Leitfaden für Hochwiderstands & Mikrostromtests

Einleitung

Testanleitung für hohe Widerstandsfähigkeit

Die sorgfältige Lektüre der Anweisungen und dieses Leitfadens wird Ihnen helfen, korrekte und zuverlässige Hochwiderstands- und Mikrostromtests durchzuführen.

Hinweis: Für die Messungen wurde der hochpräzisions Widerstandtester HT3544 von Hopetech verwendet.

Bei der Methode der Spannungsaddition zur Strommessung beträgt der Spannungsausgang 1mV ~ 1000V DC und der Innenwiderstand der Quelle 100kΩ.
Der Widerstandsmessbereich bis zu 10Ω ~ 1015Ω und der Strommessbereich 2mA ~ 1pA, kann effektiv kleine Auflösung bis zu 10fA haben.
Zu den Messfunktionen gehören auch eine Reihe von Oberflächenisolationswiderstandsprüfungen, Oberflächenwiderstandsmessungen von Isoliermaterialien und Halbleitern sowie Volumenwiderstandsmessungen sowie Messungen des Volumenwiderstands.

Messbereich	Auflösung	Genauigkeit ±（%+ Auflösung）	Temperaturkoeffizient（ppm/℃）
2 mA	0,1 µA	0,1+5	25
200 µA	10 nA	0,1+5	25
20 µA	1 nA	0,1+5	25
2 µA	0,1 nA	0,1+10	50
200 nA	10 pA	0,1+10	50
20 nA	1 pA	0,3+20	200
1 nA	0,01 pA	5+20	200

Messbereich	Auflösung	Genauigkeit ±（%+ Auflösung）	Temperaturkoeffizient（ppm/℃）	Prüfspannung
10 kΩ	1 Ω	0,1+5	25	50 V
100 kΩ	10 Ω	0,1+5	25	50 V
1 MΩ	100 Ω	0,1+5	25	50 V
10 MΩ	1 kΩ	0,1+5	50	50 V
0,1 GΩ	10 kΩ	0,1+5	50	50 V
1 GΩ	100 kΩ	0,1+10	50	500 V
10 GΩ	1 MΩ	0,35+20	50	500 V
100 GΩ	10 MΩ	0,35+20	200	500 V
1 TΩ	10 GΩ	2+100	200	1000 V
10 TΩ	100 GΩ	5+1000	200	1000 V
100 TΩ	1 TΩ	10+1000	500	1000 V
1000 TΩ	10 TΩ	20+1000	500	1000 V

Wenn genaue und zuverlässige Prüfergebnisse erzielt werden sollen, kommt es nicht nur auf die hohe Genauigkeit des Prüfgeräts selbst und fortschrittliche Prüfprinzipien an, sondern auch auf die richtigen Prüfmethoden sowie eine geeignete Prüfumgebung. Das Wesen der Hochwiderstandsprüfung besteht darin, Mikroströme zu prüfen, die sehr empfindlich auf Umwelt-, dielektrische und Materialfaktoren reagieren.

1.) Die Vorbereitung für hochohmige Messungen

Vor der Durchführung von Hochwiderstandsmessungen ist auf folgendes zu beachten.

a.) Auswahl der Umgebung
Bei der Durchführung von Hochwiderstandsprüfungen wird empfohlen, dass der Anwender die Prüfung in trockener Luft durchführt, um eine genaue Messung des Widerstands des zu prüfenden Objekts zu erhalten. Obwohl der Front-End-Verstärker des CHT3530 in einem wasserdichten Metallgehäuse untergebracht ist, kann feuchte Luft das Prüfende und den Prüfling kontaminieren und die Genauigkeit der Prüfung beeinträchtigen.
Die Prüfumgebung muss mechanische Vibrationen vermeiden, die Reibung zwischen dem inneren Kern der Messleitung und der Frequenzabschirmung verursachen können, was zu statischen Reibungsstörungen führt.

b.) Vorbereitung der Vorrichtungen

Vor der Prüfung bereiten Sie bitte die Prüfvorrichtung vor. Wenn Sie einen hohen Widerstand prüfen müssen, bereiten Sie bitte die Elektrostatikbox vor. Verunreinigte Halterungen können aufgrund elektrochemischer Effekte einen Abfall des Isolationswiderstands verursachen, was zu Testfehlern oder Versagen führt. Es wird empfohlen, kontaminierte Armaturen mit einer geringen Menge eines flüchtigen organischen Lösungsmittels (z.B. Methanol) zu reinigen.

c.) Elektrostatische Abschirmung

Elektrostatische Kopplung und Interferenzen können auftreten, wenn sich ein geladener Gegenstand in der Nähe des Eingangs der zu prüfenden Schaltung befindet. Bei niedriger Impedanz ist die Wirkung der Interferenz unbedeutend, da die Ladung schnell abfließt. Bei hochohmigen Materialien kann die Ladung jedoch nicht schnell abgeleitet werden, was zu instabilen Messergebnissen führen kann. Da fehlerhafte Messwerte durch elektrostatische Gleich- oder Wechselfelder verursacht werden können, hilft eine elektrostatische Abschirmung, die Auswirkungen solcher Felder zu minimieren. Falls vorhanden, empfehlen wir, dass der Benutzer die Prüfung in einer elektrostatischen Kammer durchführt. Ist dies nicht möglich, empfiehlt es sich, eine Metallplatte unter das zu prüfende Objekt zu legen und diese mit der Frequenzabschirmung zu verbinden, die auch einen guten Schutz gegen statische Elektrizität bietet.

d.) Schließen Sie das Netzkabel und die Testleitung richtig an

Vergewissern Sie sich, dass das Netzkabel des Geräts eine gute Erdung hat. Eine schlechte Erdung des Geräts und starke Gleichtaktstörungen beeinträchtigen die Genauigkeit und Stabilität der Prüfung. Nach dem Einschalten ist der Spannungsausgang ausgeschaltet. Öffnen Sie zu Ihrer Sicherheit den Ladeknopf erst, wenn die Messleitungen angeschlossen sind.

Schließen Sie die richtige Anzahl von Messleitungen gemäß den Anweisungen an. Wenn Sie eine Elektrostatikbox verwenden, schließen Sie bitte die Verkabelung korrekt an die Elektrostatikbox an.

2.) Prüfungsschritte

a.) Einschalten und Aufwärmen
Um die Nenngenauigkeit und Stabilität des Geräts zu erreichen, muss das Gerät vor Beginn der Messung 15 Minuten lang aufgewärmt werden.

b.) Nullkalibrierung des Systems
Wird der Front-End-Verstärker nicht für die "Nullung" korrigiert, überlagert die resultierende Vorspannung das Eingangssignal und erzeugt einen Fehler, der auf das Vorhandensein von verstimmter Spannung und verstimmtem Strom zurückzuführen ist. Die Verzerrung wird gewöhnlich als Funktion der Zeit oder der Temperatur ausgedrückt. Die Nullpunktverschiebung über einen bestimmten Zeit- und Temperaturbereich sollte innerhalb der angegebenen Grenzen liegen. Durch Temperatursprünge verursachte Verzerrungen können die angegebene Spezifikation überschreiten, bevor sie Stabilität erreichen. Eine typische Änderungsrate der Raumtemperatur (1°C/15 Minuten) führt normalerweise nicht zu solchen Überschreitungen. Ein Systemnullabgleich ist normalerweise nur beim ersten Einschalten des Geräts oder nach einer längeren Testphase aufgrund einer starken Veränderung der Umgebung erforderlich.
Ausführung: Geben Sie das Symbol für die Systemkalibrierung ein, ohne das Passwort einzugeben, um auf das Menü zuzugreifen, und halten Sie den Testanschluss 5 Sekunden lang in einem gut geöffneten Stromkreis (5 Sekunden ist die Aufbauzeit, die im folgenden Abschnitt beschrieben wird), drücken Sie OK, um den Systemnullabgleich durchzuführen, und warten Sie, bis der Nullabgleich 100 % erreicht hat, bevor Sie das Menü verlassen.

c.) Löschen des Hintergrundstroms (Panel-Nullstellung)

Der Hintergrundstrom ist die Drift der Basis aufgrund von Änderungen des Vorspannungsstroms, die durch Faktoren wie Änderungen der Leckage von Schutzeinrichtungen, Prüfleitungen usw. oder Änderungen der Prüfumgebung oder Änderungen des elektrischen Feldes während der Prüfung verursacht werden. Der Eingangsvorspannungsstrom wird dem zu prüfenden Strom überlagert, so dass das Messgerät die Summe der beiden Ströme misst: IM = IS + IOFFSET.
einiger der Faktoren. Versuchen Sie bei der Entfernung des Hintergrundstroms, alle stromführenden Gegenstände (einschließlich Personen) und Leiter von den empfindlichen Bereichen des Prüfkreises fernzuhalten und vermeiden Sie Bewegungen und Vibrationen in der Nähe des Prüfbereichs.

bei geöffnetem Messende eine große Basis hat, müssen Sie es auf Null stellen. Dies kann durch Drücken der Schaltfläche "Löschen" auf dem Testbildschirm geschehen. Berühren oder erschüttern Sie die Messleitungen nicht, wenn Sie eine Klärung durchführen, sondern halten Sie die Messleitungen gut offen. Es ist eine gute Idee, die Messleitungen hängen zu lassen, bis die Aufbauzeit verstrichen ist und die Bodenzahl stabil ist. Hinweis: Es gibt einen Unterschied zwischen dem System-Nullabgleich und dem Panel-Nullabgleich.

d.) Der System-Nullabgleich
Der System-Nullabgleich wird durch die Einstellung der internen Vorspannung des Geräts erreicht, wodurch die Linearität des Geräts verbessert und Fehlausrichtungen reduziert werden. Die Nullstellung der Anzeige ist ein einfacher Subtraktionsvorgang, um die Basis der Anzeige abzuziehen. Anschluss des Prüflings Der Prüfling wird in einer elektrostatisch abgeschirmten Umgebung platziert (um Störungen durch statische Felder zu vermeiden), und der Prüfling und die Abschirmung werden in einem hochisolierten Zustand platziert, die verhindert, dass der gemessene Strom überbrückt wird.

Versuchen Sie, ein übermäßiges Verdrehen der Probenahmeleitung zu vermeiden, da die Abdeckleitung bei Verdrehung einen piezoelektrischen Effekt und bei langsamer Dehnung eine statische Reibung erzeugt, was zu Testfehlern oder sprunghaften Messwerten führen kann.

Spannungsausgang
Drücken Sie auf dem Messbildschirm die Taste "Spannungseinstellung" und geben Sie die gewünschte Prüfspannung ein. Vergewissern Sie sich, dass die Prüfklemme offen ist, und drücken Sie die Taste "Laden/Entladen", um die Spannung auszugeben, die dann am Hochspannungsausgang ausgegeben wird.

e.) Teststart
Es ist normal, dass die Prüfung eine gewisse Zeit braucht, um sich zu stabilisieren. Diese Zeit hängt mit dem Widerstand und der Streukapazität des Prüfobjekts und den Materialeigenschaften des Prüfobjekts zusammen und wird in der Regel als Aufbauzeit bezeichnet (Einzelheiten siehe nächster Abschnitt). Halten Sie während der Prüfung alle stromführenden Gegenstände (einschließlich Personen) und Leiter so weit wie möglich von den empfindlichen Bereichen des Prüfkreises entfernt und vermeiden Sie Bewegungen und Vibrationen in der Nähe des Prüfbereichs. Es können keine Messungen vorgenommen werden, bevor die Aufbauzeit verstrichen ist.

f.) Ende der Messung
Ende der Messung Drücken Sie die Taste "Laden/Entladen", um den Spannungsausgang auszuschalten und den Prüfling zu entfernen.

g.) Wiederholte Tests
Um die Zuverlässigkeit und Authentizität der Daten zu gewährleisten, kann der Benutzer den Vorgang der Schritte (c) ~ (f) wiederholen

3.) Die Aufbaudauer

Die Aufbauzeit des Stromkreises ist besonders wichtig bei der Messung hoher Widerstände. Die Aufbaudauer der Messung wird durch die Parallelkapazität beeinflusst
der durch das Verbindungskabel, die Prüfvorrichtung und den Prüfling erzeugt wird. Die Parallelkapazität (C) muss durch den Prüfstrom (I) auf die Prüfspannung aufgeladen werden. Die zum Aufladen des Kondensators benötigte Zeit wird durch die RC-Zeitkonstante (Verdopplungszeitkonstante) bestimmt und ergibt die bekannte Exponentialkurve. Dies erfordert eine Wartezeit vom 4- bis 5-fachen der Zeitkonstante, bevor ein genauer Messwert erreicht wird. Bei der Messung sehr hoher Widerstandswerte kann die Aufbauzeit mehrere Minuten betragen, je nach dem Wert der Shunt-Kapazität im Prüfsystem. Wenn z. B. C 10pF ist, beträgt die Zeitkonstante für die Messung eines Widerstands von 1TΩ 10 Sekunden. Daher ist eine Aufbauzeit von 50 Sekunden erforderlich, um den Messwert auf 1 % vom Endwert zu stabilisieren. Um die Aufbauzeit bei der Messung hochohmiger Widerstände zu minimieren, werden die Anschlusskabel so kurz wie möglich gehalten, damit die Parallelkapazität im System tatsächlich so klein wie möglich ist. Darüber hinaus kann die Einrichtungszeit durch den Einsatz von Schutztechniken erheblich verkürzt werden. Und schließlich sind Widerstandsmessungen mit der Spannungs- und Strommessmethode wegen der geringeren Einrichtungszeit im Allgemeinen schneller.

Hinweis: Um genauere und stabilere Messungen zu erhalten, wird empfohlen, die Prüfgeschwindigkeit des Geräts auf "langsam" einzustellen, die durchschnittliche Anzahl der Prüfungen auf "20", und bei der Prüfung neuer Produkte eine Anlaufzeit von etwa 30-50 Sekunden abzuwarten, bevor die Messdaten betrachtet werden.

4.) Testen Sie die Verbindung

Das Kabel zwischen dem Eingangsende des Instruments und dem zu prüfenden Gerät muss ebenfalls abgeschirmt sein. Die kapazitive Kopplung zwischen der elektrostatischen Rauschquelle und dem Signalleiter oder Kabel kann stark reduziert werden, indem der Signalleiter mit einer Metallabschirmung umschlossen wird, die mit dem Masseende verbunden ist. Bei dieser Abschirmung fließen die von der elektrostatischen Spannungsquelle und den Koppelkondensatoren erzeugten Rauschströme durch die Abschirmung zur Erde und nicht mehr durch die Signalleitung.

Im Allgemeinen kann die Einhaltung der folgenden Richtlinien den durch elektrostatische Kopplung erzeugten Strom minimieren:

Im Allgemeinen können die folgenden Richtlinien beachtet werden, um die durch elektrostatische Kopplung erzeugten Ströme zu minimieren.
* Halten Sie alle stromführenden Gegenstände (einschließlich Personen) und Leiter von den empfindlichen Bereichen des Prüfkreises fern.
* Vermeiden Sie Bewegungen und Vibrationen in der Nähe des Prüfbereichs.
* Wenn der gemessene Strom weniger als 1nA beträgt, schirmen Sie das zu prüfende Gerät ab, indem Sie es mit einer Metallkappe umgeben und diese Kappe mit dem gemeinsamen Ende des Prüfkreises verbinden. Wenn eine isolierte Elektrodenprüfbox zur Verfügung steht, kann das zu prüfende Teil zur Prüfung in die Elektrodenbox gelegt werden.

Widerstandtester Serie HT3544

Der Präzisions-DC-Widerstandstester HT3544 ist einer der präzistesten DC-Widerstandstester der Branche. Der HT3544 DC-Widerstandstester besitzt ein 3,5 Zoll großes Display und besitzt einen Messbereich von 3mΩ bis 3 MΩ. Aufgrund der minimalen Auflösung von 0,1 μΩ sowie einer Messgenauigkeit von 0,02 % eignet sich der Widerstandstester gut für die Inspektion von Umrichtermotoren und andere Anwendungen, die eine hochauflösende Widerstandsmessung erfordern. Ausgestattet mit RS232/RS485/LAN-Schnittstellen und EXT I/O-Port eignen sich die Geräte der HT3544 Widerstandstester Serie für die Durchführung automatischer Tests in Test- oder Produktionslinien.