Worauf es bei der Verschaltung von Spannungen ankommt

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ET System electronic GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Keithley Instruments, Inc.

Alle Leitungen auf gleicher Temperatur halten

Bei vielen Messungen nimmt die gemessene Spannung um eine kontinuierlich ansteigende thermoelektrische Spannung zu. Die thermischen Zeitkonstanten können dabei Sekunden bis Stunden betragen. Auch wenn bei Halbleiterrelais keine Spulenverlustleistung anfällt, kann die durch den internen Spannungsabfall generierte Wärme trotzdem zu einer thermoelektrischen Drift führen. Dagegen ist die thermoelektrische Drift bei Stromstoßrelais sehr gering, da diese über einen Stromimpuls betätigt werden.

Die Verbindungen mit der Karte stellen weitere Quellen für thermisch generierte Spannungen dar. Wo auch immer möglich sollten die Verbindungen mit der Karte mit unverzinnten Kupferleitern erfolgen und alle Leitungen auf der gleichen Temperatur gehalten werden. Um die Offsetspannung zu kompensieren, kann ein kurzgeschlossener Kanal als Nullreferenz dienen. Allerdings ist dieser Ansatz nicht ideal, da sich auch diese Offset-Spannung im Laufe der Zeit aufgrund von Eigenerwärmung und schwankender Umgebungstemperaturen ebenfalls verändern kann.

Bei der Verschaltung von kleinen Spannungen zur Messung sehr kleiner Widerstände lassen sich die thermoelektrischen Offset-Spannungen durch den Einsatz einer Offset-Kompensation kompensieren. Dies erfordert zwei Spannungsmessungen mit zwei unterschiedlichen Strömen. Um den Widerstand zu bestimmen, wird die Differenz der zwei resultierenden Spannungen durch die Differenz der zwei Testströme dividiert:

• Verunreinigungen von Kontaktoberflächen

Eine dünne Schicht von Verunreinigungen auf der Oberfläche erhöht den Widerstand. Dadurch können die durchgeschalteten Spannungen bei Messungen oder der Einspeisung kleiner Spannungen verfälscht werden. Spannungen >100 mV sind üblicherweise ausreichend, um diese Verunreinigung zu entfernen. Durch den Einsatz von Schaltkarten mit Halbleiterschaltern lassen sich derartige Probleme verhindern.

• Magnetische Interferenz:

Ein Magnetfeld mit einer hohen Änderungsgeschwindigkeit, wie bei einem Schaltnetzteil oder wenn ein hoher Strom ein- und ausgeschaltet wird, kann in einer benachbarten Niederspannungsschaltung zur Induzierung von Impulsen von vielen Mikrovolt führen und somit Fehler verursachen.

Die magnetische Interferenz kann durch eine möglichst weite räumliche Trennung der Störquelle von der empfindlichen Schaltung, durch eine magnetische Abschirmung, die Verwendung abgeschirmter verdrillter Kabel und durch die Reduzierung des von der Störquelle und der Signalleiter umschlossenen Bereichs minimiert werden.

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