Измерение тока утечки и сопротивления изоляции

Содержание

• Введение
• Необходимое оборудование
• Измерение тока утечки
• Измерение сопротивления изоляции

Введение

Чтобы измерить ток утечки или сопротивление изоляции, необходимо подать на устройство фиксированное напряжение и измерить результирующий ток. В зависимости от тестируемого устройства измеряемый ток обычно очень маленький и составляет обычно менее 10 нА.

В данной измерительной задаче представлены способы тестирования при помощи источника-измерителя Keithley SourceMeter® для:

• измерения тока утечки на конденсаторе;
• измерения сопротивления изоляции между двумя проводниками коаксиального кабеля.

Единственное различие между этими двумя примерами применения заключается в том, что при измерении тока утечки результаты представлены в единицах измерения Ампер, а при измерении сопротивления изоляции — в Омах.

При измерении тока утечки напряжение подается в течение определенного периода времени, поскольку устройству требуется время, чтобы зарядиться. В некоторых случаях результирующий ток измеряется все время, пока устройство находится под электрическим смещением. В других случаях производится только одно считывание показаний в конце периода тренировки.

Выполнить оба типа измерения при помощи Keithley SourceMeter® можно как с передней панели прибора, так и при помощи удаленного управления с командами SCPI или командами процессора тестовых сценариев (TSP®).

Необходимое оборудование

• Один источник-измеритель Keithley SourceMeter® модели 2450, 2460, 2461;
• Два триаксиальных кабеля 237-ALG-2;
• Один конденсатор для измерения тока утечки;
• Один коаксиальный кабель или другое устройство для измерения сопротивления изоляции;
• Один кабель Ethernet, GPIB или USB для использования удаленных команд TSP и SCPI.

В качестве примера рассмотрим измерение тока утечки и сопротивления изоляции на примере модели Keithley SourceMeter® 2450.

В зависимости от тестируемого устройства измеряемый ток, как правило, очень маленький и его значение составляет меньше 10 нА. Измерение тока утечки и сопротивления изоляции требует измерения очень маленьких величин. Для получения более точных показаний, подключите тестируемое устройство к задней панели источника-измерителя Keithley SourceMeter® 2450 при помощи триаксиальных кабелей с низким уровнем шума к клеммам FORCE HI и FORCE LO.

Схема подключения к источнику-измерителю и схематическое представление отображены на рисунке 1 (измерение тока утечки) и рисунке 2 (измерение сопротивления изоляции).

Рис. 1. Схема подключения и схематическое представление процесса при измерении тока утечки конденсатора

Рис. 2. Схема подключения и схематическое представление процесса при измерении сопротивления изоляции между двумя проводниками коаксиального кабеля

На рисунках 1 и 2 показаны соединения через клеммы на задней панели с тестируемым устройством. Если при измерении утечки конденсатора будет высокий уровень шума, то может потребоваться использовать режим высокой емкости или добавить последовательно с конденсатором диод с прямым смещением и малым током утечки.

Измерение тока утечки

В данной измерительной задаче показано, как использовать модель Keithley SourceMeter® 2450 для измерения тока утечки конденсатора емкостью 1 нФ.

Источник Keithley SourceMeter® 2450 настраивается на выдачу 20 В, а измеритель прибора выполняет измерение результирующего тока утечки, как функции от времени. Прибор производит измерения тока за определенный период времени.

Последовательность действий:

• Перезагрузить прибор.
• Настроить прибор на считывание через клеммы на задней панели.
• Выбрать функцию источника напряжения и функцию измерения тока.
• Установить значение на выходе источника напряжения.
• Включить автоматическую настройку.
• Установить задержку измерения.
• Использовать шаблон «Длительный цикл» для сигнала запуска для проведения измерений в течение заданного периода времени.
• Включить выход источника прибора.
• Считывать показания в течение определенного периода времени.
• Выключить выход источника.

При использовании модели 2450 для измерения малых значений тока убедитесь, что тестируемое устройство электростатически экранировано. Если номинальное значение емкости конденсатора превышает 20 нФ, необходимо включить режим высокой емкости для достижения наилучших результатов.

Результат измерения можно посмотреть также в графическом виде на дисплее прибора.

Рис. 3. Результат измерения тока утечки в графическом виде

Измерение сопротивления изоляции

В данной измерительной задаче показано, как использовать модель Keithley SourceMeter® 2450 для измерения сопротивления изоляции между дорожками печатной платы или между проводниками или жилами в кабелях и разъемах.

Источник Keithley SourceMeter® 2450 настраивается на выдачу 20 В, а измеритель прибора – на снятие 10 показаний сопротивления с интервалом времени 100 мс. По окончании снятия измерений вывод сигнала прекращается.

Последовательность действий:

• Перезагрузить прибор.
• Настроить прибор на считывание через клеммы на задней панели.
• Выбрать функцию источника напряжения и функцию измерения сопротивления.
• Установить значение на выходе источника напряжения.
• Включить автоматический выбор диапазона.
• Использовать шаблон «Простой цикл» для установки количества считываний.
• Установить количество считываемых показаний 10.
• Установить задержку.
• Включить выход источника прибора. По окончании снятия 10 измерений выход источника автоматически отключится.

Как и в случае измерения тока утечки, результат измерения можно посмотреть на дисплее прибора и в графическом виде.

Провести необходимое тестирование можно и с использованием интерфейсов дистанционного управления при помощи подачи команд SCPI или кодов процессора тестовых сценариев TSP.