Rohde & Schwarz HM8118, User Manual

Page: 11 / 76

11
Inbetriebnahme
cherungen defekt. Die aktuellen Messwerte sind im rech-
ten Bereich und die wichtigsten Parameter im linken Be-
reich des Displays dargestellt. An die vier frontseitigen
BNC-Buchsen können mit entsprechendem Messzubehör
die zu messenden Bauelemente angeschlossen werden.
Ebenso kann das Messgerät über die frontseitige Masse-
buchse
43
zusätzlich mit Massepotential verbunden wer-
den. Die Buchse ist für Bananenstecker mit einem Durch-
messer von 4 mm geeignet.
Sollten durch einen Defekt des Gerätes undefinierbare
Meldungen auf dem Display dargestellt werden und/oder
das Messgerät auf die Bedienung nicht mehr reagieren, ist
das Messgerät auszuschalten und nach einem kurzen Mo-
ment wieder einzuschalten (Reset). Bleibt die Anzeige un-
verändert und/oder die Bedienung nicht möglich, ist das
Messgerät außer Betrieb zu setzen und zu einem qualifi -
zierten Service zu senden (siehe Sicherheitshinweise).
4.3 Netzfrequenz
Bevor mit ersten Messungen begonnen wird, sollte die vor-
handene Netzfrequenz richtig eingestellt werden, um Stö-
rungen zu vermeiden. Die Netzfrequenz kann für verschie-
dene Wechselstromnetze zwischen 50 Hz und 60 Hz um-
geschaltet werden. Je nach ausgewähltem Messbereich
und Messfrequenz können bei falsch eingestellter Netzfre-
quenz Störungen, wie z.B. instabile Messwertanzeigen, auf-
treten. Durch Drücken der SELECT Taste
3
kann mit der
Menüfunktion SYST und der Einstellung MAINS FRQ mit
dem Drehgeber
6
die Netzfrequenz eingestellt werden.
4.4 Messprinzip
Das LCR Meter HM8118 ist keine klassische keine klassi-
sche Wien-, Maxwell- oder Thomsonmessbrücke. Viel-
mehr werden beim Anschließen eines Messobjektes
grundsätzlich die Impedanz |Z| und der zugehörige Pha-
senwinkel Θ (Phase zwischen Strom und Spannung) er -
mittelt (siehe Abb. 4.3). Diese Messwerte sind frequenz-
abhängig und werden mittels einem AC Testsignals ermit-
telt (manuell einstellbar zwischen 50mV und 1.5V), welcher
in den Prüfling induziert wird. Dies unterscheidet eine LCR
Messbrücke von einem Multimeter (DC Messung). Auf-
grund des Messprinzips ist immer die gemessene Impe-
danz ausschlaggebend. Anhand der Impedanz (X-Achse)
und des Phasenwinkels (Winkel) kann das Gerät den feh-
lenden Wert der Y-Achse bestimmen. Somit wird nicht der
Der Masseanschluss des Triggereingangs und die Masse-
buchse auf der Geräte-Vorderseite sind über den Netzstecker (mit
Schutzkontakt) des Messgerätes und den Netz-Schutzleiter gal-
vanisch mit Erdpotential verbunden! Die Außenkontakte der BNC-
Buchsen
20
–
23
auf der Geräte-Vorderseite (Abschirmung von
angeschlossenen Koaxialkabeln) liegen auf Guard-Potential, das
keinen Bezug zum Erdpotential hat! An diese BNC-Buchsen dür-
fen keine externen Spannungen angelegt werden! Die Schnittstel-
len
47
und
48
auf der Geräte-Rückseite sind galvanisch getrennt
(ohne Bezug zum Massepotenial)!
Gleichspannungsanteil gemessen, sondern die Wechsel-
größe. Die ausgegebenen Werte werden digital errechnet.
Diese Messung von Impedanz und Phasenwinkel unter-
liegt einer gewissen Messungenauigkeit, welche auf den
folgenden Seiten beschrieben wird.
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
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
Abb. 4.4 zeigt den Zusammenhang zwischen Kapazität C
s
(bzw. Widerstand R
s
) und verschiedenen, an der Messbrü-
cke einstellbaren Test-Spannungen (0,2V
eff
bis 1,5V
eff
). Wie
in der Abbildung zu sehen ist, sind die Messwerte von C
s
Die LCR Messbrücke R&S®HM8118 ist in erster Linie zur Be-
stimmung von passiven Bauelementen vorgesehen. Daher ist es
nicht möglich, extern mit Spannung versorgte Messobjekte zu
bestimmen.
Imaginäre
Achse
unter -- 45° = C
Reale
Achse
applied on the red terminal. The bias voltage works only
when the instrument on capacitance measurement
mode.
Measuring function selection
The desired test function is selected by push buttons (12)
and (14). The push button (12) gives access to the main
parameter (R, L or C), The push button (14) allows a
secondary parameter measurement (Q/D, impedance or
phase).
In order to measure D parameter the instrument needs at
first to be set to capacitance measurement mode, on the
other way, Q parameter will be displayed.
Auto-measurement function
The HM8018-2 is able to automatically determine the
component type in most cases. 3 different automatisms
exists: the automatic impedance range selection (see the
section « Auto-ranging»), the automatic mode
(series/parallel) selection (see the section « passive
components »), and the automatic function selection. These
three automatisms are simultaneously activated when the
instrument is set in automatic mode with the RANGE
AUTO key (7). Then the user can change function or mode
that disables their respective automatism. The manual range
selection disables the three automatisms.
When the instrument is on automatic mode the function
choice depends on the impedance module, phase angle as
well as the quality factor .The diagram below shows the
choice made by the instrument.
|Z| = 1000 Ω
Q = 500
D = 0,002
Q = 500
D = 0,002
D = 500
Q = 0,002
D = Q = 1
D = Q = 1
R
jX
D = 500
Q = 0,002
Calculation functions
Apart from displaying normal values as resistance, inductance or
capacitance, the HM8018-2 can display relative deviations and
percentages. It is not possible to use these calculation modes for
other functions than the three previous values. The deviations
and percentages are displayed in relation to the two stored values
A and B.
The procedure to obtain relative measurement is as follows:
1) Connect the component corresponding to the reference
value.
2) Store the value (memory A) by pressing on the STORE key,
then press the A key.
3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the
display shows the value ( Measure – A).
A direct percentage measurement is possible, it is only to use the
÷ B key instead of the –A key in the previous procedure. Then the
instrument displays the value 100* Measure /B in %.
To obtain a deviation in % proceed as follows:
1) Connect the component corresponding to the reference
value.
Abb. 4.3: Messprinzip
Q = Qualitätsfaktor (Güte)
D = Tagens des Verlustwinkels
D = 1 / Q
Q = 1 / D = 1 / tan delta
(delta = Gegenwinkel zum Phasenwinkel)