Měření stejnosměrných odporů je jednou z funkcí, které nabízí téměř každý stolní multimetr. Proč byste tedy měli potřebovat samostatný měřič odporu?
Jeden z nejlepších digitálních multimetrů dostupných na trhu nabízí nejnižší rozsah odporu 1 Ohm. To určitě není špatné a při vývoji obvodů nebo testování desek plošných spojů více než dostačující. Při měření elektrického odporu vodivých materiálů nebo kontaktů svarů však pracujete s hodnotami, které se pohybují spíše v rozsahu mOhm nebo µOhm. Proto má základní model stolního měřiče odporu od společnosti HIOKI - RM3544 - nejnižší rozsah odporu již 30 mOhm. Jeho větší bratr RM3545 má nejnižší rozsah odporu dokonce 10 mOhm a rozlišení pouhých 0,01 µOhm.
Dalším aspektem je doba měření: Multimetry nejsou nutně optimalizovány pro provádění měření vysokou rychlostí; naproti tomu odporové měřiče HIOKI byly navrženy tak, aby mohly provádět měření odporu i v prostředí hromadné výroby, kde je rychlost jedním z klíčových faktorů. Například při výrobě lithium-iontových baterií se obvykle testuje kvalita jednoho každého bodového svarového spoje k přípojnici měřením kontaktního odporu. Přístroj RM3545 dokáže takové měření provést v nejmenším rozsahu odporu 10 mOhm za pouhých 41 ms (režim FAST). Ve vyšších rozsazích měřeného odporu je doba měření dokonce jen 2,2 ms.
Velmi užitečnou funkcí - kterou je těžké najít i u některých špičkových multimetrů - je funkce kontroly nakontaktování (CONTACT CHECK) před samotným měřením: Pokud je aktivována, zahájí měření až poté, co se ujistí, že sonda má správný kontakt s testovaným zařízením. To je funkce, která jistě není kritická v laboratorním prostředí, ale je opravdu užitečná ve výrobě, kde pomáhá zabránit falešným PASS výsledkům měření, způsobeným nedostatečným kontaktem sondy s DUT. (Pozn. autora: Funkce CONTACT CHECK je k dispozici ve všech verzích RM3545, ale nikoliv u RM3544 / RM3544-01).
Vraťme se k příkladu se svary přípojnic bateriového modulu: Nejdelší dobu v procesu testování zabere mechanické umístění DUT ke zkušební sondě nebo zkušebnímu přípravku. Po správném usazení tak přirozeně chcete provést co nejvíce testů naráz, než budete muset DUT znovu přemístit. Zde přicházejí ke slovu přepínací jednotky (multiplexery). Zejména při vysokém počtu testů, které je třeba provést, poskytují specializované multiplexery, o kterých jsme podrobněji psali zde, potřebný počet měřicích kanálů. Pokud je ale požadovaný počet kanálů dvacet nebo méně, pak taková specializovaná jednotka multiplexeru není nutná. V takovém případě nabízí na zadním panelu model RM3545-02 dva volné sloty, ve kterých mohou být instalovány přepínací karty Z3003. Každá z těchto karet nabízí 10 měřicích kanálů pro čtyřvodičová měření, přičemž je lze k uvedenému modelu měřiče odporu přidat velmi snadno plug-and-play způsobem. (Pozn. autora: Přepínací karty lze přidat jen a pouze právě k modelu RM3545-02).
Čtyřvodičové měření obvykle znamená odpovídající čtyři konektory na měřicím přístroji. Pokud se však na model RM3544 nebo RM3545 podíváte pozorněji, pak uvidíte konektorů pět. Pátý konektor je totiž ochranný, určený ke snížení šumu, který se stává nezanedbatelným při snižujících se zkušebních proudech, tj. v rozsahu vysokých odporů. Technicky vzato představuje tato dodatečná funkcionalita uzemnění stínění měřicí sondy. Popsaná ochrana je součástí sond HIOKI s označením L2101, L2102, L2103 a L2104. Samozřejmě můžete s RM3544 a RM3545 používat také sondy, které se nepřipojují k tomuto ochrannému konektoru, například tu s označením L2100. Zejména pokud hodláte měřit nízké odpory, pak jsou zkušební proudy vysoké a vliv šumu malý. Na druhou stranu, v rozsahu odporů v řádu MOhm, již bude vliv šumu značný a výsledky měření tak bez tohoto způsobu stínění mohou být zkreslené.
Stejně tak snímač teploty Z2001 není jen příjemným doplňkem, který umožňuje při měření odporu změřit rovnou také teplotu. Hlavním přínosem je totiž naměřenou hodnotu odporu korigovat zohledněním teplotního koeficientu pro daný materiál vodiče a skutečnou aktuální teplotu okolí. To je užitečné zejména v případech, kdy měření nelze provádět v prostředí s kontrolovanou teplotou. Snímač teploty Z2001 je standardní součástí příslušenství modelů RM3545 a volitelným příslušenstvím pro RM3544.
Dalším velmi praktickým příslušenstvím je LED Comparator Attachment L2105, který indikuje výsledky po komparaci s přednastavenými mezemi hodnot odporu (v paměti přístroje) pomocí zelené a červené LED diody - čímž odpadá nutnost dívat se na displej. A navíc, vzhledem k tomu, že se kontrolka nerozsvítí v případě rozpojeného obvodu (tj. není kontakt mezi sondou a DUT), lze toto malé volitelné příslušenství použít také k zajištění správného připojení k DUT.
A na závěr tu máme ještě přístroj z úvodního obrázku; pokud totiž máte aplikaci, která vyžaduje měřicí přístroj s nízkým rozsahem odporu, ale zároveň není možné použít stolní měřič odporu, pak ideálním řešením je model HIOKI RM3548. Je přenosný, ale přesto má nejmenší rozlišení pouhý 1 µOhm a nabízí nejmenší měřicí rozsah již 3 mOhm. RM3548 není vybaven ochranným konektorem popsaným výše, protože tento přenosný měřič se obvykle používá pro nižší odpory. Jak bylo uvedeno, nižší odpory znamenají, že se pro měření používají převážně vyšší měřicí proudy, takže uzemnění stínění sondy není nutné. Porovnáme-li dále stolní variantu RM3545 s nejvyšším možným rozsahem 1200 MOhm, uvidíme, že největší rozsah odporu měřiče RM3548 je "jen" 3,5 MOhm.
Stejně jako stolní modely RM3544 a RM3545 podporuje i RM3548 volitelné LED příslušenství L2105. A stejně jako stolní modely nabízí RM3548 funkci teplotní kompenzace. Jen upozorníme, že teplotní čidlo pro RM3548 je označeno Z2002, tedy jedná se o jiné čidlo než to u stolních modelů.
A slovo závěrem? Multimetry bezpochyby nabízejí obrovskou škálu funkcí, které z nich činí jeden z nejdůležitějších testovacích nástrojů na laboratorním stole. Přesto ale existují aplikace, kde specializované měřiče odporu mohou představovat skutečně významný rozdíl (a přínos) v měření.
Autor: Kai Scharrmann, HIOKI EUROPE GmbH
