使用校准设备的若干注意事项-哈尔滨.ppt

1、刘国琨 技术支持高级经理 美国福禄克公司计量校准部 手机电子信箱:,1,校准电学仪表的若干常见问题,使用校准设备的若干注意事项 使用数字多用表的若干注意事项 接地与仪器安全 正确连接仪器的屏蔽保护 小心电流回路中的电感 福禄克新产品 新型多产品校准器5522A和5502A 实现高精度大电流源的新仪器-52120A,技术交流内容（电学）, 1.1GHz,多产品校准器,专用示波器校准器,600MHz6.4GHz,9500B,5522ASC600/1100 5502A+SC300/600 5080A+SC200,福禄克公司提供全面的校准解决方案,5720A/5700A高精度

2、校准器,IEC61010-1规定，依据仪器承受的电压和瞬态影响，和电网电源的关系，分为四个测量级别 CAT I 在不直接与电网电源连接的电路上进行的测量 CAT II 在直接与低压设施连接的电路上进行的测量 例如在家用电器上、便携式工具上和类似设备上的测量 CAT III 可用于在建筑物设施中进行的测量 例如在配电板上、断路器上、电网电源布线上的测量。 CAT IV 在室外低压设施的电源端处进行的测量 新型的台式数字多用表都标明适用于CAT I和CAT II 在使用中必须注意各个输入端子的耐压情况,测量电路的安全性,测量电路的安全性,LO 端对地电压 1000V 8508A LO端对地电压 9

3、20V 其它台式表 LO端对地电压 500V,Agilent 34410A/11A Agilent 34401A/ 34405A,Keithley 2000/2001/2002,福禄克8845A/8846A前面板,福禄克8508A前面板,一般数字表输入端耐压问题,1000V,+ -,提问：如何校准-1000V呢？,Fluke 8845A/8846A 数字表输入端耐压高,1000V,+ -,校准高阻值电阻量程,一般数字多用表测量高值电阻时的电流和测量低值电阻的电流相差几百万倍，甚至几千万倍 激励电流微弱极易受干扰，物体的移动就会使测量结果变化 改进方法 仪器要保证可靠接地,可用导线连接两台仪器，

4、 使用屏蔽线，并屏蔽保护测量的电阻， 测量时减少动作，固定环境， 充电电流小，耐心等待稳定。 提高测量电流,8846A测量5520A大电阻输出演示,高电阻测量,8508A有高压激励电阻模式 HiV 20M20 G量程，顺从电压可达 240V 比正常模式的电流高10100倍 注意：不要接触测量电路，避免不适 8508A的HiV 模式不可测量5520/5500/744/725等设备的电合成阻！,Rx,使用校准设备的若干注意事项 使用数字多用表的若干注意事项 接地与仪器安全 正确连接仪器的屏蔽保护 小心电流回路中的电感 福禄克新产品 新型多产品校准器5522A和5502A 实现高精度大电流源的新办法

5、-52120A 新式标准功率源6105A,讲座内容,交流供电测量仪器的金属外壳必须接地 GB4793.1 （IEC61010-1）要求： 金属外露处与接地连接端的电阻须小于0.1 保证操作者的安全和仪器的安全 保证仪器的性能: 减少干扰 共模干扰 ,电磁辐射干扰 电源插口的中间端子（接地保护）就连接在金属外壳,实验室仪器接地的重要性,交流供电的单功能数字显示仪表 可以测量电压、电流、电阻、温度等 通常在生产线、测试台等固定场合使用 数字式开关板表特点： 精度低价格低 可靠性差、绝缘差，漏电较严重 有些仪器无接地保护端 数字式开关板表校准方法： 校准方法应与校准手持式数字多用表相同,经常不接地的

6、仪器 -数字式开关板表,仪器漏电会损坏校准器！,可能烧坏3块电路板，甚至烧坏母板。 维修代价4万元到10万元、甚至更多,校准器损坏的实际情况,开关板表接地情况演示,两类数字式开关板表：有/无屏蔽接地 电源变压器无屏蔽接地端 由此会产生严重的工频电源泄露，导致严重烧毁校准器 在次级电路会测出交流电压,电压的高低随连接情况不同而不同 经验数据表明，由此引起的校准器严重损坏的较多，代价昂贵 电源变压器有屏蔽接地端 屏蔽接地可以有效的阻挡、短路、分流变压器初级绕组的泄漏电流,接地保护的重要性,只校准电源变压器有屏蔽接地端的交流供电的仪器 对个别仪器可将输入低端接地，测量输入高端电压小于3Vp时,方可接

7、至校准器 先连接低端，后连接高端 使用保护功能强的校准器： 5080A/5502A/5522A 不建议使用隔离变压器和交流稳压电源 隔离性能不好的变压器同样会产生严重的工频电源泄漏 不能杜绝泄漏电流，使问题复杂化 所有测试仪器都应该可靠接地 用试电笔测试次级电路的电压是个好习惯,校准交流供电仪器的注意事项,福禄克新型校准器器,18,5080A-性能价格比最优异的校准器,新式校准器5080A有创新的保护电路 可以防止外部反向电压造成的损坏 监视检测外部电压 在待机模式下，校准器先检查有无外部电压，再切换至输出工作模式 在输出模式下，校准器检查到有外部电压，立即自动切换至待机模式 可承受外部工频电

8、压300V峰值冲击 电流输出回路增加了过流保险丝,创新的安全保护技术,配备输入保护功能，更加安全 更加坚固 更加便携运输,多产品校准器升级换代5520A 5522A5500A 5502A,使用校准设备的若干注意事项 使用数字多用表的若干注意事项 接地与仪器安全 正确连接仪器的屏蔽保护 小心电流回路中的电感 福禄克新产品 新型多产品校准器5522A和5502A 实现高精度大电流源的新办法-52120A 新式标准功率源6105A,讲座内容,许多精密测量仪器都有双层屏蔽 屏蔽必须接至某一固定电位。 金属外壳是仪器的外层屏蔽，必须可靠接地。 内层屏蔽有不同的连接方式 一般仪器的内层屏蔽接在信号输入低端

9、 高精度仪器内屏蔽可设置为外接,仪器的屏蔽保护,内屏蔽的连接方式与测量电路相关。 5500和6位半以下的数字表内层屏蔽接在信号低端 8508和5720/5522等高精度仪器的内层屏蔽默认也是接在信号低端，也可以选择接到外部电路。 内屏蔽使用外部连接可以大大提高规模抑制能力 精密测量电路应该接地，一般选择在信号源端接地， 要避免双（多）端接地。,仪器内屏蔽连接的基本原则,一般台式数字表的屏蔽结构,双层屏蔽，输入浮动,5500A的屏蔽和接地,EARTH-接地保护，常断 UUT测量端浮动，可接地 电池供电 确认UUT是浮动的 EARTH 灯亮，内屏蔽接地,由于精度不高， 屏蔽外接意义不大。,NORM

10、AL端 电压电容输出端 二线电阻输出端 四线电阻电流端 AUX 端 电流输出端 四线电阻电位端 GUARD 端 屏蔽保护端 20A 端 3A20A电流输出端,5520A连接端钮,EARTH 接通 Guard 端子与地之间的通路 EXGRD 断开 NORMAL LO 与屏蔽的连接, 允许屏蔽接外部,5520A的屏蔽和接地连接,5520A的屏蔽和接地,常通,常断,平时内屏蔽与信号低端连接， EXGRD灯亮时，可外接,EARTH-接地保护，常断 UUT测量端浮动，可接地 电池供电 确认UUT是浮动的 EARTH 灯亮，内屏蔽接地,OUTPUT端 电压/电阻/电流输出端 四线输出时的电流输出端 输出公

11、共低端 SENSE端 四线输出的电位端 AUX端 辅助电流输出高端 V GUARD端 屏蔽外接端 GROUND端 地线端,5720A连接端钮,EXGRD 断开 NORMAL LO 与屏蔽的连接, 允许屏蔽接外部,5720A/5700A的屏蔽和接地连接,5720A的屏蔽和接地,GUARD内屏蔽经短路片接地 UUT测量端必须浮动,常通,常通,平时内屏蔽与信号低端连接， EXGRD灯亮时，可外接,直流电压功能连接方式 没有另外操作,屏蔽和接地,2 线方式 常用,与低端接地的测量仪器连接方式（少见） 摘掉GUARD 与 GROUND 的连接 按EX GRD键，灯亮。,屏蔽和接地,福禄克校准器的屏蔽和接

12、地一般不必改动 校准器的内屏蔽GUARD 与 信号低端连接 数字表的内屏蔽GUARD 与 信号低端连接 测量引线的屏蔽可与信号源内屏蔽端连接,常用的测量仪器连接方式,高精度交流电压校准系统内屏蔽（GUARD）连接,8508A的电阻的屏蔽与其他功能不同 一般，内屏蔽与 信号低端连接 需要时，可以选择屏蔽外接 选择了屏蔽外接 ，才可以使用 GUARD端,8508A内屏蔽连接方式,8508A在INPUT菜单选择屏蔽外接 电阻的各种屏蔽保护都与GUARD 端连接,8508A测量电阻时屏蔽连接方式,使用校准设备的若干注意事项 使用数字多用表的若干注意事项 接地与仪器安全 正确连接仪器的屏蔽保护 小心电流

13、回路中的电感 福禄克新产品 新型多产品校准器5522A和5502A 实现高精度大电流源的新办法-52120A 新式标准功率源6105A,讲座内容,校准器电流功能损坏，电感负载是主要问题 常见的电感性负载 电动式/电磁式模拟指针表 钳形表线圈 互感器 电感负载不容易驱动 电感会阻止电流的变化，难以接通 电感会使系统不稳定 电流表量程越小，电感越大 断开时有反电动势，会对校准器造成危害 要由校准器控制通断，不可贸然自行断开,注意电感负载的影响,两种电流钳 非接触,非接入式测量大电流 互感器原理：只能测量交流电流 霍尔效应原理：可以测量交直流电流 也用于测量功率的电流支路 使用线圈时，引入较大电感,

14、校准钳形表,使用线圈 5500A/COIL 50匝线圈,耦合好,电感小 9100-200 两个线圈, 10匝/50匝, 10匝线圈直径小,适合校准小钳口电流钳 钳口位于中心，与电流方向垂直 直流电流有正负，注意钳口方向和接线极性,钳形表校准的方法,5500A/COIL,9100-200,新型5080A最适宜校准电感性负载 1A以下量程的电动式/电磁式电流表电感太大, 只能用5080A校准 5522A校准电感性负载时须使用电感补偿LCOMP 5500A交直流电流的电感补偿为常接 使用互感器更要注意 电流互感器次级不可开路 不可随意断开校互感器 应选择电感补偿而未选，会损坏电路，或烧断电流保险丝,

15、校准电感性负载注意事项,直流电压：最大驱动电流600mA (是一般校准器的60倍) 交流电压：最大驱动电流800mA (是一般校准器的40倍) 直流电流：最大顺从电压50 V，(是一般校准器的5倍) 驱动感性负载2.5 H，(是一般校准器的6250倍) 交流电流：最大顺从电压44 V，(是一般校准器的6倍) 驱动感性负载2.5 H，(是一般校准器的6250倍) 虚负载功率： 20.91 kW (直接驱动)，：可以校准模拟式功率表 1045.5 kW (带线圈）,5080A 驱动能力最强,新式校准器5有两路电流保护熔丝 原来的校准器都没有电流保险丝 发生过电流的原因 驱动过大的电感负载 有外部电

16、压接入 接电感负载时，未使用电感补偿 过流保险丝位于仪器底部 03A输出安装4A熔丝 320A输出安装25A熔丝,新型校准器的电流保护,使用校准设备的若干注意事项 使用数字多用表的若干注意事项 接地与仪器安全 正确连接仪器的屏蔽保护 小心电流回路中的电感 福禄克新产品 新型多产品校准器5522A和5502A 实现高精度大电流源的新办法-52120A 新式标准功率源6105A 多功能过程校准器7526A 即将推出的新型高精度校准器5730A,讲座内容,配备输入保护功能，更加安全 更加坚固 更加便携运输,多产品校准器升级换代5520A 5522A5500A 5502A,高精度多产品校准器-5522

17、A,新的安全保护功能没有牺牲仪器性能 5522A 最小电容范围从190 pF 改为220 pF. 最大电容范围仍是110mF,通用多产品校准器-5502A,5502A是原5500A升级产品 电流范围加大,准确度提高 输出交直流电流 20A（原来11A)， 增加 330 量程 电阻范围加大，准确度提高，Floor 不确定度大大减少 最大电阻从 330M 增加到 1100M 1 0.6% 0.11% 10 0.072% 0.022%,最新型 52120A 实现超级大电流标准源,52120A 作为跨导放大器时 输入为 2 V或1.2 V，输出为 2A/20A 或120A 跨导为 1/10 或100

18、S (西门子),52120A跨导放大器/电流放大器,市场上最好的交流 120A 准确度-采用零磁通互感器 与 6105功率标准源闭环使用： AC 120A, 0.014% 优于5720A AC 2A ：0.034% 输入信号可以是200mA/120mA 或2V/1.2V，直流至 10 kHz 输出量程 2 A，20A，120A,直流至 10 kHz 电流输出可浮动 850V峰值 或600V有效值,52120A 具有最出色的性能,直流100A，交流120A 直流160 ppm（0.016%）, 交流140 ppm （0.014） 三台并联可实现 360A 配合6100，扩展6100性能 配合各类校准器，极大扩展电流能力 应用领域极为广泛,52120A应用,大于1000A的电流钳如何校准？ Fluke i3000 Fluke i6000 Fluke的解决方案 Fluke 52120A 120A 跨导放大器 配用线圈后可校准3000A/6000A,大电流钳的校准问题,25 匝线圈校准钳表，例如： Fluke i3000 50 匝线圈校准柔性钳表，例如： Fluke i6000 Flex,25 匝线圈 把 52120A 的 120A 输出提升到 3000A 校准大电流钳形表，包括 Fluke-376 或 381 真有效值交直流钳