem Messbereichswechsel wird die interne Messschaltung (Ersatzschaltung) geändert und interne Relais werden geschaltet. Der Messbereichswechsel hängt somit von mehreren Faktoren, wie z.B. Phasenwinkel, Impedanz, gemessener Wert etc., ab.

Der Messbereich kann manuell im Bereich von 3 Ω bis 500 kΩ mit dem Drehgeber 6 eingestellt werden. Dazu

wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion RNG gewählt, der Drehgeber gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Messbereich gewählt. Durch einen erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Werteauswahl bestätigt. Über die Taste AUTO/HOLD kann danach zwischen automatischer (Taste AUTO/HOLD leuchtet) und manueller Messbereichswahl umgeschaltet werden.

Abb. 7.6: Externe BIAS Vorspannung aktivieren

Beispiel für internen BIAS Vorstrom:

Die Vorgehensweise bei einem internen Vorstrom ist ähnlich zur internen Vorspannung. In diesem Fall wird die Funktion L-R oder L-Q gewählt und eine beliebige Induktivität an die Messbrücke angeschlossen. Der Wert für den internen Vorstrom wird über die Taste BIAS 10 mittels Drehgeber 6 bzw. den Pfeiltasten 7 (Dezimalstelle) eingestellt. Mit der Taste BIAS / 26 wird der interne BIAS Vorstrom aktiviert.

Abb. 7.7 zeigt beispielhaft eine typische Kurve eines maximal einstellbaren Vorstroms in Verbindung mit einer angeschlossenen Last.

Pendelt das Messgerät permanent zwischen zwei Messbereichen (Grenzbereich der Messbereichsautomatik) bzw. ist das zu messende Bauteil bekannt, so ist die manuelle Messbereichswahl zu wählen (siehe Kap. 6).

7.1.5 Messgeschwindigkeit SPD

Die Messgeschwindigkeit lässt sich in drei Stufen einstellen:

❙ SLOW (langsam), ❙ MED (mittel) ❙ FAST (schnell).

Zur Einstellung der Messgeschwindigkeit wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion SPD gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Messgeschwindigkeit gewählt. Durch einen erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

Gerätefunktionen

Die Anzahl der Messungen bei kontinuierlicher Triggerung (CONT) betragen etwa 1,5 pro Sekunde bei SLOW, 8 pro Sekunde bei MED oder 14 pro Sekunde bei FAST. Die Einstellung ist ein Kompromiss zwischen Messgenauigkeit und Messgeschwindigkeit. Eine niedrige Messgeschwindigkeit (SLOW) bedeutet eine höhere Messgenauigkeit, eine hohe Messgeschwindigkeit (FAST) entsprechend eine niedrige Messgenauigkeit. Bei sehr niedrigen Messfrequenzen wird die Messgeschwindigkeit automatisch reduziert.

7.1.6 Triggerung TRIG

Hier können die Triggerquelle und Triggerbetriebsart ausgewählt werden. Folgende Triggerbetriebsarten und Triggerquellen sind auswählbar:

❙ CONT (kontinuierlicher Trigger):

Eine neue Messung wird automatisch am Ende einer vorhergehenden Messung durchgeführt.

❙ MAN (manueller Trigger):

Eine Messung wird zu dem Zeitpunkt durchgeführt, an dem die TRIG / UNIT Taste 27 gedrückt wird. Auf dem Bildschirm wird die aktivierte manuelle Triggerfunktion mit TGM gekennzeichnet.

❙ EXT (externer Trigger):

Eine Messung wird zu dem Zeitpunkt durchgeführt, an dem eine steigende Flanke am externen Triggereingang anliegt (TTL Pegel +5V). Während einer Messung werden alle möglichen Signale am Triggereingang so lange ignoriert, bis die aktuelle Messung vollständig beendet ist. Wenn eine Messung ausgelöst wurde, leuchtet die TRIG Taste 27 auf. Auf dem Bildschirm wird die aktivierte externe Triggerfunktion mit TGE gekennzeichnet. Für jede ausgelöste Triggerung wird eine einzelne Messung durchgeführt.

Zeigt das Messgerät einen leeren Bildschirm (bzw. Striche „- - -“) ohne Messwerte, so wurde noch kein Triggerereignis / keine Messung ausgelöst oder die gewählte Messfunktion ist falsch gewählt

7.1.7 Verzögerung DELAY

Die Funktion DELAY beschreibt die Triggerverzögerungszeit. Diese kann im Bereich von 0ms bis 40000ms (40s) eingestellt werden. Zur Einstellung der Triggerverzögerungszeit wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten

7 die Funktion DELAY gewählt, der Drehgeber

gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Triggerverzögerungszeit gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.

7.1.8 Mittelwertbildung AVG

Wenn die Funktion Mittelwert AVG aktiviert ist, wird aus mehreren Einzelmessungen entsprechend der eingestellten Periode ein Mittelwert gebildet. Zur Anzahl der Messperioden für die Mittelwertbildung wird im SETUP Menü mit

den Pfeiltasten 7 die Funktion AVG gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Mittelwertbildung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Die Anzahl der Messperioden für die Mittelwertbildung kann im Bereich von 2 bis 99 oder auf MED (mittel) eingestellt werden. Die Einstellung MED (mittel) ist ein mittlerer Berechnungsmodus. Die Messbrücke HM8118 führt hierbei 6 Messungen nacheinander durch, verwirft die niedrigsten und höchsten Messwerte und bildet einen Mittelwert auf Basis der vier verbleibenden Messungen. Diese Art der Mittelwertbildung blendet einzelne falsche Messungen aus. Ist die Mittelwertbildung eingeschaltet, so wird dies im Display durch das Symbol „AVG“ angezeigt. Die Mittelwertbildung kann auch bei manueller oder externer Triggerung verwendet werden. Die Anzahl der Messungen pro ausgelöster Triggerung wird dann jedoch von der eingestellten Anzahl der Mittelwerte (Perioden) vorgegeben.

Wird z.B. ein Bauelement in einen Messadapter eingesetzt, so ist im Allgemeinen die erste Messung falsch und unterscheidet sich von den weiteren Messungen deutlich. Dadurch wird z.B. diese erste falsche Messung verworfen, um eine fehlerhafte Anzeige von Messwerten durch die Messung von Einschwingvorgängen zu vermeiden.

7.1.9 Testsignalpegelanzeige Vm (Messspannung) / Im (Messstrom)

Mit der Funktion Vm/Im kann die Anzeige der am angeschlossenen Bauelement gemessenen Spannung sowie die Anzeige des gemessenen Stromes, der durch das angeschlossene Bauelement ießt, ein- (ON) und ausgeschaltet werden (OFF). Dazu wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion Vm/Im gewählt, der Drehgeber gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die Funktion aktiviert bzw. deaktiviert. Durch einen erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

7.1.10 Guarding GUARD

Bei aktivierter GUARD Funktion werden die Schirmmäntel der BNC-Anschlüsse 20 ... 23 mit einem internen Generator verbunden und mit einer Nachbildung der Messspannung gespeist, wodurch in bestimmten Grenzen die Kapazität der Kabel eliminiert wird, die sonst zu fehlerhaften Kapazitätsmessungen führen würden. Die GUARD Funktion wird bei niedrigen Spannungen verwendet. Folgende Einstellungsmöglichkeiten stehen zur Verfügung:

❙ OFF (aus):

Guarding wird nicht verwendet; der Schirmmantel der BNC-Anschlüsse wird mit Massepotential verbunden.

❙ DRIVE (gesteuert):

Der Schirmmantel der BNC-Anschlüsse werden mit dem internen Generator mit LOW DRIVE Potential verbunden.

Gerätefunktionen

❙ AUTO (automatisch):

Die Außenkontakte der BNC-Anschlüsse sind bei Frequenzen unterhalb 100 kHz und bei den Messbereichen 1 bis 4 mit Erdpotential verbunden; bei Frequenzen über 100 kHz und den Messbereichen 5 oder 6 werden die Außenkontakte der BNC-Anschlüsse mit einer aktiven Schutzspannungsquelle (zur Potentialsteuerung) verbunden.

Die GUARD Funktion sollte aktiviert werden, wenn Messadapter mit hoher Kapazität (z.B. R&S®HZ184) verwendet werden. Sollte

der Prüing Impedanzen über 25kΩ bei Frequenzen über 100kHz

aufweisen, so ist die GUARD Funktion ebenfalls zu empfehlen.

Zur Einstellung der GUARD Funktion wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion GUARD gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte GUARD Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

Die GUARD Funktion des R&S®HM8118 ist nicht mit der 4TP Funktion (= Four Terminal Pair) von anderen Messgeräte-Herstellern zu vergleichen. Bei der 4TP Funktion wird vereinfacht der Messstrom durch den Schirm der Messleitung zurückgeführt, wodurch sich die elektromagnetischen Abstrahlungen des Hin- und Rückleiters fast aufheben und dadurch das Problem der elektromagnetischen Kopplungen zu einem großen Teil gelöst wird. Dies funktioniert bei der zum R&S®HM8118 mitgelieferten KelvinMessleitung nicht, da diese nicht passend konfektioniert ist (die Schirme müssten dazu möglichst nah an der Messstelle kurzgeschlossen werden). Das HM8118 benutzt eine

5 Leiter Konguration (5 terminal conguration / 5T) und

unterstützt die 4TP Funktion nicht.

7.1.11 Abweichung DEV_M

Mit der Funktion DEV_M kann die Anzeige der Messwert-

abweichung der Hauptanzeige (Main) in Δ % (Prozent) oder Δ ABS (Absolut) bezogen auf den Referenzwert REF_M

ein- bzw. ausgeschaltet (OFF) werden. Zur Anzeigeeinstellung der Messwertabweichung wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion DEV_M gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Weitere Informationen zur Messwertabweichung siehe Kap. 6.

7.1.12 Referenz REF_M

Mit der Funktion REF_M kann ein Messwert als Referenzwert in den Referenzspeicher M (Main) gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert können H, mH, µH,

nH, F, mF, µF, nF, pF, Ω, mΩ, kΩ, MΩ, oder S, kS, mS, µS,

nS, pS gewählt werden. Zur Einstellung des Referenzwertes wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion REF_M gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die nu-

mersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Solange dieses Feld aktiviert ist, kann auch durch Betätigen der TRIG Taste 27 der Wert des DUT (= Device Under Test) als Referenz übernommen werden. Weitere Informationen zum Referenzwert siehe Kap. 6.

7.1.13 Abweichung DEV_S

Mit der Funktion DEV_S kann die Anzeige der Messwertabweichung der Nebenwertanzeige (Sub) in Δ % (Prozent) oder Δ ABS (Absolut) bezogen auf den Referenzwert REF_S ein- bzw. ausgeschaltet (OFF) werden. Zur Anzeigeeinstellung der Messwertabweichung wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion DEV_S gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Weitere Informationen zur Messwertabweichung siehe Kap. 6.

7.1.14 Referenz REF_S

Hier kann ein Messwert des Verlustfaktors bzw. Qualitätsfaktors (Güte) als Referenzwert in den Referenzspeicher S gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert kön-

nen Ω, mΩ, kΩ, MΩ, S, kS, mS, µS, nS, pS oder ° gewählt

werden. Zur Einstellung des Referenzwertes wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion REF_M gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Solange dieses Feld aktiviert ist, kann auch durch Betätigen der TRIG Taste 27 der Wert des DUT (= Device Under Test) als Referenz übernommen werden. Weitere Informationen zum Referenzwert siehe Kap. 6.

7.1.15 Konstantspannung CST V

Mit der Funktion CST V kann die Konstantspannung (AC) ein- (ON) bzw. ausgeschaltet (OFF) werden. Aufgrund des Quellwiderstands erfordern manche Tests das Ver-

wenden einer spezischen Messspannung, die mit dem

normalen Quellwiderstand des jeweiligen Messbereichs nicht möglich ist. Zur Aktivierung der Konstantspannung wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion CST V gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

Für Messungen mit BIAS Vorstrom oder externer BIAS Vorspannung muss die Konstantspannung (CST V) eingeschaltet sein.

Gerätefunktionen

Ist die Konstantspannung aktiviert (ON), so wird der

Quellwiderstand auf 25 Ω voreingestellt. Die am

Bauelement anliegende Spannung ist dann für alle Bauelemente, deren Impedanz wesentlich größer ist als

25 Ω, fast konstant. Wenn bei der Messbrücke der

Konstantspannungsbetrieb eingeschaltet ist, ändert sich (je nach Impedanz des angeschlossenen Bauelements) der Messbereich, um eine Überlastung der Messbrücke zu vermeiden. Jedoch verringert sich im Konstantspannungsbetrieb die Genauigkeit um den Faktor 2. Die folgende Tabelle zeigt die Impedanzmessbereiche bei eingeschaltetem Konstantspannungsbetrieb (CST V ON):

Messbereich

1 25 Ω 10.0 µΩ bis 3.0 Ω 2 25 Ω 3.0 Ω bis 100.0 Ω 3 25 Ω 100.0 Ω bis 1.6 kΩ 4 25 Ω 1.6 kΩ bis 25.0 kΩ 5 25 Ω 25.0 kΩ bis 2.0 MΩ 6 25 Ω 2.0 MΩ bis 100,0 MΩ

QuellWiderstand

Impedanz des Bauelements

Die folgende Tabelle zeigt die Änderung der Impedanzbereiche bei ausgeschaltetem Konstantspannungsbetrieb (CST V OFF):

Messbereich Impedanz des Bauelements

1 bis 2 2 bis 3 3 bis 4 4 bis 5 5 bis 6 2 bis 1 3 bis 2 4 bis 3 5 bis 4 6 bis 5

> 3.33 Ω

> 400.00 Ω

> 6,67 kΩ

> 100.00 kΩ

> 2.22 MΩ

< 2.7 Ω

< 324.0 Ω

< 5.4 kΩ

< 81.0 kΩ

< 1,8 MΩ

Unter bestimmten Bedingungen wird im Display „OVERRANGE“ angezeigt. Dies kann vorkommen, wenn bei der Messbrücke der Konstantspannungsbetrieb eingeschaltet und die manuelle Messbereichswahl ausgewählt ist. Um dies zu umgehen, wird in einen höheren Messbereich gewechselt oder die automatische Messbereichswahl gewählt.

7.2 CORR Menü

7.2.1 Abgleich

Vor Messbeginn mit Messzubehör sollte ein Abgleich durchgeführt werden, um systembedingte Messfehler zu vermeiden. Mit einem Abgleich können auch Messleitungen und andere parasitäre Effekte (kapazitive Impedanzen) kompensiert werden. Um eine möglichst hohe Messgenauigkeit zu erreichen, sollte der Abgleich unter den gleichen Bedingungen wie die spätere Messung des Bauelements erfolgen (z.B. sollte die Anordnung der Messleitungen nach dem Abgleich nicht verändert werden). Außerdem sollten die Messleitungen frei liegen, d.h. es sollten sich weder Hände noch metallische Gegenstände in der Nähe be-

nden, die die Messung beeinussen könnten. Folgende

Abgleich-Auswahlmöglichkeiten stehen im CORR Menü zur Verfügung:

❙ OPEN:

Ein Leerlaufabgleich wird durchgeführt, um parasitäre Effekte (Impedanzen) aufgrund der Messzubehör-Verbindungen zum Bauelement zu kompensieren. Um den Leerlaufabgleich durchzuführen, dürfen nur die am Ende offenen Messleitungen ohne Bauelemente angeschlossen

sein. Der Leerlaufabgleich ist für Impedanzen größer 10kΩ

möglich.

❙ SHORT:

Ein Kurzschlussabgleich wird durchgeführt, um parasitäre Effekte (Impedanzen) aufgrund der Messzubehör-Verbindungen zum Bauelement zu kompensieren. Um den Kurzschlussabgleich durchzuführen, dürfen nur die am Ende kurzgeschlossenen Messleitungen ohne Bauelemente angeschlossen sein. Der Kurzschlussabgleich ist für

Impedanzen bis zu 15Ω und Widerstände bis 10Ω möglich.

❙ LOAD:

Ein Abgleich mit Anpassung (Abgleich einer bekannten Last-Impedanz) ist geeignet, um gemessene Impedanzen vor der eigentlichen Messung mit einzukalibrieren. Der Abgleich bei bekannter Last wird nach Wahl der Messfunktion 28 ... 39 (z.B.

L-Q

) getrennt für die Hauptanzeige LOADM (Main) und Nebenanzeige LOADS (Sub) eingegeben und sollte möglichst nahe an dem erwarteten Messwert des DUT (= Device Under Test) liegen. Der Abgleich bekannter Last ist für Impedanzen und Widerstände innerhalb des Messbereichs möglich.

Um einen Abgleich durchführen zu können, wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten 7 die jeweilige Abgleichfunktion gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung (ON/OFF) gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Über die Funktion MODE kann ausgewählt werden, ob der OPEN bzw. SHORT Abgleich nur für die aktuell eingestellte Messfrequenz (SGL) oder über alle 69 Frequenzstufen (ALL) durchgeführt werden soll (ab Firmware Version 1.35 möglich).

Abb. 7.8: Displayanzeige der Menüfunktion CORR

Ist im CORR Menü die jeweilige Abgleichfunktion aktiviert (ON) und die Frequenzstufe(n) ausgewählt, so kann der Abgleich über die Tasten OPEN 11, SHORT 12 oder LOAD 13 gestartet werden. Ein Abgleich über alle 69 Frequenzstu-

Gerätefunktionen

fen dauert etwa 90 Sekunden. Nach erfolgreichem Abgleich ertönt ein kurzer Signalton. Bei nicht erfolgreichem Abgleich wird eine Fehlermeldung im Display dargestellt.

Bei einem Abgleich mit bekannter Last wird in beide Referenzspeicher (LOADM und LOADS) ein Wert eingegeben (z.B. der Wert für die erwartete Induktivität in LOADM und der erwartete Gütewert in LOADS). Dieser ist jeweils nur für die eingestellte Messfrequenz gültig.

7.2.2 NUM

Mit der Funktion NUM kann eine von 5 möglichen Lastimpedanzen (LOAD) ausgewählt werden. Zur Auswahl der Lastimpedanz wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten

7 die Funktion NUM gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Lastimpedanz gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

7.2.3 Messfrequenz FRQ

Mit der Funktion FRQ kann die Messfrequenz der Lastimpedanz (LOAD) im Bereich von 20Hz bis 200kHz eingestellt werden. Zur Auswahl der Messfrequenz wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion FRQ gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Messfrequenz gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

7.2.4 Funktion FUNC

Mit der Funktion FUNC können die Messfunktion für die Lastimpedanz LOADM und LOADS ausgewählt werden. Folgende Funktionen können gewählt werden:

Ls-Q, Lp-Q, Ls-Rs, Lp-Rp, Cs-D, Cp-D, Cs-Rs, Cp-Rp, Rs-Q, Rp-Q, Z-Θ, Y-Θ,

R-X G-B

Zur Auswahl der Messfunktion wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion FUNC gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Funktion gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

7.2.5 Korrekturfaktoren LOADM / LOADS

Mit der Funktion LOADM (Hauptmesswertanzeige) kann ein Referenzwert für die Lastimpedanz LOAD in den Referenzspeicher LOADM gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert können in Abhängigkeit des Para-

meters FUNC H, mH, µH, nH, F, mF, µF, nF, pF, Ω, mΩ, kΩ, MΩ, oder S, kS, mS, µS, nS, pS gewählt werden. Zur Ein-

stellung des Referenzwertes wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion LOADM gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Wer-

teeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.

Für Hameg Zubehör ist die Funktion LOADM bzw. LOADS nicht notwendig. Hier ist der normale OPEN-/SHORT-Abgleich ausreichend

Mit der Funktion LOADS (Nebenmesswertanzeige) kann ein Referenzwert für die Lastimpedanz LOAD in den Referenzspeicher LOADS gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert können in Abhängigkeit von dem Para-

meter FUNC Ω, mΩ, kΩ, MΩ, S, kS, mS, µS, nS, pS oder °

gewählt werden. Zur Einstellung des Referenzwertes wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion LOADS gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.

Bei einem Abgleich mit Anpassung wird in beide Referenzspeicher (LOADM und LOADS) ein Wert eingegeben (z.B. bei einem reellen Widerstand für LOADM der Wert des Widerstandes und für LOADS der Wert „0“).

Die Parameter LOADM und LOADS können verwendet werden, wenn ein angeschlossener Messadapter schwierig abzugleichen ist oder über lange Messleitungen an die Messbrücke angeschlossen ist. In diesem Fall ist ein Leerlauf-/Kurzschlussabgleich nicht vollständig möglich, weil das tatsächliche Ersatzschaltbild des Messadapters nicht mit einer einfachen Ersatzschaltung von der Messbrücke kompensiert werden kann, wodurch sich die Messbrücke

in einem unabgeglichenen Zustand benden kann. Der

Benutzer kann hierbei den Messfehler mit einer bekannten Impedanz bei einer gegebenen Frequenz ausgleichen. Wird der Abgleich mit bekannter Last (LOAD) aktiviert, so korrigiert die Messbrücke den Messwert der angeschlossenen Impedanz in Bezug auf drei Impedanzen:

❙ Kurzschlussimpedanz, ❙ Leerlaumpedanz ❙ Lastimpedanz

Es können bis zu 5 unterschiedliche Referenzwerte für die Lastimpedanz verwendet werden, die mit dem Parameter NUM ausgewählt werden können. Eine Impedanz entspricht immer einer Gruppe von Parametern: einer Zahl, einer Frequenz, einer Funktion und selbstverständlich die bekannten Parameter der Impedanz.

Die Impedanz wird nach dem Abgleich mit Anpassung (LOAD) zur gemessenen Impedanz kurzgeschlossen, um

Gerätefunktionen

mit der Lastimpedanz-Korrektur zu messen. Die Korrektur mit einer Lastimpedanz ist am wirkungsvollsten, wenn die Lastimpedanz nahe an der gemessenen Impedanz liegt. Wenn der Abgleich mit Anpassung (LOAD) eingeschaltet ist (Parameter LOAD auf „ON“), wird die Lastimpedanz-Korrektur automatisch aktiviert, wenn die eingestellte Messfrequenz mit der Messfrequenz der Lastimpedanz LOAD, die unter den 5 Gruppen von Parametern für die Lastimpedanz-Korrektur gespeichert ist, gleich ist. Daher sollten die 5 Gruppen von Parametern für die Lastimpedanz-Korrektur unterschiedliche Frequenzen aufweisen.

7.3 Menüfunktion SYST

Abb. 7.9: Displayanzeige der Menüfunktion SYST

Schnittstelle kann bei aktiviertem TALK ONLY Funktion nur Senden, nicht antworten.

7.3.4 Datenübertragungsgeschwindigkeit BAUDS

Die Funktion BAUDS zeigt die Datenübertragungsgeschwindigkeit der seriellen RS-232 Schnittstelle. Die Baudrate ist nicht variabel und beträgt 9600 Bit/s.

7.3.5 Netzfrequenz MAINS FRQ

Mit der Funktion MAINS FRQ wird die vorhandene Netzfrequenz 50 Hz oder 60 Hz für die interne Frequenzunterdrückung eingestellt. Zur Auswahl der Netzfrequenz wird im SYST Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion MAINS FRQ gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Netzfrequenz (50Hz / 60Hz) gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

7.3.6 Geräteinformationen INFO

Die Funktion INFO zeigt Informationen über die FirmwareVersion, die Hardwareversion des FPGAs sowie das Abgleichdatum und die Seriennummer der Messbrücke. Zur Auswahl des Menüpunktes wird im SYST Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion INFO gewählt.

7.3.1 Kontrast CONTRAST

Mit der Funktion CONTRAST kann der Kontrast des Displays im Bereich von 35 bis 55 eingestellt werden. Zur Auswahl des Bildschirmkontrastes wird im SYST Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion CONTRAST gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Kontrasteinstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.

7.3.2 Tastenton KEY BEEP

Mit der Funktion KEY BEEP kann der Tastenton ein- (ON) bzw. ausgeschaltet werden (OFF). Zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Tastentons wird im SYST Menü mit den Pfeiltasten 7 die Funktion KEY BEEP gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.

7.3.3 TALK ONLY

Mit der Funktion TALK ONLY kann die „Talk Only“ Betriebsart der Schnittstelle ein- (ON) bzw. ausgeschaltet werden (OFF). Zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der „talk Only“ Betriebsart wird im SYST Menü mit den Pfeiltasten

7 die Funktion TALK ONLY gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Die

7.4 Speichern / Laden von Einstellungen

Die aktuellen Messgeräteparameter (Einstellungen) können durch Drücken der RECALL/STORE Taste 41 von den Speicherplätzen 0 bis 8 geladen bzw. in einem nichtüchtigen Speicher auf den Speicherplätzen 0 bis 8 gespeichert werden. Wird der Speicherplatz 9 ausgewählt, werden die Werkseinstellungen geladen (Reset). Dies beeinusst jedoch nicht die gespeicherten Parameter in den Speicherplätzen 0 bis 8. Nach dem Einschalten werden die Messgeräteparameter vom Speicherplatz 0 geladen. Durch wiederholtes Drücken der RECALL/STORE Taste 41 kann zwischen Speichern und Laden von Messgeräteparametern umgeschaltet werden. Mit ESC oder erneutem Druck auf die RECALL/STORE Taste 41 kann das Menü wieder geschlossen werden.

7.5 Werkseinstellungen

Frequenz FRQ 1,0 kHz Level LEV 1,00 V Vorspannung BIAS OFF Messbereich RNG AUTO Messgeschwindigkeit SPD SLOW NUM 1 FUNC AUTO Abgleich OPEN ON Abgleich SHORT ON Abgleich LOAD OFF Triggerung TRIG CONT Verzögerung DELAY 0ms Mittelwert AVG 1 Spannung / Strom Vm/Im OFF Guarding GUARD OFF Abweichung DEV_M OFF Referenz REF_M 0,00000 H / mH / µH / nH / F

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Rohde&Schwarz HM8118 User Manual

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual

Wichtige Hinweise

1.1 S ymbo l e

1.2 Auspacken

1.3 Aufstellen des Gerätes

1.4 Sicherheit

1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb

1.8 Wartung

1.6 Umgebungsbedingungen

1.7 Gewährleistung und Reparatur

1.9 Netzeingangssicherungen

1.10 Netzspannung

1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen

1.12 Produktentsorgung

Bezeichnung der Bedienelemente

3 Schnelleinstieg

3.1 Voraussetzungen

3.2 Vermessen eines Kondensators

3.3 Vermessen einer Spule

3.4 Vermessen eines Widerstands

4 Inbetriebnahme

4.1 Anschließen

4.2 Einschalten des Gerätes

4.3 Netzfrequenz

4.4 Messprinzip

4.5 Messgenauigkeit

4.5.1 Beispiel zur Bestimmung der Messgenauigkeit

Einstellen von Parametern

5.1 Werte-/Parametereingabe

5.1.1 Drehgeber mit Pfeiltasten

5.1.2 Numerische Tastatur

5.2 Auswahl der Messfunktion

6 Messwertanzeige

6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %)

6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#)

6.3 Referenzwert (REF_M, REF_S)

6.4 Messbereichswahl

6.4.1 Automatische Messbereichswahl (AUTO)

6.4.2 Manuelle Messbereichswahl

6.5 Schaltungsart

7 Gerätefunktionen

7.1 SETUP Menü

7.1.1 Messfrequenz FRQ

7.1.2 Spannung LEV

7.1.3 Vorspannung / Vorstrom BIAS

7.1.4 Messbereich RNG

7.1.5 Messgeschwindigkeit SPD

7.1.6 Triggerung TRIG

7.1.7 Verzögerung DELAY

7.1.8 Mittelwertbildung AVG

7.1.9 Testsignalpegelanzeige Vm (Messspannung) / Im (Messstrom)

7.1.10 Guarding GUARD

7.1.11 Abweichung DEV_M

7.1.12 Referenz REF_M

7.1.13 Abweichung DEV_S

7.1.14 Referenz REF_S

7.1.15 Konstantspannung CST V

7.2 CORR Menü

7.2.1 Abgleich

7.2.2 NUM

7.2.3 Messfrequenz FRQ

7.2.4 Funktion FUNC

7.2.5 Korrekturfaktoren LOADM / LOADS

7.3.6 Geräteinformationen INFO

7.4 Speichern / Laden von Einstellungen

7.5 Werkseinstellungen