Worauf es bei der Verschaltung von Spannungen ankommt

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ET System electronic GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Keithley Instruments, Inc.

Vier-Draht-Messung korrigiert Spannungsabfall

Wenn eine Spannungsquelle auf mehrere Bauteile geschaltet wird, kann eine Kompensation des Spannungsabfalls aufgrund des Schaltwiderstandes erforderlich sein. Speziell wenn die Bauteile einen niedrigen Widerstand aufweisen, kann der durch die Schalter fließende Strom einen nicht vernachlässigbaren Spannungsabfall verursachen. Mit einer Vier-Draht-Messung (Remote Sensing), bei der eine separate Verbindung für die Messleitungen zur Last hergestellt wird, kann der Spannungsabfall über den Schaltern und die Verdrahtung korrigiert werden.

Werden Signale mit einigen Millivolt oder kleiner verschaltet, lassen sich Spannungsfehler mit besonderen Verfahren verhindern. Diese Fehler können durch thermoelektrische Offset-Spannungen der Karte und Verbindungsleitungen, Oberflächenverunreinigungen der Schaltkontakte, magnetischer Interferenz oder Masseschleifen verursacht werden.

Thermoelektrische Offsetspannung

Eine entscheidende Spezifikation einer Karte zur Verschaltung von kleinen Spannungen ist das Kontakt-Potenzial bzw. die thermoelektrische Offset-Spannung. Die thermoelektrische Spannung ist eine durch den Temperaturunterschied an der Verbindungsstelle verschiedener Metalle erzeugte Spannung, wie beispielsweise zwischen einem Nickeleisen-Reed-Relais und einem angeschlossenen Kupferleiter. Der Temperaturgradient wird normalerweise durch die Verlustleistung der Erregerspule verursacht.

Die Offsetspannung addiert sich direkt zur Signalspannung und kann als eine unerwünschte Spannungsquelle betrachtet werden, die in Reihe mit dem eigentlichen Signal geschaltet ist. Die Offsetspannung verfälscht damit den an ein Testobjekt (DUT) angelegten Stimulus oder den vom Voltmeter gemessenen Spannungswert.

Verschiedene Faktoren können die Drift einer Karte aufgrund thermoelektrischer Spannung beeinflussen, beispielsweise die Art der verwendeten Relais (Reed, Halbleiter oder elektromechanisch), die Art der Spule (Stromstoß oder monostabil) und das für die Kontaktoberfläche genutzte Material (Nickellegierung oder Gold). Die Verlustleistung der Spule eines Reed-Relais kann zu einer Temperaturerhöhung über einige Minuten führen, somit sollte die Messung kleiner Spannungen innerhalb weniger Sekunden nach dem Schließen der Kontakte erfolgen.

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