Обобщенная таблица модулей

Наименование	Характеристики	Особенности	Измеряемые параметры
Серия MC
MC-114	16 дифференциальных каналов ±0,00125 … ±10 В до 102,4 кГц 16 бит	Модуль для высокоточных измерений напряжений	Измерение напряжения, Измерение температур, Измерение давлений
MC-114C	16 каналов 0 … 5 мА; 0 … 20 мА; 4 … 20 мА до 100 кГц 16 бит	Модуль для измерения силы постоянного тока	Измерение давлений, Измерение температур
MC-201	4 канала ±0,02 … ±8,5 В до 64 кГц 16 бит	Модуль измерения динамических сигналов	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций, Измерение акустических шумов
MC-212	4 канала ±16 мВ/В 30 … 7 600 Гц 16 бит	Модуль для работы с тензометрическими датчиками	Измерение давлений, Измерение деформаций, Измерение перемещений
MC-227UP	8 каналов 0 … 100 % 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения относительного сопротивления	Измерение давлений, Измерение перемещений
MC-227R	8 каналов 0 … 10 000 Ом 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения сопротивления постоянному току	Измерение температур, Измерение сопротивления
MC-451	8 каналов 4 … 8 В 0,01 Гц . .. 400 кГц до 200 Гц 16 бит	Модуль для измерения частоты периодического сигнала	Измерение расхода
MC-227K	8/16 каналов -10 … +68 мВ 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения напряжения постоянного тока	Измерение температур
MC-227U	8/16 каналов –2 … +8 /0 … 10 В 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения напряжения постоянного тока	Измерение напряжения
MC-227C	8/16 каналов 0 … 5 мА; 0 … 20 мА 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения силы постоянного тока	Измерение силы тока, Измерение давлений
MC-401	16 каналов 0 … 20 В; 0 … 40 В Время включения: 5 мкс Время выключения: 30 мкс	Модуль ввода цифровых сигналов	Регистрация срабатывания исполнительных механизмов
MC-405	32 канала 0 … 20 В; 0 … 40 В Время включения: 5 мкс Время выключения: 30 мкс	Модуль ввода цифровых сигналов	Регистрация срабатывания исполнительных механизмов
MC-402	16 каналов Время включения: 3 мс Время выключения: 0,5 мс	Модуль вывода цифровых сигналов	Дискретное управление
MC-406	32 канала Время включения: 3 мс Время выключения: 0,5 мс	Модуль вывода цифровых сигналов	Дискретное управление
MC-302	8 каналов ±100 мВ; ±10 В 12 бит	Цифро-аналоговый преобразователь	Аналоговое управление
MC-110	1 канал ±100 мВ; ±10 В 16 бит	Цифро-аналоговый преобразователь	Аналоговое управление
MC-227K11	7/15 каналов -10 … +68 мВ 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения ЭДС термопар	Измерение температур
Серия PXI
MX-224	4 канала 422 Гц . .. 216 кГц ±10 В 24 бит	Универсальный модуль для динамических измерений	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций, Измерение акустических шумов
MX-240	4 канала 422 Гц … 216 кГц ±10 … ±100 000 пКл 24 бит	Модуль для динамических измерений со встроенным усилителем-преобразователем заряда	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций, Измерение акустических шумов
MX-340	4 канала 422 Гц … 216 кГц ±1 мВ … 10 В 24 бит	Модуль для статодинамических тензоизмерений	Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций, Измерение перемещений, Измерение деформаций
MX-310	4 канала 422 Гц … 216 кГц ±100 мВ 24 бит	Модуль для динамических тензоизмерений	Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций
MX-416	16 каналов до 200 Гц 0,01 Гц . .. 400 кГц 16 бит	Модуль для измерения частоты	Измерение расхода
MX-132	32 канала до 5 кГц ±2,5 В … ±10 В 16 бит	Модуль для измерения напряжения и силы постоянного тока	Измерение температур, Измерение давлений, Измерение напряжения
Серия RXI
MR-114	16 каналов ±0,00125 … ±10 В до 102,4 кГц 16 бит	Модуль для высокоточных измерений напряжений	Измерение температур, Измерение давлений, Измерение напряжения
MR-202	4 канала ±10 В до 108 кГц 24 бит	Модуль для измерения динамических сигналов	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления, Измерение акустических шумов, Измерение динамических деформаций
MR-212	4 канала ±16 мВ/В 30 … 7 600 Гц 16 бит	Модуль для работы с тензометрическими датчиками	Измерение давлений, Измерение деформаций, Измерение перемещений
MR-452	8 каналов 4 … 8 В 0,01 Гц . .. 400 кГц до 200 Гц 16 бит	Модуль для измерения частоты периодического сигнала	Измерение расхода
MR-405	32 канала 0 … 20 В; 0 … 40 В Время включения: 5 мкс Время выключения: 30 мкс	Модуль ввода цифровых сигналов	Регистрация срабатывания исполнительных механизмов
MR-302	8 каналов ±100 мВ; ±10 В 12 бит	Цифро-аналоговый преобразователь	Аналоговое управление
ME-230	2 канала ±100 … ±1 000 000 пКл	Усилитель-преобразователь заряда	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления
ME-320	2 канала	Усилитель сигналов тензодатчиков	Измерение динамических деформаций, Измерение давлений, Измерение деформаций, Измерение расхода
ME-808	до 50 В 1 … 6 А	Силовой модуль коммутации	Аналоговое управление
ME-340	2 канала	Нормализатор сигналов индуктивных датчиков	Измерение давлений, Измерение деформаций
MR-227C	8/16 каналов 0 … 5 мА; 0 … 20 мА 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения силы постоянного тока	Измерение давлений, Измерение силы тока
MR-227K	8/16 каналов -10 … +68 мВ 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения напряжения постоянного тока	Измерение температур
MR-227K11	7/15 каналов -10 … +68 мВ 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения ЭДС термопар	Измерение температур
MR-227R	8 каналов 0 … 10 000 Ом 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения сопротивления постоянному току	Измерение температур, Измерение сопротивления
MR-227U	8/16 каналов –2 … +8 /0 … 10 В –20 … +80 /0 … 100 В –60 … +240 /0 … 300 В 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения напряжения постоянного тока	Измерение напряжения
MR-227UP	8 каналов 0 … 100 % 10 … 100 Гц 16 бит	Модуль для измерения относительного сопротивления	Измерение давлений, Измерение перемещений
MR-406	32 канала Время включения: 3 мс Время выключения: 0,5 мс	Модуль вывода цифровых сигналов	Дискретное управление
Серия PC/104
MB-132/134 (MB-142*)	32 канала 0 . .. 10 В 1 000 Гц 16 бит	Модуль для измерения электрического напряжения	Измерение температур, Измерение давлений
MB-045	ОЗУ 64 МБ ППЗУ 8 ГБ	Модуль контроллера	Регистрация срабатывания исполнительных механизмов
MB-023/026	2 порта SpaceWire	Модуль контроллера
MBP-710	18 … 36 В	Источник питания
MB-2082	1 кГц … 512 кГц	Модуль вывода телеметрического кадра
MB-2081	1 кГц … 512 кГц	Модуль ввода телеметрического кадра
MB-2087	2 канала	Модуль для обмена данными МКО
MB-232/234 (MB-152*)	32 канала 30, 60, 120, 240 мВ 16 бит	Модуль для измерения температур	Измерение температур
MB-464/468 (MB-405*)	64 канала 32 канала с индивидуальной гальванической развязкой	Модуль ввода дискретных сигналов
MB-720	16 релейных команд	Модуль управления питанием
MB-2049	6 каналов ввода 4 канала вывода	Модуль интерфейсов ARINC-429
MB-2085	6 каналов 115 200 бит/с	Модуль интерфейсов RS-232, RS-422, RS-485
MB-451	8 каналов 0,01 . .. 50 000 Гц 4 … 8 В/ ±0,2 … ±5 В до 200 Гц/канал	Модуль для измерения частоты	Измерение расхода
MB-214	8 каналов ±2?5 … ±40 мВ/В 50 … 4 800 Гц 16 бит	Модуль для измерения напряжения тензодатчиков	Измерение деформаций
MB-208	8 каналов ±10 В 13,5 … 108 кГц 16 бит	Модуль для измерения динамических параметров	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций, Измерение акустических шумов
MB-2355	8 каналов	Модуль интерфейсов SpaceWire
Серия MS
MS-142	16 каналов ±0,1 … ±10 В до 2 кГц/канал	Модуль для высокоточных измерений напряжения постоянного тока	Измерение температур, Измерение давлений, Измерение напряжения
MS-202	4 канала ±10 В до 108 кГц/канал	Модуль для измерения динамических сигналов	Измерение вибрации и ударов, Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций, Измерение акустических шумов
MS-304	4 канала ±40 мВ 6,25 … 4 800 Гц/канал	Модуль для работы с тензометрическими датчиками	Измерение деформаций, Измерение давлений, Измерение перемещений
MS-685	RS-485	Модуль для подключения внешних измерительных модулей	Дискретное управление
MS-451	8 каналов 4 … 8 В 0,01 Гц . .. 50 кГц до 200 Гц	Модуль для измерения частоты периодического сигнала	Измерение расхода
MS-405	16 каналов 0 … 20 В Время включения: 20 мкс Время выключения: 20 мкс	Модуль ввода цифровых сигналов	Регистрация срабатывания исполнительных механизмов
MS-152	16 каналов 5 … 250 Ом -50 … 950 мВ до 2 кГц/канал	Модуль для измерения сопротивления постоянному току и напряжения постоянного тока	Измерение температур, Измерение сопротивления, Измерение напряжения
MS-340	4 канала 8 … 108 кГц ±1 … ±10 мВ ±10 мВ … ±1 В 24 бит	Модуль для динамических тензоизмерений	Измерение пульсаций давления, Измерение динамических деформаций

Приборы постоянного тока и напряжения Щ00, Щ01, Щ02, Щ02.01, Щ72, Щ96, Щ120

Цифровые приборы для измерения постоянного тока и напряжения. Приборы щитовые цифровые электроизмерительные Щ00, Щ01, Щ02, Щ02.01, Щ72, Щ96, Щ120 предназначены для измерения силы тока или напряжения в цепях постоянного тока. Они могут применяться в энергетике и других областях промышленности для контроля электрических параметров. Приборы являются однопредельными и имеют исполнения по конструкции, диапазону измерений, числу десятичных разрядов, напряжению питания, наличию интерфейса, цвету индикаторов, классу точности.     Тип Габаритные размеры / вырез в щите, мм Высота знака, мм Число разрядов Щ00 48х24х90 / 42х19 9 3,5 Щ01 96х24х90 / 90х18 10 3,5 Щ02 96х48х145 / 90х42 20 3,5 14 4,0 Щ02. 01 96х48х90 / 90х42 20 3,5 Щ72 72х72х100 / 68х68 14 3,5 Щ96 96х96х100 / 92х92 20 3,5 14 4,0 Щ120 120х120х100 / 112х112 20 3,5 и 4,0 Условия эксплуатации Рабочий диапазон температур…….от +5°С до +50°С Влажность воздуха, не более…………80% при +25 °С Температура транспортирования от -50°С до +55°С Технические характеристики разрядность 3,5 разрядность 4,0 Максимальный диапазон показаний ±1999 ±10000 Количество цифровых индикаторов 4 5 Класс точности 0,2 или 0,4 0,1 или 0,2 Мощность потребления с напряжением питания постоянного тока, не более 2ВА 2,5ВА Мощность потребления с напряжением питания переменного тока, не более 5,5ВА Степень защиты по передней панели IP40 Время преобразования, не более 1,5с Гальваническое разделение входных цепей нет есть Гальваническое разделение по питанию есть (кроме Щ00) есть Наличие интерфейса RS485 нет есть Скорость обмена информацией по интерфейсу RS485, бод   4800, 9600, 19200, 38400 Максимально допустимая перегрузка по входному сигналу (длительность) 150% (1 минута) Входное сопротивление при измерении напряжения 1МОм Падение напряжения на приборе при измерении силы тока, не более: для диапазонов измерения 2мА, 20мА, 100мА, 200мА, 2000мА, 2А,. для диапазонов измерения 5мА, 10мА, 50мА, 500мА, 1000мА, 1А. 200мВ 100мВ 200мВ 100мВ Напряжение питания Тип прибора   Щ00 Щ01 Щ02 (3,5 разр.) Щ02 (4,0 разр.) Щ02.01 Щ72 Щ96 Щ120 (5 ± 0,25)В постоянного тока + + — + + + + + (12 ± 0,6)В постоянного тока — + — + + + + + (24 ±1,2)В постоянного тока — + — + + + + + (12 +6/-3)В постоянного тока, с возможностью резервирования — — + + — — + + (24 +12/-6)В постоянного тока, с возможностью резервирования — — + + — — + + от 85В до 242В переменного тока частотой (50±0,5)Гц или от 100 до 265В постоянного тока — — + + — — + + На передней панели приборов Щ02, Щ96, Щ120 разрядностью 4,0 под цифровыми индикаторами располагаются четыре единичных индикатора, которые информируют о режимах работы прибора: «х» — индикатор включается при превышении конечного значения диапазона показаний на 0,5%. «%» и «Н» — информирует о виде шкалы показаний (см. таблицу ниже) «I» — индикатор мигает при выполнении операции обмена данными по интерфейсу RS485 Вид шкалы Состояние ндикаторов (устанавливается перемычками, расположенными на задней панели) «%» «Н» Заказанная (диапазон показаний соответствует заказу) выкл. выкл. Нормирующая (диапазон показаний соответствует максимальному диапазону показаний ±10000. *) вкл. вкл. Процентная (диапазон показаний ±100.0 *) вкл. выкл. Прямая (диапазон показаний соответствует диапазону входного сигнала) выкл вкл. * — Для нормирующей и процентной шкал положение точки соответствует указанному. Подсоединение проводов осуществляется под винт. Сечение проводов, подключаемых непосредственно к клеммам, не более 1,5мм2 для приборов Щ00, Щ01, Щ02.01 и не более 2,0мм2 для приборов Щ02, Щ72, Щ96, Щ120. Тип прибора Диапазон измерения Разряд- ность Питание Интер- фейс Цвет индикатора Класс точности Описание Щ 00 мВ: 100; 200; 500; 1000; 2000 В: 1; 2; 5; 10; 20;50; 100; 200; 500* мА: 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000 А: 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000 3,5         Подключение по току: от 1А до 2000А — с внешним шунтом на номинальное напряжение 75мВ, или 100мВ, или 150мВ; от 2мА до 2А — непосредственно   01 02 3,5; 4,0 02. 01 3,5 72 96 3,5; 4,0 120 * — Кроме прибора Щ00 Возможно изготовление приборов Щ02, Щ96, Щ120 разрядностью 4,0 с индикацией величин не соответствующих диапазону входного сигнала. Например, при диапазоне входного сигнала 0-5мА (0-20мА) может индицироваться 0-600МВт, 0-1500об/мин и др. 5В       (5 ± 0,25)В постоянного тока 12В       (12 ± 0,6)В постоянного тока 24В       (24 ±1,2)В постоянного тока 12ВН       (12 +6/-3)В постоянного тока (резер.) 24ВН       (24 +12/-6)В постоянного тока (резер. ) 220ВУ       от 85В до 242В переменного токачастотой (50±0,5)Гц или от 100 до 265В постоянного тока   —     отсутствие интерфейса (не заполняется)   RS     Интерфейс RS485 (только для приборов разрядностью 4,0)     К   Красный цвет индикатора     З   Зеленый цвет индикатора Ж   Желтый цвет индикатора       0,1 Для приборов разрядностью 4,0       0,2 Для приборов разрядностью 3,5 и 4,0       0,4 Для приборов разрядностью 3,5 Пример оформления заказа Прибор Щ01, диапазон измерения 2А, номинальное напряжение шунта 75мВ, число десятичных разрядов 3,5, напряжение питания 5В постоянного тока, зеленый цвет индикаторов, класс точности 0,2 Щ01-2А/75мВ-3,5-5В-З, класс точности 0,2 ТУ 25-7504. 194-2006 Прибор Щ96, диапазон измерения 20мА, число десятичных разрядов 3,5, напряжение питания 85В до 242В переменного тока частотой 50Гц или от 100В до 265В постоянного, красный цвет индикаторов, класс точности 0,4 Щ96-20мА-3,5-220ВУ-К, класс точности 0,4 ТУ 25-7504.194-2006 Прибор Щ120, диапазон измерения 2000А, номинальное напряжение шунта 150мВ, число десятичных разрядов 4,0, напряжение питания 12В постоянного тока, красный цвет индикаторов, класс точности 0,2 Щ120-2000А/150мВ-4,0-12В-К, класс точности 0,2 ТУ 25-7504.194-2006   Купить приборы постоянного тока и напряжения

Как измерять напряжение, ток и мощность

Трансформаторы тока (ТТ)

Трансформаторы тока (ТТ) — это датчики, используемые для линейного понижения тока, проходящего через датчик, до более низкого уровня, совместимого с измерительной аппаратурой. Сердечник трансформатора тока имеет тороидальную или кольцевую форму с отверстием в центре. Проволока обвивается вокруг сердечника, образуя вторичную обмотку, и закрывается кожухом или пластиковым кожухом. Количество проволочных витков вокруг сердечника определяет коэффициент понижения, или коэффициент ТТ, между током в измеряемой линии (первичный) и выходным током, подключенным к контрольно-измерительным приборам (вторичный). Измеряемый провод нагрузки пропускается через отверстие в центре трансформатора тока. Пример: ТТ с соотношением 500:5 означает, что нагрузка 500 ARMS на основной линии приведет к выходу 5 ARMS на вторичном трансформаторе тока. Прибор будет измерять 5 ARMS на клеммах и может применять коэффициент масштабирования, введенный пользователем, для отображения полных 500 ARMS. ТТ указывается с номинальным значением, но часто указана точность более 100% от номинальной. Трансформаторы тока могут быть с разъемным сердечником или сплошным сердечником. ТТ с разъемным сердечником имеют открытый шарнир или съемную секцию, чтобы установщик мог подключить ТТ к проводу нагрузки без физического отсоединения измеряемого провода нагрузки.

Предупреждение о безопасности. Несмотря на то, что CT может физически подключаться к установленной линии, перед установкой CT необходимо безопасно отключить питание. Открытые соединения вторичной обмотки при подаче питания на первичную обмотку могут привести к чрезвычайно опасным потенциалам напряжения.

Параметры ТТ при покупке включают номинальный диапазон, диаметр отверстия, разъемный/сплошной сердечник, тип выхода (напряжение/ток) и диапазон выхода (0,333 ВСКЗ, ±10 В, 1 СКЗ, 5 СКЗ и т. д.). Поставщики CT часто могут настроить датчик для конкретных нужд, таких как входной или выходной диапазон.

 

 

 

Рис. 5. Трансформаторные трансформаторы тока с разъемным сердечником обычно имеют петлю или съемную секцию для установки вокруг линии без физического демонтажа, хотя питание все равно должно быть отключено. (Изображение предоставлено Magnelab)

Рис. 6. ТТ со сплошным сердечником дешевле, но для его установки в уже работающих цепях может потребоваться больше труда.
(Изображение предоставлено Magnelab)

Полоса пропускания измерения ТТ

Полоса пропускания от 1 кГц до 2 кГц достаточна для большинства приложений по обеспечению качества электроэнергии в цепях переменного тока. Для приложений с более высокой частотой подключайтесь напрямую к NI 9246 или NI 9247 для полосы пропускания до 24 кГц или выбирайте более дорогие высокочастотные трансформаторы тока. Все модули, перечисленные в таблице выше, имеют полосу пропускания приблизительно 24 кГц для сигналов, подключенных напрямую. Высокочастотные ТТ более специализированы и имеют характеристики полосы пропускания в диапазоне сотен МГц. NI 9215, NI 9222 и NI 9223 измерительных модуля с частотами дискретизации от 100 квыб/с/канал до 1 Мвыб/с/канал при 16-битном разрешении для высокочастотных измерений.

Для высокочастотных измерений, выходящих за рамки возможностей NI 9223, NI рекомендует осциллограф или дигитайзер для PXI, предназначенный для лабораторных, исследовательских и испытательных систем.

 

Измерение постоянного тока

Трансформаторы тока не измеряют постоянный ток или составляющую постоянного смещения сигнала переменного тока. Для большинства приложений переменного тока в этом нет необходимости. Когда необходимо измерение постоянного тока, NI 9227 имеет встроенные калиброванные шунты и может измерять постоянный ток до 5 Ампер. Для измерения постоянного тока более 5 А используется шунт для измерения тока большой мощности (см. ниже) или датчик Холла (см. ниже), подключенный к соответствующему измерительному модулю.

 

Катушки Роговского

Катушки Роговского, иногда называемые «канатными ТТ», представляют собой еще один вариант датчиков для измерения тока в линии. Катушки Роговского похожи тем, что они наматываются на провод нагрузки, но они гибкие, имеют гораздо большее отверстие, чем стандартные трансформаторы тока, и принцип измерения другой. Катушки Роговского индуцируют напряжение, пропорциональное скорости изменения тока, и поэтому требуют в цепи интегратора преобразования в пропорциональный ток. Интегратор представляет собой отдельный блок/компонент, который обычно монтируется на панель или на DIN-рейку, требует источника питания постоянного тока и выдает на приборы сигналы низкого напряжения или тока. Размер и гибкость поясов Роговского делают их хорошо подходящими для замыкания вокруг более крупных сборных шин в коммерческих зданиях или на заводах, особенно когда они уже построены, а измерение мощности добавлено в качестве модернизации, но они дороже, чем ТТ с сопоставимым входом. диапазон.

Рис. 7. Для катушек Роговского требуется внешнее питание, интегрирующая схема (расположена в черном монтажном блоке на изображении выше) и они дороже, чем типичные твердотельные/разъемные ТТ, но обеспечивают быструю фазовую характеристику и подходят для модернизации установках и шинах больших размеров благодаря их большому гибкому отверстию. (Изображение предоставлено Magnelab)

Датчики на эффекте Холла

Датчики на эффекте Холла основаны на «эффекте Холла», названном в честь Эдвина Холла, когда ток, протекающий через полупроводник, расположенный перпендикулярно магнитному полю, создает потенциал напряжения на полупроводнике материал. Для целей измерения тока схема на эффекте Холла размещается в сердечнике перпендикулярно магнитному полю и выдает напряжение, масштабированное к текущей нагрузке в измеряемой линии. ТТ на эффекте Холла обычно имеют лучшую частотную характеристику и могут измерять смещение постоянного тока, но они дороже, требуют питания и могут быть подвержены температурному дрейфу.

Рис. 8. Датчики Холла имеют чувствительную цепь, перпендикулярную магнитному полю, и требуют питания. Датчики на эффекте Холла не имеют ограничений по насыщению, как ТТ, и могут измерять постоянные токи, но они более дорогие.

 

Токовые шунтирующие резисторы

Токовые шунты или токовые шунтирующие резисторы представляют собой резисторы, помещаемые в цепь с целью измерения тока, протекающего через шунт. Это довольно распространенные электрические компоненты, и они существуют для различных применений. Размер шунта будет основан на диапазоне измеряемого тока, диапазоне выходного сигнала и мощности, протекающей по цепи. Для большей точности доступны более дорогие прецизионные резисторы. Шунты не наматываются на провод цепи и размещаются на линии как компонент. Это устраняет изолирующий барьер между измеряемой цепью и измерительным оборудованием и может усложнить установку по сравнению с трансформатором тока или поясом Роговского. Однако шунты могут измерять постоянные токи, имеют лучшую частотную характеристику и лучшую фазовую характеристику. НИ 9238 для CompactRIO и CompactDAQ был разработан с низкочастотным аналоговым интерфейсом (±0,5 В) специально для токовых шунтирующих резисторов. Кроме того, NI 9238 имеет межканальную изоляцию 250 В.

 

Как настроить клещи PMU для измерения напряжения и тока

Abstract

MAX9979 — это полностью интегрированная микросхема с выводной электроникой, состоящая из DCL, PMU и стабилизаторов уровня. Все блоки MAX9979 обогащены такими функциями, как ограничители, активная нагрузка, широкий диапазон возможностей источника и приема, инверсия данных и дифференциальные режимы. МАКС9Блок параметрических измерений (PMU) 979 способен как форсировать, так и измерять ток и напряжение. Установка ограничителей напряжения и тока обеспечивает работу PMU в линейной области. Эти указания по применению упрощают понимание функциональных возможностей PMU и регулировку зажимов в соответствии с применением.

Введение

Блок параметрического блока измерения (PMU)

в MAX9979 отвечает за форсирование и измерение тока и напряжения. Поддерживается диапазон напряжения от -1,5 В до 6,5 В и полный диапазон тока от ±2 мкА до ±50 мА. Функция фиксации напряжения и тока в MAX9979 делает PMU более универсальным в отношении его производительности с некоторыми тщательными соображениями.

Очень важно понимать функциональные возможности PMU, поэтому в этом приложении сначала рассматриваются режимы и диапазон работы PMU. Затем будет подробно рассмотрено использование зажимов PMU.

Режимы PMU и рабочий диапазон

PMU MAX9979 можно настроить для работы в шести режимах, как показано в таблице 1.

1. Силовое напряжение/измерение напряжения (FVMV)
2. Сила-напряжение/измерение-ток (FVMI)
3. Силовой ток/измерение тока (FIMI)
4. Силовой ток/Измерение напряжения (FIMV)
5. Отсутствие силы/измерение напряжения (FNMV)
6. Ничего не принуждать/Ничего не измерять (FNMN)

Таблица 1. Режимы работы PMU

Цифровой вход	Биты последовательного интерфейса			Режим PMU
LLEAKP	ХИЗФОРСЕ	FMODE	МРЕЖИМ
1	1	х	х	ФиМой*
1	1	х	х	ФиМой*
1	0	0	х	FVMy* (калибровка)
1	0	0	х	FVMy* (калибровка)
1	0	1	0	ФНМН
1	0	1	1	ФНМВ (калибровка)
1	0	1	1	ФНМВ (калибровка)
0	х	х	0	ФНМН
0	х	х	1	ФНМВ (калибровка)
0	х	х	1	ФНМВ (калибровка)
*y = V или I

Основываясь на выборе полномасштабного диапазона тока, PMU force-current и измеряемый ток могут управляться или управляться в разных диапазонах тока с помощью трех битов управляющего слова (RS2, RS1 и RS0), как показано в таблице 2.

Таблица 2. Рабочий диапазон PMU

Цифровой вход	Биты последовательного интерфейса				PMU Диапазон (I ДИАПАЗОН , R ДИАПАЗОН )
LLEAKP	ХИЗФОРСЕ	РС2	РС1	RS0
Х	х	0	0	0	E(±2 мкА, 500 кОм)
Х	х	0	0	1	D(±20 мкА, 50 кОм)
Х	х	0	1	0	С(±200 мкА, 5 кОм)
Х	х	0	1	1	Б(±2мА, 500Ом)
Х	0	1	х	х	Б*
0	1	1	х	х	Б*
1	1	1	х	х	А (±50 мА, 20 Ом)
* Работа в диапазоне A не разрешена для высокоимпедансных режимов PMU — по умолчанию PMU работает в диапазоне B.

Подробнее о работе PMU см. в разделе РАБОТА В РЕЖИМЕ PMU ДЛЯ ИС MAX9979 PIN-ELECTRONICS.

Зажимы напряжения/тока PMU

Фиксаторы напряжения или тока PMU

гарантируют, что напряжение или ток DUT_ не превысит фиксированное напряжение или ток соответственно. Клещи напряжения PMU доступны в режиме работы FI, тогда как клещи тока доступны в режиме FV. Когда фиксация напряжения/тока PMU активна в своих пределах, функции MV и MI остаются в силе.

Настройка Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) CLAMPHI_ и CLAMPLO_ задают высокое напряжение фиксации (V _CLAMPHI ) и низкое напряжение фиксации (V _CLAMPLO ) соответственно. В режиме FI пользователь может напрямую устанавливать ограничители напряжения с помощью ЦАП CLAMPHI_ и CLAMPLO_. Для токовых клещей I _IOS DAC (V _IIOS ) необходимо настроить вместе с CLAMPHI_ и CLAMPLO_ DAC. Уравнения для сильноточных клещей (I _CLAMPHI ) и слаботочных клещей (I _CLAMPLO ) приведены ниже.

I _CLAMPHI = (V _CLAMPHI — V _IIOS )/R _{ДИАПАЗОН}

V _CLAMPHI = (I _CLAMPHI × R _{ДИАПАЗОН} ) + V _IIOS

Пример 1:

Учитывать PMU в режиме FVMI и работе в диапазоне B.

Учитывая V _IIOS Напряжение ЦАП 2.5V, 1K? является нагрузкой ИУ. Установите I _CLAMPHI на 2 мА и I _CLAMPLO на -2 мА. Начните V _IN _ с 2В и постепенно уменьшайте. Уравнения 1 и 2 используются для расчетов в Таблице 3 ниже.

Таблица 3. Режим PMU FVMI, зажим диапазона B (пример 1).

В В (В)	В ИИОС (В)	I CLAMPHI (мА)	I ЗАЖИМ (мА)	Напряжение ЦАП CLAMPHI (В)	Напряжение ЦАП CLAMPLO (В)	В ДУТ (В)	I ИУ (мА)	I МОС (UA)
2	2,5	+2	-2	3,5	1,5	1,86598	1,92857	71,43
1,5	2,5	+2	-2	3,5	1,5	1,4969	1,5329	-32,9
1	2,5	+2	-2	3,5	1,5	0,9996	1. 0299	-29,9
0,5	2,5	+2	-2	3,5	1,5	0,4992	0,5012	-1,2
0	2,5	+2	-2	3,5	1,5	0,0082	0,0085	-8,5

Как V _IN _ постепенно уменьшается, V _DUT _ и I _DUT также уменьшаются. PMU MAX9979 имеет смещение измеренного тока (I _MOS ) ±1 % FSR (как указано в таблице EC в техническом описании). Поскольку PMU работает в диапазоне B (FSR = 4 мА), ожидаемое максимальное смещение тока составляет ±40 мкА. Если I _DUT имеет смещение более ±40 мкА, то выходной сигнал нежелателен. В таблице 3 показания бирюзового цвета желательны, а показания оранжевого цвета нежелательны. Для PMU необходимо выполнить два условия.

Рис. 1. Режим PMU FVMI, зажим диапазона B, пример 1.

Для сохранения линейности в режиме FI:

(V _CLAMPLO + 0,5 В) = V _DUT = (V _CLAMPHI – 0,5 В)

Для сохранения линейности в режиме FV:

(I _CLAMPLO + 10% FSR) = I _DUT = (I _CLAMPHI – 10% FSR)

Пример 2:

Учитывать PMU в режиме FVMI и работе в диапазоне B.

FMODE = 0, MMODE = 0, RRANGE = 500°, FSR = 4 мА

Учитывая V _IIOS Напряжение ЦАП 2.5V, 1K? является нагрузкой DUT_. Зафиксируйте напряжение V _IN _ DAC равным 1 В. Измените ток зажима с 2 мА на 0 мА. Уравнения 1 и 2 используются для расчетов в Таблице 4 ниже.

Ожидаемый I _ИУ = В _ИУ /R _{НАГРУЗКА} = 1В/1К? = ±1 мА

Примечание. Знак ± указывает на то, что устройство MAX9979 может либо генерировать, либо потреблять ток.

В диапазоне B: 10 % FSR = 10 % от 4 мА = 0,4 мА

Из уравнения 4 предположим следующее об устройстве:

I _DUT = (I _CLAMPHI – 10% FSR)

I _DUT + 10% FSR = I _CLAMPHI

I _CLAMPHI = 1 мА + 0,4 мА = 1,4 мА

Аналогично I _CLAMPLO = -1,4 мА

Таблица 4. Режим PMU FVMI, диапазон B, зажим (пример 2).

В В (В)	В ИИОС (В)	I CLAMPHI (мА)	I ЗАЖИМ (мА)	Напряжение ЦАП CLAMPHI (В)	Напряжение ЦАП CLAMPLO (В)	В ДУТ (В)	I ИУ (мА)	I МОС (UA)
1	2,5	2	-2	3,5	1,5	0,9996	1. 0299	29,9
1	2,5	1,5	-2	3,25	1,5	0,9996	1.0299	29,9
1	2,5	1	-2	3	1,5	0,8642	0,8623	-137,7
1	2,5	0,5	-2	2,75	1,5	0,4911	0,5018	-498,2
1	2,5	0	-2	2,5	1,5	0,1117	0,1155	-884,5

В _IN постоянен при 1В. В режиме FVMI ожидаем, что V _DUT = 1В. Следовательно, I _DUT = V _DUT /R _DUT = 1V/1K? = +1 мА. Обратите внимание на ряды оранжевого цвета, когда я _CLAMPHI меньше 1,4 мА, показания V _DUT и I _DUT не соответствуют ожидаемым значениям. В этом случае погрешность смещения I _DUT составляет более ±40 мкА.

Рис. 2. Режим PMU FVMI, зажим диапазона B, пример 2.

Пример 3:

Учитывать PMU в режиме FVMI и работе в диапазоне B.

FMODE = 0, MMODE = 0, RRANGE = 500°, FSR = 4 мА

Учитывая V _IIOS Напряжение ЦАП 2.5V, 1K? является нагрузкой DUT_. Зафиксируйте напряжение VIN_ DAC как 1,5 В и I _CLAMPHI как 2 мА. Измените I _CLAMPLO с -2 мА на 1,4 мА. Уравнения 1 и 2 используются для расчетов в Таблице 5 ниже.

Таблица 5. Режим PMU FVMI, диапазон B, зажим (пример 3).

В В (В)	В ИИОС (В)	I CLAMPHI (мА)	I ЗАЖИМ (мА)	Напряжение ЦАП CLAMPHI (В)	Напряжение ЦАП CLAMPLO (В)	В ДУТ (В)	I ИУ (мА)	I МОС (UA)
1,5	2,5	2	-2	3,5	1,5	1,4912	1,5369	36,9
1,5	2,5	2	-1	3,5	2	1,4912	1,5369	36,9
1,5	2,5	2	0	3,5	2,5	1,4912	1,5369	36,9
1,5	2,5	2	1	3,5	3	1,4912	1,5369	36,9
1,5	2,5	2	1,2	3,5	3,1	1,4912	1,5369	36,9
1,5	2,5	2	1,4	3,5	3,2	1,5174	1,5687	68,7

Из уравнения 4,

(I _CLAMPLO + 10% FSR) = I _DUT = (I _CLAMPHI – 10% полной шкалы)

(I _CLAMPLO + 10% полной шкалы) = (I _CLAMPHI – 10% полной шкалы)

I _CLAMPHI – I _CLAMPLO = 20% FSR

V _CLAMPHI – V _CLAMPLO = (20% FSR) × R _{ДИАПАЗОН} ; из уравнений 1 и 2.

Рис. 3. Режим PMU FVMI, зажим диапазона B, пример 3.

Пример 4:

Рассмотрим PMU в режиме FIMV и работе в диапазоне B.

FMODE = 1, MMODE = 1, R _{ДИАПАЗОН} = 500?, FSR = 4 мА

Учитывая V _IIOS Напряжение ЦАП 2.5V, 1K? является нагрузкой DUT_. Зафиксируйте напряжение ЦАП V _IN на уровне 5,5 В. Измените напряжение клещей с ±2,5 В до ±1,5 В.

Когда PMU находится в режиме FI, в игру вступает ограничение напряжения. Из уравнения 3,

(V _CLAMPLO + 0,5 В) = V _DUT = (V _CLAMPHI – 0,5 В).

В режиме ПЧ ток, вытекающий из тестируемого устройства, рассчитывается по уравнению 5 ниже.

DUT = (V _IN – V _IIOS )/(4 × R _{ДИАПАЗОН} )

Где;

I _ДУТ = (5,5 – 2,5)/(4 × 500)

I _ИУ = 1,5 мА

В _ИУ = I _ИУ × R _{НАГРУЗКА} = 1,5 мА × 1К? = 1,5 В

Таблица 6. Режим PMU FIMV, диапазон B, зажим (пример 4).

В В (В)	В ИИОС (В)	В CLAMPHI (В)	В ЗАЖИМ (В)	В ДУТ (В)	I ИУ (мА)	В МОП (уА) ​​
5,5	2,5	2,5	-2,5	1,487	1,498	-13
5,5	2,5	2	-2	1,487	1,498	-13
5,5	2,5	1,5	-1,5	1,393	1,441	-107

Ожидаемое напряжение ИУ составляет 1,5 В, а напряжение фиксатора должно быть на 0,5 В выше ожидаемого напряжения ИУ.