R&S HM8118 Programmable LCR Bridge
HM8118
Programmable
LCR-Bridge
Benutzerhandbuch
User Manual
*5800441102*
Version 04
Benutzerhandbuch / User Manual
Test & Measurement
5800441102
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
HAMEG Instruments GmbH Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt:
Bezeichnung: Programmierbare LCR-Messbrücke
Typ: HM8118
mit:HO820
Option:HO880
mit den Bestimmungen des Rates der Europäischen Union zur Angleichung
der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten
❙❙ betreffend elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb
bestimmter Spannungsgrenzen (2006/95/EG) [LVD]
❙❙ über die elektromagnetische Verträglichkeit (2004/108/EG) [EMCD]
❙❙ über die Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher
Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (2011/65/EG) [RoHS]
übereinstimmt.
Die Übereinstimmung mit LVD und EMCD wird nachgewiesen durch die
Einhaltung folgender Normen:
EN 61010-1: 04/2015
EN 61326-1: 07/2013
EN 55011: 11/2014
EN 61000-4-2: 12/2009
EN 61000-4-3: 04/2011
EN 61000-4-4: 04/2013
EN 61000-4-5: 03/2015
EN 61000-4-6: 08/2014
EN 61000-4-11: 02/2005
EN 61000-6-3: 11/2012
Bei der Beurteilung der elektromagnetischen Verträg-lichkeit wurden die
Störaussendungsgrenzwerte für Geräte der Klasse B sowie die Störfestigkeit
für Betrieb in industriellen Bereichen zugrunde gelegt.
Datum:8.6.2015
Unterschrift:
Holger Asmussen
General Manager
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV
Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von HAMEG die gültigen Fachgrund- bzw. Produktnormen zu
Grunde gelegt. In Fällen, wo unterschiedliche Grenzwerte
möglich sind, werden von HAMEG die härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die Störaussendung werden die
Grenzwerte für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der
Störfestigkeit finden die für den Industriebereich geltenden
Grenzwerte Anwendung. Die am Messgerät notwendigerweise angeschlossenen Mess- und Datenleitungen beeinflussen die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in erheblicher Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch
je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen
mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur
mit ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern
die Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale
Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3m nicht
erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden. Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer
Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen sein. Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEEBus Kabel ist das von HAMEG beziehbare doppelt geschirmte Kabel HZ72 geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle
und Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls keine geringere Länge vorgeschrieben ist, dürfen Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/
Steuerung) eine Länge von 1m nicht erreichen und sich
nicht außerhalb von Gebäuden befinden. Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Massever-bindung muss Sorge getragen werden. Bei Signalgeneratoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel
(RG223/U, RG214/U) verwendet werden.
Allgemeine
Hinweise zur
CE-Kennzeichnung
3. Auswirkungen auf die Geräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder
magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die angeschlossenen Kabel und Leitungen
zu Einspeisung unerwünschter Signalanteile in das Gerät kommen. Dies führt bei HAMEG Geräten nicht zu einer
Zerstörung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige Abweichungen der Anzeige – und Messwerte über die vorgegebenen Spezifikationen hinaus können durch die äußeren
Umstände in Einzelfällen jedoch auftreten.
HAMEG Instruments GmbH
2
Inhalt
Inhalt
1
Wichtige Hinweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1Symbole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2Auspacken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Aufstellen des Gerätes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.6Umgebungsbedingungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.7 Gewährleistung und Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.8Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.9Netzeingangssicherungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.10Netzspannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen. . . . . . . . . . . . . 6
1.12Produktentsorgung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2
Bezeichnung der Bedienelemente. . . . . . . . . . . 7
3Schnelleinstieg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2 Vermessen eines Kondensators. . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.1Anschließen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2 Einschalten des Gerätes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3 Vermessen einer Spule. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.4 Vermessen eines Widerstands. . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3Netzfrequenz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.4Messprinzip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.5Messgenauigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5
Einstellen von Parametern. . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.1Werte-/Parametereingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6Messwertanzeige. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %) . . . . . . . 14
6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#). . . . . . . 14
5.2 Auswahl der Messfunktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
6.3 Referenzwert (REF_M, REF_S). . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6.4Messbereichswahl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6.5Schaltungsart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7Gerätefunktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.1 SETUP Menü. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
7.1.1 Messfrequenz FRQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.1.2 Spannung LEV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.1.3 Vorspannung / Vorstrom BIAS . . . . . . . . . . . . . . . . 17
7.1.4 Messbereich RNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
7.1.5 Messgeschwindigkeit SPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.1.6 Triggerung TRIG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.1.7 Verzögerung DELAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.1.8 Mittelwertbildung AVG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.1.9Testsignalpegelanzeige
Vm (Messspannung) / Im (Messstrom):. . . . . . . . . . 19
7.1.10Guarding GUARD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.1.11Abweichung DEV_M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.1.12Referenz REF_M. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.1.13Abweichung DEV_S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.1.14Referenz REF_S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.1.15Konstantspannung CST V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.2 CORR Menü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.3 Menüfunktion SYST. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
7.4 Speichern / Laden von Einstellungen. . . . . . . . . . . . 23
7.5Werkseinstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
8Messzubehör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
8.1 4-Draht Testadapter HZ181 (inkl. Kurzschlussplatte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.2 Kelvin-Messkabel HZ184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.3 4-Draht Transformator-Messkabel HZ186. . . . . . . . 26
8.4 4-Draht-SMD-Testadapter HZ188. . . . . . . . . . . . . . . 28
8.5 Option HO118 Binning Interface zur Bauelementsortierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
9Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.1RS-232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.2 USB / VCP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.3 IEEE-488 (GPIB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
10Befehlsreferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10.1 Aufbau der Befehlsstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10.2 Unterstützte Befehls- und Datenformate. . . . . . . . . 33
10.3 Befehlsliste Binning Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
11 Technische Daten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3
Wichtige Hinweise
1Wichtige
Hinweise
1.1Symbole
(1)
(2)
(3)
Symbol 1:
Achtung, allgemeine Gefahrenstelle –
Produktdokumentation beachten
Symbol 2:
Vorsicht Hochspannung
Symbol 3:
Masseanschluss
1.2Auspacken
Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollständigkeit (Messgerät, Netzkabel, Produkt-CD, evtl. optionales Zubehör). Nach dem Auspacken sollte das Gerät auf
transportbedingte, mechanische Beschädigungen und lose
Teile im Innern überprüft werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, bitten wir Sie sofort den Lieferant zu informieren. Das Gerät darf dann nicht betrieben werden.
1.3 Aufstellen des Gerätes
Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen
aufgestellt werden:
Abb. 1
Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr als drei
Messgeräte übereinander gestapelt werden, da ein zu hoher Geräteturm instabil werden kann. Ebenso kann die
Wärmeentwicklung bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte
dadurch zu groß werden.
1.4Sicherheit
Dieses Gerät wurde gemäß VDE0411 Teil1, Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel, und Laborgeräte, gebaut, geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch den Bestimmungen der europäischen
Norm EN 61010-1 bzw. der internationalen Norm IEC 1010-1.
Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender die Hinweise
und Warnvermerke beachten, die in dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse, Chassis und alle Messanschlüsse sind mit dem Netzschutzleiter verbunden. Das
Gerät entspricht den Bestimmungen der Schutzklasse 0.
Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung innerhalb oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig!
Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der
Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise
angeschlossen werden. Benutzen Sie das Produkt niemals,
wenn das Netzkabel beschädigt ist. Überprüfen Sie regelmäßig den einwandfreien Zustand der Netzkabel. Stellen
Sie durch geeignete Schutzmaßnahmen und Verlegearten
sicher, dass das Netzkabel nicht beschädigt werden kann
und niemand z.B. durch Stolperfallen oder elektrischen
Schlag zu Schaden kommen kann.
Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht
mehr möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen
und gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern.
Abb. 2
Abb. 3
Die vorderen Gerätefüße können ausgeklappt werden
(Abb. 1). Die Gerätefront zeigt dann leicht nach oben (Neigung etwa 10°). Bleiben die vorderen Gerätefüße eingeklappt (Abb. 2), lässt sich das Gerät mit weiteren HAMEGGeräten sicher stapeln. Werden mehrere Geräte aufeinander gestellt, sitzen die eingeklappten Gerätefüße in den
Arretierungen des darunter liegenden Gerätes und sind gegen unbeabsichtigtes Verrutschen gesichert (Abb. 3).
4
Diese Annahme ist berechtigt:
❙❙ wenn das Messgerät sichtbare Beschädigungen hat,
❙❙ wenn das Messgerät nicht mehr arbeitet,
❙❙ nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen),
❙❙ nach schweren Transportbeanspruchungen (z.B. mit einer
Verpackung, die nicht den Mindestbedingungen von Post,
Bahn oder Spedition entsprach).
Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netzsteckdosen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN
VDE0100, Teil 610, zu prüfen.
❙❙ Das Öffnen des Gerätes darf nur von einer entsprechend
ausgebildeten Fachkraft erfolgen.
❙❙ Vor dem Öffnen muss das Gerät ausgeschaltet und von
allen Stromkreisen getrennt sein.
1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb
Das Messgerät ist nur zum Gebrauch durch Personen bestimmt, die mit den beim Messen elektrischer Größen verbundenen Gefahren vertraut sind. Das Messgerät darf nur
Wichtige Hinweise
an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden, die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung ist unzulässig. Der Netzstecker muss kontaktiert sein,
bevor Signalstromkreise angeschlossen werden. Das Produkt darf nur in den vom Hersteller angegebenen Betriebszuständen und Betriebslagen ohne Behinderung der Belüftung betrieben werden. Werden die Herstellerangaben
nicht eingehalten, kann dies elektrischen Schlag, Brand
und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen mit Todesfolge, verursachen. Bei allen Arbeiten
sind die örtlichen bzw. landesspezifischen Sicherheits- und
Unfallverhütungsvorschriften zu beachten.
Das Messgerät ist nur mit dem HAMEG Original-Messzubehör,
-Messleitungen bzw. -Netzkabel zu verwenden. Verwenden sie niemals unzulänglich bemessene Netzkabel. Vor Beginn jeder Messung sind die Messleitungen auf Beschädigung zu überprüfen und
ggf. zu ersetzen. Beschädigte oder verschlissene Zubehörteile können das Gerät beschädigen oder zu Verletzungen führen.
Das Messgerät ist für den Betrieb in folgenden Bereichen
bestimmt: Industrie-, Wohn-, Geschäfts- und Gewerbe-bereich sowie Kleinbetriebe.
Das Messgerät darf jeweils nur im Innenbereich eingesetzt
werden. Vor jeder Messung ist das Messgerät auf korrekte
Funktion zu überprüfen.
Zum Trennen vom Netz muss der rückseitige Kaltgerätestecker
gezogen werden.
1.6Umgebungsbedingungen
Der zulässige Arbeitstemperaturbereich während des Betriebes reicht von +5 °C bis +40 °C (Verschmutzungsgrad 2). Die maximale relative Luftfeuchtigkeit (nichtkondensierend) liegt bei 80%. Während der Lagerung oder
des Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C und
+70 °C betragen. Hat sich während des Transports oder der
Lagerung Kondenswasser gebildet, sollte das Gerät ca. 2
Stunden akklimatisiert werden, bevor es in Betrieb genommen wird. Das Messgerät ist zum Gebrauch in sauberen,
trockenen Räumen bestimmt. Es darf nicht bei besonders
großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Explosionsgefahr, sowie bei aggressiver chemischer Einwirkung betrieben werden. Die Betriebslage ist beliebig, eine
ausreichende Luftzirkulation ist jedoch zu gewährleisten.
Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge
Betriebslage (Aufstellfüße) zu bevorzugen.
Das Gerät darf bis zu einer Höhenlage von 2000 m betrieben werden. Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach
einer Aufwärmzeit von mindestens 30 Minuten und bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C (Toleranz ±2 °C).
Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
1.7 Gewährleistung und Reparatur
Unsere Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle. Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Anschließend
erfolgt ein umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei
dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen
Daten geprüft werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale Normale rückführbar kalibriert sind.
Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen
des Landes, in dem das Produkt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei
dem Sie das Produkt erworben haben.
Abgleich, Auswechseln von Teilen, Wartung und Reparatur darf nur von autorisierten Fachkräften ausgeführt werden. Werden sicherheitsrelevante Teile (z.B. Netzschalter,
Netztrafos oder Sicherungen) ausgewechselt, so dürfen
diese nur durch Originalteile ersetzt werden. Nach jedem
Austausch von sicherheitsrelevanten Teilen ist eine Sicherheitsprüfung durchzuführen (Sichtprüfung, Schutzleitertest, Isolationswiderstands-, Ableitstrommessung, Funktionstest). Damit wird sichergestellt, dass die Sicherheit
des Produkts erhalten bleibt.
Das Produkt darf nur von dafür autorisiertem Fachpersonal geöffnet werden. Vor Arbeiten am Produkt
oder Öffnen des Produkts ist dieses von der Versorgungsspannung zu trennen, sonst besteht das Risiko
eines elektrischen Schlages.
1.8Wartung
Die Außenseite des Messgerätes sollte regelmäßig mit einem
weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt werden.
Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger (aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden, sie ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien Tuch nach zu reiben. Keinesfalls darf
die Reinigungsflüssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die Beschriftung
oder Kunststoff- und Lackoberflächen angreifen.
Bevor Sie das Messgerät reinigen stellen Sie bitte sicher, dass es
ausgeschaltet und von allen Spannungsversorgungen getrennt ist
(z.B. speisendes Netz).
Keine Teile des Gerätes dürfen mit chemischen Reinigungsmitteln, wie z.B. Alkohol, Aceton oder Nitroverdünnung, gereinigt
werden!
1.9Netzeingangssicherungen
Das Gerät besitzt zwei interne Sicherungen: T 0,8 A.
Sollte eine dieser Sicherungen ausfallen, liegt ein Reparaturfall vor. Ein Auswechseln durch den Kunden ist nicht
vorgesehen.
1.10Netzspannung
Das HM8118 verfügt über ein sogenanntes Weitbereichsnetzteil und arbeitet mit 50Hz oder 60Hz Netzfrequenz.
Spannungen von 105V bis 253V sind zulässig. Eine Netzspannungsumschaltung ist daher nicht notwendig.
5
Wichtige Hinweise
Sicherungstyp:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: träge (T) 0,8A.
1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen
Werden die Hinweise zu Batterien und Akkumulatoren/Zellen
nicht oder unzureichend beachtet, kann dies Explosion, Brand
und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen
mit Todesfolge, verursachen. Die Handhabung von Batterien und
Akkumulatoren mit alkalischen Elektrolyten muss der EN 62133
entsprechen.
1. Zellen dürfen nicht zerlegt, geöffnet oder zerkleinert
werden.
2. Zellen oder Batterien dürfen weder Hitze noch Feuer
ausgesetzt werden. Die Lagerung im direkten Sonnenlicht ist zu vermeiden. Zellen und Batterien sauber und
trocken halten. Verschmutzte Anschlüsse mit einem
trockenen, sauberen Tuch reinigen.
3. Zellen oder Batterien dürfen nicht kurzgeschlossen
werden. Zellen oder Batterien dürfen nicht gefahrbringend in einer Schachtel oder in einem Schubfach gelagert werden, wo sie sich gegenseitig kurzschließen
oder durch andere leitende Werkstoffe kurzgeschlossen werden können. Eine Zelle oder Batterie darf erst
aus ihrer Originalverpackung entnommen werden,
wenn sie verwendet werden soll.
4. Zellen und Batterien von Kindern fernhalten. Falls eine
Zelle oder eine Batterie verschluckt wurde, ist sofort
ärztliche Hilfe in Anspruch zu nehmen.
5. Zellen oder Batterien dürfen keinen unzulässig starken,
mechanischen Stößen ausgesetzt werden.
6. Bei Undichtheit einer Zelle darf die Flüssigkeit nicht mit
der Haut in Berührung kommen oder in die Augen gelangen. Falls es zu einer Berührung gekommen ist, den
betroffenen Bereich mit reichlich Wasser waschen und
ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen.
7. Werden Zellen oder Batterien unsachgemäß ausgewechselt oder geladen, besteht Explosionsgefahr. Zellen oder Batterien nur durch den entsprechenden Typ
ersetzen, um die Sicherheit des Produkts zu erhalten.
8. Zellen oder Batterien müssen wieder verwertet werden und dürfen nicht in den Restmüll gelangen. Akkumulatoren oder Batterien, die Blei, Quecksilber
oder Cadmium enthalten, sind Sonderabfall. Beachten Sie hierzu die landesspezifischen Entsorgungs- und
Recycling-Bestimmungen.
6
1.12 Produktentsorgung
Abb. 1.1: Produktkennzeichnung nach EN
50419
Das ElektroG setzt die folgenden EG-Richtlinien um:
❙❙ 2002/96/EG (WEEE) für Elektro- und Elektronikaltgeräte
und
❙❙ 2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung
bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektronikgeräten
(RoHS-Richtlinie).
Am Ende der Lebensdauer des Produktes darf dieses Produkt nicht über den normalen Hausmüll entsorgt werden.
Auch die Entsorgung über die kommunalen Sammelstellen für Elektroaltgeräte ist nicht zulässig. Zur umweltschonenden Entsorgung oder Rückführung in den Stoffkreislauf übernimmt die ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG
die Pflichten der Rücknahme- und Entsorgung des ElektroG für Hersteller in vollem Umfang.
Wenden Sie sich bitte an Ihren Servicepartner vor Ort, um
das Produkt zu entsorgen.
Bezeichnung der Bedienelemente
2 Bezeichnung der
Bedienelemente
MODE
14 AUTO – Automatische Schaltungsart-Auswahl
15 SER – Auswahl der Schaltungsart Seriell
16 PAR – Auswahl der Schaltungsart Parallel
RANGE
17 AUTO/HOLD – Automatische Messbereichswahl bei
Gerätefrontseite HM8118
1 POWER – Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des
Gerätes
2 Display (LCD) – Anzeige für Messwerte und Einheiten,
Messbereiche, Messfrequenzen, Signalpegel, Schaltungsart, Funktionen und Parameter
leuchtender Taste, bei erneuter Betätigung: Range Hold
18 UP – Schaltet in den nächst höheren Messbereich
19 DOWN – Schaltet in den nächst niedrigeren Messbereich
Anschlüsse
20 L CUR (BNC-Buchse) – Signalausgang für serielle Mes-
sungen („Low CURrent“, Signalgenerator)
21 L POT (BNC-Buchse) – Signaleingang für parallele
MENU
3 SELECT – Aufruf der Menüfunktionen SETUP, CORR,
SYST und BIN (bei eingebautem Binning-Interface HO118)
4 ENTER - Bestätigung der Parametereingabe
5 ESC – Verlassen von Menüfunktionen
6 Drehgeber (Drehknopf/Taste) – Einstellen von Funktio-
nen und Parametern
7 Pfeiltasten
Messungen („Low POTential“, Spannungsmessung)
22 H POT (BNC-Buchse) – Signaleingang / Signalausgang für parallele Messungen („High POTential“,
Messbrücke)
23 H CUR (BNC-Buchse) – Signaleingang für serielle Messungen („High CURrent“, Strommessung)
– Tasten zur Änderung von
Parametern
Gerätefunktionen
24 BIAS MODE/ESC – Umschaltung zwischen interner
und externer Biasspannung (nur bei aktivierter BiasFunktion) bzw. Beenden der Parametereingabe
25 TRIG MODE/ENTER – Änderung der Triggerbetriebsart
/ -verzögerung bzw. Bestätigung der Parametereingabe
26 BIAS /
– Aktivierung der Vorspannung bzw. Löschen der letzten Ziffer bei Menüeingabe eines
Parameters
27 TRIG / UNIT – Auslösen einer einzelnen Messung (bei
eingeschalteter manueller Triggerung) bzw. Auswahl
der Einheit bei Parametereingabe
28 AUTO / 6 – Aktivierung der automatischen Messfunktion bzw. Parametereingabe Ziffer 6
29 M / – – Aktivierung der Messfunktion TransformatorGegeninduktivität M bzw. Parametereingabe „ – “
SET
8 FREQ – Auswahl der Messfrequenz mit Drehgeber 6
7
oder Pfeiltasten
9 LEVEL – Einstellen des AC Messsignalpegels mit
Drehgeber 6 und Cursorposition mit den Pfeiltasten
7
10 BIAS – Einstellen der Biasspannung / des Biasstroms
mit Drehgeber 6 und Cursorposition mit Pfeiltasten
7
ZERO
11 OPEN – Aktivierung des Leerlaufabgleichs
12 SHORT – Aktivierung des Kurzschlussabgleichs
13 LOAD – Aktivierung des Abgleichs mit Anpassung
1
41 40 42
2
39 38
37 36
35 34
33 32
4
31 30
29 28
3
27 26
6
5
7
9
8 10
15 14 16
12 11 13
25 24
43
23
22
18 17 19
21
20
Abb. 2.1: Frontansicht des HM8118
7
Bezeichnung der Bedienelemente
30 R-Q / 5 – Aktivierung der Messfunktion Widerstand R
45 BIAS FUSE (Sicherungshalter) –
und Qualitätsfaktor (Güte) Q bzw. Parametereingabe
Ziffer 5
31 N-Θ / . – Aktivierung der Messfunktion TransformatorÜbersetzungsverhältnis N und Phasenverschiebungswinkel Θ bzw. Parametereingabe „ . “
32 C-R / 4 – Aktivierung der Messfunktion Kapazität C und
Widerstand R bzw. Parametereingabe Ziffer 4
33 G-B / 0 – Aktivierung der Messfunktion Wirkleitwert G
und Blindleitwert B bzw. Parametereingabe Ziffer 0
34 C-D / 3 – Aktivierung der Messfunktion Kapazität C und
Verlustwinkel (Güte) D bzw. Parametereingabe Ziffer 3
35 R-X / 9 – Aktivierung der Messfunktion Widerstand R
und Blindwiderstand X bzw. Parametereingabe Ziffer 9
36 L-R / 2 – Aktivierung der Messfunktion Induktivität L
und Widerstand R bzw. Parametereingabe Ziffer 2
37 Y-Θ / 8 – Aktivierung der Messfunktion Scheinleitwert
Y und Phasenwinkel Θ bzw. Parametereingabe Ziffer 8
38 L-Q / 1 – Aktivierung der Messfunktion Induktivität L
und Qualitätsfaktor (Güte) Q bzw. Parametereingabe
Ziffer 1
39 Z-Θ / 7 – Aktivierung der Messfunktion Scheinwiderstand (Impedanz) Z und Phasenwinkel Θ bzw. Parametereingabe Ziffer 7
40 DISPLAY / MODE – Umschaltung der Displayanzeige
für Messwerte mit/ohne Parameter
41 RECALL / STORE – Laden / Speichern von
Geräteeinstellungen
42 REMOTE / LOCAL – Umschaltung zwischen Betriebsart
REMOTE (LED leuchtet) und lokaler Betriebsart LOCAL
(LED leuchtet nicht); ist die lokale Betriebsart gesperrt
(Local lockout), so kann das Gerät nicht über die Tasten
auf der Gerätevorderseite bedient werden
43 Massebuchse (4mm Sicherheitsbuchse) –
Bezugspotentialanschluss (Massepotential ); die
Buchse ist galvanisch mit dem (Netz-) Schutzleiter
verbunden!
Sicherung für externen Vorspannungseingang EXT.
BIAS
46 EXT. BIAS (4 mm Sicherheitsbuchsen) –
Externer Vorspannungseingang (+, –)
47 INTERFACE – HO820 Dual-Schnittstelle USB/RS-232
galvanisch getrennt (im Lieferumfang enthalten)
48 BINNING INTERFACE (25 pol. D-Sub Buchse) –
Ausgang zur Steuerung von Sortiergeräten für Bauelemente; Option HO118 (Binning Interface) Einbau nur ab
Werk
49 Kaltgeräteeinbaustecker –
Anschluss für das Netzkabel zur Stromversorgung
Geräterückseite HM8118
44 TRIG. INPUT (BNC-Buchse) –
Triggereingang für externe Triggerung
46
47
Abb. 2.2: Rückansicht des HM8118
8
45
48
44
49
Schnelleinstieg
3Schnelleinstieg
Starten Sie nun den Leerlauf- und danach den Kurzschlussabgleich mit Hilfe der Taste ZERO/OPEN 11 , bzw.
ZERO/SHORT 12 . Das Gerät gleicht nun alle 69 Frequenzstufen für die aktuell an das HM8118 angeschlossenen
Messleitungen ab und speichert die Korrekturwerte bis
zum Ausschalten des Gerätes. Dieser Vorgang dauert ca.
zwei Minuten.
3.1Voraussetzungen
Die Bauteile, die als Vorraussetzung für den Schnelleinstieg aufgelistet sind, sollen ausschließlich als Beispiel dienen.
Tipp:
Im Modus SGL wird nur die derzeit eingestellte Frequenz abgeglichen. Dieser Vorgang dauert nur wenige Sekunden und ist für
Messungen in einem oder wenigen Frequenzbereichen vorgesehen.
❙❙ HAMEG HM8118 LCR Messbrücke mit Firmware 1.37
oder neuer
❙❙ HZ184 Kelvin Messleitungen
❙❙ 1x HAMEG 1000 µF Kapazität (nicht im Lieferumfang
enthalten)
❙❙ 1x HAMEG 280 µH Induktivität (nicht im Lieferumfang
enthalten)
❙❙ 1x HAMEG 100 kΩ Widerstand (nicht im Lieferumfang
enthalten)
Schließen Sie als erstes die mitgelieferten HZ184 Messkabel an das HM8118 an. Die beiden Stecker des schwarzen
Messkabels werden mit den Anschlüssen LCUR und LPOT,
die Stecker des roten Messkabels mit den Anschlüssen
HCUR und HPOT verbunden.
Nachdem das Gerät angeschaltet wurde, muss zuerst der
Leerlauf-, bzw. Kurzschluss-Abgleich für die voreingestellte
Messfrequenz von 1.0 kHz durchgeführt werden, da das
Messkabel HZ184 zusammen mit den Anschlussklemmen
konstruktionsbedingt eine Streukapazität, Restinduktivität
und einen Restwiderstand aufweist, wodurch die Genauigkeit der gemessenen Werte beeinflusst wird. Um diese Einflüsse zu minimieren, ist die Kompensation von Adapterund leitungsbedingten Impedanzmessfehlern erforderlich.
Für den „Leerlaufabgleich“ sind die beiden Anschlussklemmen getrennt anzuordnen. Für den „Kurzschlussabgleich“ sind die beiden Anschlussklemmen miteinander zu
verbinden (siehe Abb. 3.1).
3.2 Vermessen eines Kondensators
Schließen Sie nun den Kondensator an die Anschlussklemmen des HZ184 an. Achten Sie bitte auf die Polarität des Kondensators und schließen Sie die schwarze Klemme an den
mit – (Minus) gekennzeichneten Pol des Kondensators an.
Da sich das Gerät im Automatikmodus befindet, wird die
Messfunktion automatisch auf Messfunktion 3 (C-D) eingestellt. Aufgrund der voreingestellten Messfrequenz von
1 kHz, wird der Kondensator nicht im Arbeitspunkt betrieben und die Anzeige von ungefähr 900 µF entspricht nicht
den spezifizierten 1000 µF.
Ändern Sie die Messfrequenz jetzt auf 50 Hz, indem Sie die
Taste SET/FREQ 8 betätigen und danach den Drehknopf
so lange nach links drehen, bis 50 Hz im Display angezeigt
werden. Nun liegt der angezeigte Wert für die Kapazität,
basierend auf der Bauteiltoleranz, um 1000 µF. Der zugehörige Verlustwinkel D ist in dieser Einstellung sehr gering.
Je kleiner der Verlustwinkel, desto näher kommen die realen Bauteile einem idealen Verhalten. Eine ideale Induktivität hat einen Verlustwinkel von 0°. Ein idealer Kondensator
hat ebenfalls einen Verlustwinkel von 0°.
applied on the Imaginäre
red terminal. The bias voltage works only
when the instrument on capacitance measurement
Achse
mode.
jX
Q = 500
D = 0,002
Measuring function selection
D=Q=1
The desired test function is selected by push buttons (12)
and (14). The push button (12) gives access to the main
parameter (R, L or C), The push button (14) allows a
secondary parameter measurement (Q/D, impedance or
phase).
In order to measure D parameter the instrument needs at
first to be set to capacitance measurement mode, on the
other way, Q parameter will be displayed.
Auto-measurement function
Abb. 3.1: Kurzschlussabgleich HZ184
D = 500
Q = 0,002
Reale
Achse
The HM8018-2 is able to automatically determine the
component type in most cases. 3 different automatisms
exists: the automatic impedance range selection (see the
section
« Auto-ranging»),
the
automatic
mode
(series/parallel) selection (see the section « passive
components »), and the automatic function selection. These
three automatisms are simultaneously activated when the
instrument is set in automatic mode with the RANGE
-- 45°or=mode
C
AUTO key (7). Then the user canunter
change function
that disables their respective automatism. The manual range
selection disables the three automatisms.
3 When the instrument is on automatic mode the function
choice depends on the impedance module, phase angle as
well as the quality factor .The diagram below shows the
choice made by the instrument.
Wechseln Sie hierzu mit Hilfe der Taste MENÜ/SELECT ,
gefolgt von der Taste C-D 34 in das CORR-Menü. Wählen
Sie dort den Menüpunkt MODE aus und betätigen Sie den
Drehgeber 6 . Ändern Sie nun den Menüeintrag von SGL
in ALL, um den Abgleich für alle 69 Frequenzstufen automatisiert durchführen zu können. Verlassen Sie das Menü
mit Hilfe der Taste MENÜ/ESC 5 .
|Z| = 1000 Ω
R
D = 500
Q = 0,002
D=Q=1
Q = 500
D = 0,002
Calculation functions
Abb.3.2: HM8118 Messprinzip schematisch links / detailliert rechts
Apart from displaying normal values as resistance, inductance or
capacitance, the HM8018-2 can display relative deviations and
percentages. It is not possible to use these calculation modes for
other functions than the three previous values. The deviations
and percentages are displayed in relation to the two stored values
A and B.
Ein idealer elektrischer Widerstand hat dagegen einen Verlustwinkel von 90°; er besitzt keine kapazitiven oder induktiven Blindanteile.
The procedure to obtain relative measurement is as follows:
1) Connect the component corresponding to the reference
value.
9
2) Store the value (memory A) by pressing on the STORE key,
then press the A key.
3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the
Schnelleinstieg
3.3 Vermessen einer Spule
Bevor Sie die Drossel an das HM8118 anschließen, erhöhen Sie bitte die Messfrequenz um eine Dekade (auf
500 Hz), indem Sie die -Taste 7 über dem Drehgeber betätigen. Entfernen Sie nun den Kondensator und schließen
die Drossel an die Klemmen des HZ184 an. Die Messautomatik schaltet nun auf Messfunktion 1 (L-Q) und die Induktivität der Spule wird im Display angezeigt. Der angezeigte
Wert muss ca. 280 µH betragen.
Wie auf Abbildung 3.2 zu erkennen ist, muss der Phasenwinkel einer Induktivität zwischen +45° und +90° betragen. Um dies nachzuvollziehen, verlassen Sie bitte den automatischen Messmodus, indem Sie die Taste Z-Θ 39 betätigen. Der angezeigte Phasenwinkel beträgt ca. +70° und
ist abhängig von der eingestellten Messfrequenz. Zum Vergleich: Der Phasenwinkel des zuvor angeschlossenen Kondensators beträgt bei 50 Hz ca. –87°
3.4 Vermessen eines Widerstands
Entfernen Sie nun die Spule und ersetzen Sie diese durch
den 100 kΩ Widerstand. Da das Gerät zuvor bereits manuell auf die Messfunkion Z-Θ eingestellt wurde, können Sie
direkt den Wert für die Impedanz ablesen (ca. 100 kΩ). Wie
bereits zuvor beschrieben, hat ein idealer Widerstand keinerlei kapazitive oder induktive Blindanteile. Daher beträgt
der Phasen-, bzw. Verlustwinkel des angeschlossenen
Bauteils fast Null Grad.
Desweiteren hat das HM8118 beim Anschließen des Widerstands automatisch die geräteinterne Ersatzschaltung
von SER (seriell) auf PAR (parallel) umgeschaltet (LEDTaste 15 und 16 ). Bei eingeschalteter automatischer Auswahl der Schaltungsart (Taste AUTO 14 ) wählt die LCRMessbrücke entsprechend dem angeschlossenen Bauelement automatisch die Schaltungsart (seriell bzw. parallel) aus, die für eine genaue Messung am besten geeignet
ist. Die Schaltungsart stellt das Ersatzschaltbild des MessStromkreises dar. Üblicherweise werden Bauteile mit einer
geringen Impedanz (Kondensatoren/Spulen) mittels serieller, Bauteile mit hoher Impedanz (z.B. Widerstand) mittels
paralleler Ersatzschaltung vermessen.
4Inbetriebnahme
4.1Anschließen
Abb. 4.1: Ansicht Kaltgeräteeinbaustecker
Vor Anschluss des Messgeräts an die Energieversorgung
ist darauf zu achten, dass der im Datenblatt angegebene
Spannungsbereich der Netzwechselspannung mit dem
Anschlusswert des Energieversorgungsnetzes übereinstimmt. Das Messgerät ist mit einem Weitbereichsnetzteil
ausgestattet. Daher muss die Netzwechselspannung nicht
manuell eingestellt werden.
Die Sicherung BIAS FUSE für den externen Vorspannungseingang ist von außen auf der Rückseite des Messgerätes
zugänglich. Ein Auswechseln der Sicherung darf (bei unbeschädigtem Sicherungshalter) nur erfolgen, wenn zuvor
das Netzkabel aus der Netzsteckdose entfernt wurde. Dazu
muss der Sicherungshalter mit einem geeigneten Schraubendreher herausgedreht werden. Die Sicherung kann
dann aus der Halterung gezogen und ersetzt werden. Der
Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben und eingedreht. Die Verwendung „geflickter“ Sicherungen oder das Kurzschließen der Kontakte des Sicherungshalters ist unzulässig! Dadurch entstehende Schäden
fallen nicht unter die Gewährleistung. Die Sicherung darf
nur gegen den folgenden Sicherungstyp ersetzt werden:
Feinsicherung mit Keramik-Isolierkörper und
Löschmittelfüllung:
Größe 6,3 x 32 mm; 400V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(evtl. DIN 41 571, Bl. 3). Abschaltung: flink (F) 0,5 A.
Abb. 4.2: Ausschnitt Geräterückseite mit Sicherung
4.2 Einschalten des Gerätes
Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme
des Gerätes die oben genannten Sicherheitshinweise!
Die LCR-Messbrücke wird über den Netzschalter 1 eingeschaltet. Nach einem kurzen Aufleuchten aller Tasten kann
die Messbrücke über die Tasten und den Drehgeber auf
der Frontplatte bedient werden. Sollten die Tasten und das
Display nicht aufleuchten, ist entweder keine Netzspannung vorhanden oder es sind die internen Netzeingangssi10
Inbetriebnahme
cherungen defekt. Die aktuellen Messwerte sind im rechapplied on the Imaginäre
red terminal. The bias voltage works only
ten Bereich und die wichtigsten Parameter im linken Be- when the instrument
on capacitance measurement
Achse
mode.
reich des Displays dargestellt. An die vier frontseitigen
Measuring function selection
BNC-Buchsen können mit entsprechendem Messzubehör
The desired test function is selected by push buttons (12)
die zu messenden Bauelemente angeschlossen werden. and (14). The push button (12) gives access to the main
parameter (R, L or C), The push button (14) allows a
Ebenso kann das Messgerät über die frontseitige Masse- secondary parameter measurement (Q/D, impedance or
phase).
buchse 43 zusätzlich mit Massepotential verbunden wer- In order to measure D parameter the instrument needs at
first to be set to capacitance measurement mode, on the
den. Die Buchse ist für Bananenstecker mit einem Durch-other way, Q parameter will be displayed.
Reale
messer von 4 mm geeignet.
Auto-measurement function
jX
Q = 500
D = 0,002
D=Q=1
|Z| = 1000 Ω
D = 500
Q = 0,002
R
Achse
The HM8018-2 is able to automatically determine the
component type in most cases. 3 different automatisms
exists: the automatic impedance range selection (see the
section
« Auto-ranging»),
the
automatic
mode
(series/parallel) selection (see the section « passive
components »), and the automatic function selection. These
three automatisms are simultaneously activated when the
instrument is set in automatic mode with the RANGE
-- 45°or=mode
C
AUTO key (7). Then the user canunter
change function
that disables their respective automatism. The manual range
selection disables the three automatisms.
When the instrument is on automatic mode the function
choice depends on the impedance module, phase angle as
well as the quality factor .The diagram below shows the
choice made by the instrument.
Der Masseanschluss des Triggereingangs und die Massebuchse auf der Geräte-Vorderseite sind über den Netzstecker (mit
Schutzkontakt) des Messgerätes und den Netz-Schutzleiter galvanisch mit Erdpotential verbunden! Die Außenkontakte der BNCBuchsen 20 – 23 auf der Geräte-Vorderseite (Abschirmung von
angeschlossenen Koaxialkabeln) liegen auf Guard-Potential, das
keinen Bezug zum Erdpotential hat! An diese BNC-Buchsen dürfen keine externen Spannungen angelegt werden! Die Schnittstellen 47 und 48 auf der Geräte-Rückseite sind galvanisch getrennt
(ohne Bezug zum Massepotenial)!
D = 500
Q = 0,002
D=Q=1
Q = 500
D = 0,002
Calculation functions
Q =Apart
Qualitätsfaktor
(Güte)
from displaying normal
values as resistance, inductance or
the HM8018-2 can display relative deviations and
D =capacitance,
Tagens des
Verlustwinkels
percentages.
It is not
possible to use these calculation modes for
other functions than the three previous values. The deviations
and percentages are displayed in relation to the two stored values
A and B.
D=1/Q
Sollten durch einen Defekt des Gerätes undefinierbare
Meldungen auf dem Display dargestellt werden und/oder
das Messgerät auf die Bedienung nicht mehr reagieren, ist
das Messgerät auszuschalten und nach einem kurzen Moment wieder einzuschalten (Reset). Bleibt die Anzeige unverändert und/oder die Bedienung nicht möglich, ist das
Messgerät außer Betrieb zu setzen und zu einem qualifizierten Service zu senden (siehe Sicherheitshinweise).
4.3Netzfrequenz
Bevor mit ersten Messungen begonnen wird, sollte die vorhandene Netzfrequenz richtig eingestellt werden, um Störungen zu vermeiden. Die Netzfrequenz kann für verschiedene Wechselstromnetze zwischen 50 Hz und 60 Hz umgeschaltet werden. Je nach ausgewähltem Messbereich
und Messfrequenz können bei falsch eingestellter Netzfrequenz Störungen, wie z.B. instabile Messwertanzeigen, auftreten. Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der
Menüfunktion SYST und der Einstellung MAINS FRQ mit
dem Drehgeber 6 die Netzfrequenz eingestellt werden.
4.4Messprinzip
Das LCR Meter HM8118 ist keine klassische keine klassische Wien-, Maxwell- oder Thomsonmessbrücke. Vielmehr werden beim Anschließen eines Messobjektes
grundsätzlich die Impedanz |Z| und der zugehörige Phasenwinkel Θ (Phase zwischen Strom und Spannung) ermittelt (siehe Abb. 4.3). Diese Messwerte sind frequenzabhängig und werden mittels einem AC Testsignals ermittelt (manuell einstellbar zwischen 50mV und 1.5V), welcher
in den Prüfling induziert wird. Dies unterscheidet eine LCR
Messbrücke von einem Multimeter (DC Messung). Aufgrund des Messprinzips ist immer die gemessene Impedanz ausschlaggebend. Anhand der Impedanz (X-Achse)
und des Phasenwinkels (Winkel) kann das Gerät den fehlenden Wert der Y-Achse bestimmen. Somit wird nicht der
The procedure to obtain relative measurement is as follows:
corresponding to the reference
value.
Q =1)1 /Connect
D = 1 the
/ tan
delta
component
(delta = Gegenwinkel zum Phasenwinkel)
2) Store the value (memory A) by pressing on the STORE key,
then press the A key.
Abb. 4.3: Messprinzip
3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the
display shows the value (Measure – A).
A direct percentage measurement is possible, it is only to use the
÷B key instead of the –A key in the previous procedure. Then the
instrument displays the value 100*Measure/B in %.
Gleichspannungsanteil gemessen, sondern die WechselTo obtain a deviation in % proceed as follows:
größe. Die ausgegebenen Werte werden digital errechnet.
1) Connect the component corresponding to the reference
Diese Messung von Impedanz und
value. Phasenwinkel unterliegt einer gewissen Messungenauigkeit, welche auf den
folgenden Seiten beschrieben wird.
Die Messbrücke HM8118 kann prinzipiell nur den ESR,
ESC oder ESL (= Equivalent Series Resistance / Capacity /
Inductivity) gemäß Ersatzschaltbild des Bauteils ermitteln
und wird primär zum Messen einzelner Bauteile verwendet. Wird eine Schaltung mit mehreren Bauteilen an die
Messbrücke angeschlossen, so wird immer der ESR, ESC
oder ESL der gesamten Schaltung / Bauteilgruppe ermittelt. Dies kann zu einer Verfälschung des Messergebnisses
führen. Das angeschlossene Bauteil / die angeschlossene
Schaltung wird immer als „Black-Box“ verstanden. Diese
Werte sind natürlich für jedes Bauteil verfügbar, es ist nur
zu beachten, dass diese immer das Resultat mehrerer, evtl.
überlagerter Einzel-Kapazitäten, Induktivitäten und Widerstände darstellen. Gerade bei Spulen (Magnetfeld, Wirbelströme, Hysterese, etc.) kann es leicht zu Mißverständnissen kommen
Die LCR Messbrücke HM8118 ist in erster Linie zur Bestimmung
von passiven Bauelementen vorgesehen. Daher ist es nicht möglich, extern mit Spannung versorgte Messobjekte zu bestimmen.
Abb. 4.4 zeigt den Zusammenhang zwischen Kapazität Cs
(bzw. Widerstand Rs) und verschiedenen, an der Messbrücke einstellbaren Test-Spannungen (0,2Veff bis 1,5Veff). Wie
in der Abbildung zu sehen ist, sind die Messwerte von Cs
bzw. Rs stark von der eingestellten Test-Spannung abhän11
Inbetriebnahme
gig. Punkt A zeigt den Messpunkt des Gerätes bei Messung eines einzelnen Bauteils, Punkt B zeigt den Messpunkt bei Messung einer Bauteilgruppe (in diesem Fall
zwei parallel geschaltete Kapazitäten). Im Gegensatz zu
Messpunkt A wechselt die Messbrücke bei Messpunkt B
den Messbereich aufgrund der Impedanz der gesamten
Bauteilgruppe. Dadurch unterscheiden sich die Messwerte
von Punkt A und Punkt B.
Impedanz: 100 MΩ
4 MΩ
1 MΩ
25 kΩ
0,2% + I Z I / 1,5 GΩ
0,5% +
0,05% +
0,1% +
I Z I / 2 GΩ
I Z I / 1,5 GΩ
I Z I / 100 MΩ
0,2% +
I Z I / 100 MΩ
100 Ω
+
0,1% + 1 mΩ / I Z I
0,2% +
I Z I / 10 MΩ
2 mΩ / I Z I 2,5 Ω
0,3% + 1 mΩ / I Z I
0,5% +
5 mΩ / I Z I
0,5% +
2 mΩ / I Z I 0,01 mΩ
20 Hz
1 kHz
10 kHz
100 kHz
Abb. 4.5: Tabelle zur Bestimmung der Genauigkeit
Abb. 4.4: Beispiel Zusammenhang Cs (bzw. Rs) und Test Spannung
Der tatsächlich gemessene Reihenwiderstand beinhaltet
sämtliche Verluste, also alle Reihenwiderstände (Anschlußleitungen, Folienwiderstände bei Kondensatoren mit in
Reihe geschalteten Folien), und wird durch den Verlustfaktor (dissipation factor) repräsentiert. Der effektive Reihenwiderstand (= Equivalent Series Resistance) ist frequenzabhängig nach der Formel:
ESR = Rs = D/ωCs
wobei ω „Omega“ = 2πf (Kreisfrequenz) darstellt. Obgleich
es üblich ist, die Induktivität von Spulen in Reihenschaltung zu messen, gibt es Situationen, in denen das parallele
Ersatzschaltbild den physikalischen Bestandteil besser darstellt. Für kleine „Luft“ Spulen sind die bedeutendsten Verluste normalerweise ohmsche- oder Verluste im Spulendraht. Folglich ist die Reihenschaltung als Messstromkreis
angebracht. Dennoch können für Spulen mit „Eisenkern“
die bedeutendsten Verluste die „Kernverluste“ sein. Daher
eignet sich bei diesen Komponenten das parallele Ersatzschaltbild besser.
Die Widerstandsmessung findet immer nach der Methode Spannung anlegen (AC) und Messung des resultierenden Stroms statt.
Einziger Unterschied zu L oder C ist, dass der Phasenwinkel nahe
0° ist (reeller Widerstand). Eine Widerstandsmessung mit DC ist
nicht vorgesehen.
4.5Messgenauigkeit
Die Messung von Impedanz und Phasenwinkel unterliegt
einer gewissen Messungenauigkeit. Anhand der Genauigkeitstabelle im Datenblatt (siehe Abb. 4.5) kann die Messgenauigkeit im jeweiligen Messpunkt errechnet werden.
12
Hierzu muss die Impedanz des jeweiligen Bauteils am jeweiligen Messpunkt bekannt sein. Weitere Informationen
sind für die Genauigkeitsberechnung nicht notwendig. Die
im Datenblatt angegebene Grundgenauigkeit von 0,05%
bezieht sich ausschließlich auf die Grundgenauigkeit der
HM8118 Messbrücke. Die Grundgenauigkeit gibt nur die
allgemeine Messunsicherheit des Gerätes an. Die Genauigkeitstabelle beschreibt die Messgenauigkeit, die zusätzlich
berücksichtigt werden muss.
Die höchste Messgenauigkeit wird erzielt, wenn der Wert
des DUT (= Device Under Test) etwa in der Mitte des
Messbereichs liegt. Wird der nächst höhere Messbereich
für dieses DUT gewählt, erscheint dieser in der Mitte des
dann gewählten Bereiches. Da der Messfehler in Prozent
des Messbereichsendwertes definiert ist, erhöht sich der
Messfehler in dem höheren Bereich nahezu um Faktor 2.
Üblicherweise erhöht sich der Messfehler im nächsthöheren Messbereich entsprechend. Wenn ein Bauelement
vom Messkabel oder Messadapter während eines Messvorgangs im kontinuierlichen Messbetrieb entfernt wird, kann
der automatisch ausgewählte Messbereich und die automatisch ausgewählte Messfunktion durch Umschalten auf die
manuelle Messbereichswahl übernommen werden (RANGE
HOLD). Dadurch kann die Messzeit bei der Messung von
vielen gleichartigen Bauelementen reduziert werden.
Die Genauigkeit nimmt mit der Messspannung (Test Spannung)
ab, weil das Signal-/Rausch-Verhältnis abnimmt. Dies hat mehr
Instabilitäten zur Folge. Die Genauigkeit sinkt im gleichen Verhältnis. Wird z.B. 0,5V als Messspannung verwendet, so ist die
Grundgenauigkeit die Hälfte.
4.5.1 Beispiel zur Bestimmung der Messgenauigkeit
Grundlage der Genauigkeitsberechnung ist immer die Tabelle des Datenblatts (siehe Abb. 4.5). Um die entsprechende Messgenauigkeit ausrechnen zu können, werden
folgende Parameter des Bauteils benötigt (Arbeitspunkt
des Bauteils):
Einstellen von Parametern
❙❙ Impedanz des Bauteils bei entsprechender Messfrequenz
❙❙ die Messfrequenz selbst.
Die Messgenauigkeit wird reduziert, wenn ein Bauelement außerhalb des optimalen Messbereichs gemessen wird.
Als Beispiel wird ein 10 pF Kondensator mit einer Impedanz
von 15 MΩ bei 1 kHz vermessen. Gültig ist in diesem Fall
die oberste Zeile der Genauigkeitstabelle:
Impedanz: 100 MΩ
4 MΩ
0,2% + I Z I / 1,5 GΩ
20 Hz
1 kHz
10 kHz
100 kHz
Die Werte des Bauteils in o.g. Formel eingesetzt ergibt:
15 MΩ
[email protected] = 0,2% + 1,5 GΩ
15 x 106 Ω
[email protected] = 0,2% + 1,5 x 109 Ω
15 Ω
[email protected] = 0,2% + 1,5 x 103 Ω
15 Ω
[email protected] = 0,2% + 1500 Ω
[email protected] = 0,2% + 0,01
Nach dem Einsetzen der Bauteilwerte und dem Ausrechnen der Formal, werden die Einheiten angepasst, da der
zweite Summand einheitenlos ist:
[email protected] = 0,2% + 0,01 = 0,2 + (0,01 x 100%) = 0,2% + 1% = 1,2%
Daraus folgt konkret für das Bauteil von 10pF:
1,2% von 10 pF sind 0,12 pF.
Somit liegt der angezeigte Messwert zwischen
10pF - 0,12pF = 9,88pF und 10pF + 0,12pF = 10,12pF.
5 Einstellen von
Parametern
5.1Werte-/Parametereingabe
Über die Tasten auf der Gerätevorderseite können die einzelnen Funktionen und Betriebsarten des Messgerätes
ausgewählt werden. Zum Auswählen der Messfunktion
wird die entsprechende Funktionstaste betätigt. Ist eine
Messfunktion aktiv, wird dies durch das Leuchten der weißen LED gekennzeichnet. Nachfolgende Einstellungen
werden auf die ausgewählte Messfunktion bezogen.
Zur Einstellung von Parametern stehen drei Möglichkeiten
zur Verfügung:
❙❙ numerische Tastatur
❙❙ Drehgeber
❙❙ Pfeiltasten
Die Einstellung von Messgeräteparametern kann durch
Drücken der SELECT Taste 3 mit dem Aufruf der
Menüfunktionen SETUP, CORR, SYST und BIN (wird nur
bei eingebauten Binning-Interface HO118 angezeigt) erfolgen. Die dazugehörigen Untermenüs zu den Menüfunktionen können mit den Tasten L-R/2 36 , C-D/3 34 , C-R/4 32
, R-Q/5 30 ausgewählt werden. Die entsprechenden Messgeräteparameter können dann je nach Funktion mit den
7 und dem Drehgeber 6 eingestellt
Pfeiltasten
werden. Durch Drücken des Drehgebers kann der entsprechende Messgeräteparameter geändert (editiert) werden. Dies wird im Display durch ein blinkendes „E“ (Edit)
angezeigt.
5.1.1 Drehgeber mit Pfeiltasten
Ist die jeweilige Menü-Funktion mit den Pfeiltasten ausgewählt, so kann durch Druck auf den Drehgeber der Editiermodus aktiviert werden. Ist der Editiermodus aktiv (blinkendes „E“ auf dem Display), so kann mittels Drehgeber
der Parameter bzw. der Eingabewert gewählt werden. Die
Werteeingabe wird dabei schrittweise verändert und der
entsprechende Eingabeparameter wird unmittelbar eingestellt. Durch Rechtsdrehen des Drehgebers wird der Sollwert erhöht, durch Linksdrehen verringert. Durch erneutem Druck auf den Drehgeber wird der Editiermodus deaktiviert und die Funktionsauswahl bestätigt. Mit den Pfeiltasten wird die jeweilige Menü-Funktion ausgewählt.
5.1.2 Numerische Tastatur
Die einfachste Weise einen Wert exakt und schnell einzugeben ist die Eingabe über die numerische Tastatur mit
den Zifferntasten (0...9) und Punkttrennzeichen. Ist der Editiermodus durch Druck auf den Drehgeber aktiv, so kann
durch die SELECT-Taste 3 , der ENTER-Taste 25 oder durch
erneuten Druck auf den Drehgeber die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert werden. Ein
Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Ziffernta13
Einstellen von Parametern
sten der jeweilige Wert eingegeben werden kann (je nach
Messgeräteparameter mit der zugehörigen Einheit). Ist der
Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der
ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Vor Bestätigung des Parameters kann bei
7 gelöscht
Falscheingabe der Wert durch die Pfeiltaste
werden. Mit der Taste ESC kann die Eingabe von Parametern abgebrochen werden. Das Bearbeitungsfenster wird
Abb. 5.1: Nummerische Tastatur mit Funktionstasten
dadurch geschlossen.
5.2 Auswahl der Messfunktion
Bei der LCR Messbrücke HM8118 können aus neun Messfunktionen zwei Parameter gleichzeitig gemessen und als
Messwerte angezeigt werden. Der erste Parameter bezieht sich auf die „Hauptmesswertanzeige“ und der zweite
Parameter auf die „Nebenmesswertanzeige“. In Abhängigkeit vom angeschlossenen Bauelement können folgende Haupt- und Nebenmesswertanzeigen eingeblendet
werden:
L-Q L-R C-D C-R R-Q Z-Θ Y-Θ R-X G-B N-Θ M Induktivität L und Qualitätsfaktor (Güte) Q
Induktivität L und Widerstand R
Kapazität C und Verlustfaktor D
Kapazität C und Widerstand R
Widerstand R und Qualitätsfaktor (Güte) Q
Scheinwiderstand (Impedanz) Z
und Phasenwinkel Θ
Scheinleitwert Y und Phasenwinkel Θ
Widerstand R und Blindwiderstand X
Wirkleitwert G und Blindleitwert B
Transformator-Übersetzungsverhältnis N und
Phasenverschiebungswinkel Θ
Transformator-Gegeninduktivität M
Die gewünschte Messfunktion kann durch Betätigen der
Tasten 29 bis 39 ausgewählt werden.
Im Automatik-Modus (Taste AUTO) schaltet die Messbrücke sowohl die Messfunktion (Taste 28 - 39 ), als auch das
interne Ersatzschaltbild des Messkreises entsprechend der
gemessenen Werte auf seriell (für induktive Last) bzw. parallel (für kapazitive Last) um.
6Messwertanzeige
Die mit der LCR Messbrücke HM8118 gemessenen Werte
können auf dem LCD-Display in drei verschiedenen Darstellungen angezeigt werden:
❙❙ Messwert
❙❙ absolute Messwertabweichung ∆ ABS oder
❙❙ relative Messwertabweichung ∆ % (in Prozent).
Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der
Menüfunktion SETUP und der Einstellung DEV_M (für die
„Hauptmesswertanzeige“) und DEV_S (für die „Nebenmesswertanzeige“) die Anzeige der Messwerte umgeschaltet werden. Ist die Funktion DEV_M bzw. DEV_S mit
den Pfeiltasten ausgewählt, so kann durch Druck auf den
Drehgeber der Editiermodus aktiviert werden. Ist der Editiermodus aktiv (blinkendes „E“ auf dem Display), so kann
mittels Drehgeber die jeweilige Messwertanzeige gewählt
werden. Durch erneutem Druck auf den Drehgeber wird
der Editiermodus deaktiviert und die Funktionsauswahl
bestätigt.
Auf dem Display wird der Hauptmesswert und Nebenmesswert mit Dezimalpunkt und den zugehörigen Einheiten angezeigt. Die Auflösung der Hauptmesswertanzeige
(L, C, R, G, Z oder Y) beträgt eine bzw. zwei oder drei Stellen vor dem Dezimalkomma und vier bzw. drei oder fünf
Stellen nach dem Dezimalkomma. Die Auflösung der Nebenmesswertanzeige (D, Q, R, B, X oder Θ) ist eine bzw.
zwei oder drei Stellen vor dem Dezimalkomma und drei,
vier oder fünf Stellen nach dem Dezimalkomma. Die Darstellung OVERRANGE wird auf dem Display angezeigt,
wenn der Messwert außerhalb des eingestellten Messbereichs ist.
Zeigt die Messbrücke einen negativen Wert auf dem Display an,
so sollte die Messfrequenz, die Messspannung und ggf. der Phasenwinkel des Bauteils überprüft werden. Liegt z.B. der Phasenwinkel eines Kondensators bei annährend 90°, so kann aufgrund
der Messgenauigkeit ein negativer Anzeigewert resultieren. Negative Werte können z.B. bei Spuelen mit Kern auftreten (Fehlmessung durch Magnetisierung).
6.1 Relative Messwertabweichung ∆ % (#, %)
Das „#“ Zeichen vor einem Messwert und das „%“ Zeichen hinter einem Messwert zeigen an, dass die relative
Messwertabweichung ∆ % (in Prozent) des gemessenen L,
C, R, G, Z oder Y Messwertes bzw. des D, Q, R, B, X oder
Θ Messwertes von einem gespeicherten Messwert (Referenzwert) angezeigt wird.
6.2 Absolute Messwertabweichung ∆ ABS (#)
Das „#“ Zeichen vor einem Messwert zeigt an, dass die absolute
Messwertabweichung ∆ ABS des gemessenen Messwertes,
ähnlich wie bei ∆ %, von einem gespeicherten Messwert (Referenzwert) angezeigt wird. Die Messwertabweichung wird in verwendbaren Einheiten (Ohm, Henry, usw.) angezeigt.
14
Einstellen von Parametern
6.3 Referenzwert (REF_M, REF_S)
Die Menü-Funktion REF_M bzw. REF_S erlaubt die Eingabe eines Referenzwertes, der als Grundlage für das Messergebnis „∆ %“oder „∆ ABS“ verwendet wird. Durch Drücken der SELECT Taste 3 kann mit der Menü-Funktion
SETUP und der Einstellung REF_M (für die „Hauptmesswertanzeige“) und REF_S (für die „Nebenmesswertanzeige“) je ein Referenzwert eingegeben werden. Die zugehörigen Einheiten werden entsprechend der Auswahl der
Messfunktion für die Hauptmesswertanzeige (H, F, Ω oder
S) bzw. für die Nebenmesswertanzeige (Ω, S oder °) automatisch ausgewählt. Ein Referenzwert kann numerisch mit
bis zu fünf Stellen nach dem Dezimalkomma eingegeben
werden. Alternativ wird durch Drücken der TRIG Taste 27
eine Messung durchgeführt und der daraus resultierende
Messwert als Referenzwert übernommen.
6.4Messbereichswahl
Der Messbereich kann automatisch oder manuell gewählt
werden. In manchen Anwendungsfällen ist es sinnvoll,
die Messbereichsautomatik zu sperren, da es einen kompletten Messzyklus dauern kann, bis der richtige Messbereich gefunden wurde. Dies kann auch beim Wechsel von
gleichartigen Bauelementen hilfreich sein. Die Messbrücke HM8118 schaltet dann automatisch in den Messbereich 6 und anschließend durch die Messbereichsautomatik wieder in den passenden Messbereich zurück, wenn
ein Bauelement an das Gerät angeschlossen wird. Wenn
die Messbereichsautomatik gesperrt ist und die Impedanz eines Bauelements mehr als 100mal dem Nennwert
des Messbereichs entspricht, zeigt die Messbrücke einen
OVERRANGE Messfehler an. Wenn dies geschieht, muss
ein geeigneter Messbereich für die Messung ausgewählt
werden. Durch Drücken der AUTO/HOLD Taste 17 kann
zwischen automatischer- und manueller Messbereichswahl
umgeschaltet werden
6.4.1 Automatische Messbereichswahl (AUTO)
Bei eingeschalteter Messbereichsautomatik wählt die
Messbrücke entsprechend dem angeschlossenen Bauelement automatisch den Messbereich aus, der für eine
genaue Messung am besten geeignet ist. Ein Wechsel
in den nächst niedrigeren Messbereich erfolgt, wenn der
Messwert kleiner als 22,5% des gewählten Messbereichs
ist oder 90% des Messbereichsendwerts übersteigt. Eine
eingebaute Schalthysterese von ca. 10% verhindert ein
ständiges Umschalten des Messbereichs, wenn sich der
Messwert in der Nähe der Umschaltgrenze eines Messbereichs befindet. Die folgende Tabelle zeigt die Umschaltgrenzen für den Wechsel des Messbereichs (wenn die Konstantspannung CST V ausgeschaltet ist):
Bei der Messung einer Induktivität im AUTO Modus kann es vorkommen, dass das HM8118 ständig den Messbereich wechselt. Dies beruht darauf, dass die Quellimpedanz vom gewählten
Messbereich abhängt, so dass nach Messbereichswechsel der
neu gemessene Wert außerhalb der 10%igen Hysterese liegt. In
diesem Falle ist die manuelle Messbereichswahl zu empfehlen.
Messbereich
Impedanz des Bauelements
1 bis 2
Z > 3, 00Ω
2 bis 3
Z > 100,00Ω
3 bis 4
Z > 1,60kΩ
4 bis 5
Z > 25,00kΩ
5 bis 6
Z > 1,00MΩ
2 bis 1
Z < 2,70Ω
3 bis 2
Z < 90,00Ω
4 bis 3
Z < 1,44kΩ
5 bis 4
Z < 22,50kΩ
6 bis 5
Z < 900,00kΩ
6.4.2 Manuelle Messbereichswahl
Die Messbrücke HM8118 besitzt 6 Messbereiche (1–6). Die
Messbereiche können manuell oder automatisch vorgewählt werden. Die folgende Tabelle spezifiziert den Quellwiderstand und die Impedanz des angeschlossenen Bauelements für jeden Messbereich. Die angegebenen Bereiche sind Impedanz- und keine Widerstandsbereiche. Kondensatoren bzw. Induktivitäten sind frequenzabhängige
Komponenten.
Messbereich
Quellwiderstand
Impedanz des
Bauelements
1
25,0 Ω
10,0 µΩ bis 3,0 Ω
2
25,0 Ω
3,0 Ω bis 100,0 Ω
3
400,0 Ω
100,0 Ω bis 1,6 kΩ
4
6,4 kΩ
1,6 kΩ bis 25,0 kΩ
5
100,0 kΩ
25,0 kΩ bis 2,0 MΩ
6
100,0 kΩ
2,0 MΩ bis 100,0 MΩ
Die LCR Messbrücke HM8118 bildet kein 50Ω System, sondern
verändert seinen Innenwiderstand in Abhängigkeit von Messfunktion und Messbereich. Jedes Kabel zeigt individuelle Verluste und verfälscht das eigentliche Messergebnis durch induktive und kapazitive Eingenschaften (vor allem durch die Länge).
Die Eingangsimpedanz ändert sich in Abhängigkeit des gewählten Messbereichs und der angeschlossenen Lastimpedanz zwischen 25Ω und 100kΩ.
Weiterhin ist die Impedanz von Kondensatoren umgekehrt
proportional zur Frequenz. Daher werden größere Kondensatoren in den untereren Impedanz-Messbereichen gemessen. Der Messbereich kann sich daher für ein gegebenes Bauelement ändern, wenn sich die Messfrequenz ändert. Wenn mehrere ähnliche Bauelemente zu messen sind,
kann die Messzeit verkürzt werden, in dem man bei angeschlossenem DUT (= Device Under Test) von der automatischen in die manuelle Messbereichswahl mit der Taste
AUTO/HOLD 17 wechselt. Die Taste AUTO/HOLD erlischt.
Die manuelle Messbereichswahl sollte hauptsächlich bei
hochgenauen Messungen benutzt werden, um eventuelle
Messfehler durch Fehlbedienung und andere Unsicherheiten zu vermeiden. Wenn möglich sollte mit eingeschalteter
Messbereichsautomatik gemessen werden.
15
Gerätefunktionen
Die manuelle Messbereichswahl wird über das SETUP
Menü über die Funktion RNG aktiviert. Durch Druck auf
den Drehgeber wird der Editiermodus aktiviert. Danach
kann mittels Drehgeber der manuelle Messbereich festgelegt werden. Ist die manuelle Messbereichswahl aktiviert,
so kann uum manuellen Wechsel in einen höheren Messbereich die Taste UP 18 betätigt werden. Zum manuellen Wechsel in einen niedrigeren Messbereich ist die Taste
DOWN 19 zu betätigen.
7Gerätefunktionen
Durch Druck auf die Taste SELECT wird das Hauptmenü
geöffnet. Über das Hauptmenü kann über die numerische
Tastatur auf die Untermenüs SETUP, CORR und SYST zugegriffen werden.
7.1 SETUP Menü
6.5Schaltungsart
Bei eingeschalteter automatischer Auswahl der Schaltungsart (durch Drücken der Taste AUTO 14 ) wählt die
LCR-Messbrücke HM8118 entsprechend des angeschlossenen Bauelements automatisch die Schaltungsart (seriell bzw. parallel) aus, die für eine genaue Messung am
besten geeignet ist. Die Schaltungsart kann auch manuell (durch Drücken der Taste SER 15 für seriell oder durch
durch Drücken der Taste PAR 16 für parallel) ausgewählt
werden.
Die Schaltungsart stellt das Ersatzschaltbild des MessStromkreises dar. Üblicherweise wird die Induktivität von
Spulen in einer Reihenschaltung (seriell) gemessen. Doch
es gibt Situationen, bei denen das parallele Ersatzschaltbild
zur Messung der physikalischen Bestandteile besser geeignet ist. Dies ist z.B. bei Spulen mit „Eisenkern“ der Fall,
bei denen die bedeutendsten Verluste „Kernverluste“ sind.
Sind die bedeutendsten Verluste ohmsche Verluste oder
Verluste in den Anschlussdrähten von bedrahteten Bauelementen, so ist eine Reihenschaltung als Ersatzschaltbild
des Mess-Stromkreises besser geeignet. Im automatischen
Modus wählt die Messbrücke das serielle Ersatzschaltbild
für Impedanzen unter 1kΩ und das parallele Ersatzschaltbild für Impedanzen über 1kΩ.
Abb. 7.1: Displayanzeige der Menüfunktion SETUP
7.1.1 Messfrequenz FRQ
Die LCR-Messbrücke HM8118 verfügt über einen Messfrequenzbereich von 20 Hz bis 200 kHz (in 69 Stufen) mit einer
Grundgenauigkeit von 100 ppm. Die 69-Stufen des Messfrequenzbereiches sind wie folgt:
Messfrequenzen
20Hz
90Hz
500Hz
2,5kHz
12kHz
72kHz
24Hz
100Hz
600Hz
3,0kHz
15kHz
75kHz
25Hz
120Hz
720Hz
3,6kHz
18kHz
80kHz
30Hz
150Hz
750Hz
4,0kHz
20kHz
90kHz
36Hz
180Hz
800Hz
4,5kHz
24kHz
100kHz
40Hz
200Hz
900Hz
5,0kHz
25kHz
120kHz
45Hz
240Hz
1,0kHz
6,0kHz
30kHz
150kHz
50Hz
250Hz
1,2kHz
7,2kHz
36kHz
180kHz
60Hz
300Hz
1,5kHz
7,5kHz
40kHz
200kHz
72Hz
360Hz
1,8kHz
8,0kHz
45kHz
75Hz
400Hz
2,0kHz
9,0kHz
50kHz
80Hz
450Hz
2,4kHz
10kHz
60kHz
Die Messfrequenz kann entweder im SETUP-Menü über
FRQ oder über die Taste FREQ 8 mit dem Drehgeber 6
oder den
Tasten 7 eingestellt werden. Ist die automatische Messbereichswahl aktiviert (AUTO 17 ) und
und die Impedanz überschreitet einen Wert von 1000 Ω,
so kann es durch einen Wechsel der Messfrequenz auch
zu einem Wechsel der Schaltungsart kommen (seriell
bzw. parallel). Bei hohen Impedanzen und einer Netzfrequenz von 50 Hz/60 Hz kann es bei einer Messfrequenz von
100 Hz/120 Hz zu einer instabilen Messwertanzeige aufgrund von Überlagerungen mit der Netzfrequenz kommen.
Daher ist in Abhängigkeit von der Netzfrequenz eine andere Messfrequenz zu wählen.
7.1.2 Spannung LEV
Die LCR Messbrücke HM8118 erzeugt eine sinusförmige
Messwechselspannung im Bereich von 50 mVeff bis 1,5 Veff
16
Gerätefunktionen
mit einer Auflösung von 10 mVeff. Die Messwechselspannung kann entweder im SETUP-Menü über LEV oder über
die Taste LEVEL 9 mit dem Drehgeber 6 oder den Pfeil7 eingestellt werden. Mit den Pfeiltasten
tasten
kann die zu verändernde Dezimalstelle gewählt werden.
Über das SETUP-Menü kann die Messwechselspannung
zusätzlich über die die numerische Tastatur eingestellt werden. Die Genauigkeit der Amplitude beträgt ±5 %. Diese
Spannung wird an das Bauelement über einen Quellwiderstand angelegt. Je nach Impedanz des angeschlossenen
Bauelements wird der Quellwiderstand automatisch nach
der folgenden Tabelle ausgewählt. Der Quellwiderstand ist
abhängig vom ausgewählten Messbereich.
Impedanz des Bauelements
Quellwiderstand
10,0 µΩ bis 3,0 Ω
25,0 Ω
3,0 Ω bis 100,0 Ω
25,0 Ω
100,0 Ω bis 1,6 kΩ
400,0 Ω
1,6 kΩ bis 25,0 kΩ
6,4 kΩ
25,0 kΩ bis 2,0 MΩ
100,0 kΩ
2,0 MΩ bis 100,0 MΩ
100,0 kΩ
7.1.3 Vorspannung / Vorstrom BIAS
Für Messungen mit Vorstrom oder externer Vorspannung muss
die Konstantspannung (Funktion CST V) eingeschaltet sein.
Um eine Aussage darüber treffen zu können, wie sich ein
Bauteil in der späteren Schaltung verhalten wird, kann zur
Messung einen DC-BIAS vorgegeben werden, welcher der
späteren Versorgungsspannung (-strom) entspricht.
Vorspannung dient außerdem auch für Messungen an
Halbleiterbauelementen.
Für Induktivitätsmessungen (Funktion L-R / L-Q) ist nur ein
interner Vorstrom verfügbar, welcher von 0 bis +200 mA
(DC) mit einer Auflösung von 1mA eingestellt werden kann.
Ein externer Vorstrom ist in diesem Fall nicht möglich.
Über die Taste BIAS 10 wird der Wert für die Vorspannung bzw. den Vorstrom eingestellt. Durch erneuten Druck
auf die BIAS Taste wird die Werteeingabe abgeschlossen. Die Höhe der Vorspannung / des Vorstroms kann mit
7 (Dezidem Drehgeber 6 und den Pfeiltasten
malstelle) eingestellt werden. Um die interne Vorspannung
bzw. den Vorstrom (BIAS) einzuschalten, ist die Taste BIAS
26 zu betätigen. Bei eingeschalteter Vorspannung
/
bzw. eingeschaltetem Vorstrom leuchtet die Taste BIAS /
. Wird die Taste BIAS /
ein weiteres Mal betätigt,
wird die Vorspannung / der Vorstrom abgeschaltet und die
Taste erlischt.
Die Fehlermeldung „DCR too high“ bedeutet, dass der angeschlossene Prüfling einen zu hohen Widerstand für den eingestellten Vorstrom aufweist. In diesem Fall kann der Vorstrom
nicht aktiviert werden.
Beispiel für interne BIAS Vorspannung:
Unipolare Kondensatoren müssen mit der richtigen Polarität angeschlossen werden, d.h. der positive Pol des Kondensators muss
an den linken Kontakt und der negative Pol an den rechten Kontakt angeschlossen werden. Die Vorspannung (BIAS) ist nur bei
der Kapazitätsmessung verfügbar.
Abb. 7.2: Konstantspannung CST_V aktiviert
In diesem Beispiel wurde ein 1000µF (20V) Elektrolytkondensator mit einer Messspannung von 5kHz vermessen.
Als Funktion wird der C-R Modus aktiviert und der Wert
für die interne Vorspannung über die Taste BIAS 10 mittels
7 (DezimalDrehgeber 6 bzw. den Pfeiltasten
26 wird die instelle) eingestellt. Mit der Taste BIAS /
terne BIAS Vorspannung aktiviert. .
Die BIAS Funktion bietet die Möglichkeit, der AC Messwechselspannung eine Gleichspannung (DC) zu überlagern. Bauelemente, wie z.B. Elektrolyt- oder Tantalkondensatoren, benötigen für eine korrekte Messung eine positive
Vorspannung. Die interne Vorspannung von 0 bis +5 VDC,
mit einer Auflösung von 10 mV oder eine externe Vorspannung von 0 bis zu +40 VDC / 0,5A durch ein externes Netzteil (Geräterückseite), ermöglichen realitätsbezogene Messungen durchzuführen (Funktion C-R / C-D). Die interne
Abb. 7.3: Interne BIAS Vorspannung
Spulen müssen vor dem Entfernen entladen werden, d.h. nach
Abschalten des Vorstroms muss eine Entladezeit abgewartet
werden, bevor das Bauelement vom Messgerät getrennt wird.
Während des Entladevorgangs wird im LCD Display „Please
wait...“ angezeigt. Der Vorstrom (BIAS) ist nur bei der Induktivitätsmessung verfügbar.
17
Gerätefunktionen
Beispiel für externe BIAS Vorspannung:
Abb. 7.4: Anschlüsse für externe BIAS Vorspannung
Beispiel für internen BIAS Vorstrom:
Die Vorgehensweise bei einem internen Vorstrom ist ähnlich zur internen Vorspannung. In diesem Fall wird die
Funktion L-R oder L-Q gewählt und eine beliebige Induktivität an die Messbrücke angeschlossen. Der Wert für
den internen Vorstrom wird über die Taste BIAS 10 mittels
7 (DezimalDrehgeber 6 bzw. den Pfeiltasten
26 wird der instelle) eingestellt. Mit der Taste BIAS /
terne BIAS Vorstrom aktiviert.
Abb. 7.7 zeigt beispielhaft eine typische Kurve eines maximal einstellbaren Vorstroms in Verbindung mit einer angeschlossenen Last.
Der Unterschied zur internen Vorspannung ist in diesem
Beispiel das Einspeisen einer externen DC Vorspannung
auf der HM8118 Geräterückseite. Bauteil und Messmodus
sind identisch zum Beispiel mit interner Vorspannung. Die
externe DC Vorspannung wird in diesem Beispiel über ein
Netzgerät (hier: Hameg HMP2020) in das HM8118 eingespeist. Die Spannung wird am Netzgerät auf 20V gesetzt
und der Strom auf 250mA limitiert.
Abb. 7.7: Maximal einstellbarer Vorstrom in Verbindung mit der
angeschlossenen Last (typische Kurve)
Abb. 7.5: Externe BIAS Vorspannung einstellen
Als Funktion wird ebenfalls der C-R Modus aktiviert und
der Spannungswert über die Taste BIAS 10 mittels Drehge7 (Dezimalstelle) einber 6 bzw. den Pfeiltasten
gestellt. Durch Druck auf die Taste BIAS MODE 24 wird
die Funktion EXT (= extern) mit dem Drehgeber ausge26 wird die externe BIAS
wählt. Mit der Taste BIAS /
Vorspannung aktiviert.
7.1.4 Messbereich RNG
Der Messbereich kann automatisch oder manuell gewählt
werden. Bei einem Messbereichswechsel wird die interne
Messschaltung (Ersatzschaltung) geändert und interne Relais werden geschaltet. Der Messbereichswechsel hängt
somit von mehreren Faktoren, wie z.B. Phasenwinkel, Impedanz, gemessener Wert etc., ab.
Der Messbereich kann manuell im Bereich von 3 Ω bis
500 kΩ mit dem Drehgeber 6 eingestellt werden. Dazu
7 die
wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten
Funktion RNG gewählt, der Drehgeber gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Messbereich gewählt. Durch einen erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Werteauswahl bestätigt. Über die Taste
AUTO/HOLD kann danach zwischen automatischer (Taste
AUTO/HOLD leuchtet) und manueller Messbereichswahl
umgeschaltet werden.
Pendelt das Messgerät permanent zwischen zwei Messbereichen
(Grenzbereich der Messbereichsautomatik) bzw. ist das zu messende Bauteil bekannt, so ist die manuelle Messbereichswahl zu
wählen (siehe Kap. 6).
Abb. 7.6: Externe BIAS Vorspannung aktivieren
18
Gerätefunktionen
7.1.5 Messgeschwindigkeit SPD
Die Messgeschwindigkeit lässt sich in drei Stufen
einstellen:
❙❙ SLOW (langsam),
❙❙ MED (mittel)
❙❙ FAST (schnell).
Zur Einstellung der Messgeschwindigkeit wird im SETUP
7 die Funktion SPD
Menü mit den Pfeiltasten
gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und
mit dem Drehgeber die gewünschte Messgeschwindigkeit
gewählt. Durch einen erneuten Druck auf den Drehgeber
wird die Auswahl bestätigt.
Die Anzahl der Messungen bei kontinuierlicher Triggerung (CONT) betragen etwa 1,5 pro Sekunde bei SLOW,
8 pro Sekunde bei MED oder 14 pro Sekunde bei FAST.
Die Einstellung ist ein Kompromiss zwischen Messgenauigkeit und Messgeschwindigkeit. Eine niedrige Messgeschwindigkeit (SLOW) bedeutet eine höhere Messgenauigkeit, eine hohe Messgeschwindigkeit (FAST) entsprechend
eine niedrige Messgenauigkeit. Bei sehr niedrigen Messfrequenzen wird die Messgeschwindigkeit automatisch
reduziert.
7.1.6 Triggerung TRIG
Hier können die Triggerquelle und Triggerbetriebsart ausgewählt werden. Folgende Triggerbetriebsarten und Triggerquellen sind auswählbar:
❙❙ CONT (kontinuierlicher Trigger):
Eine neue Messung wird automatisch am Ende einer
vorhergehenden Messung durchgeführt.
❙❙ MAN (manueller Trigger):
Eine Messung wird zu dem Zeitpunkt durchgeführt, an
dem die TRIG / UNIT Taste 27 gedrückt wird. Auf dem
Bildschirm wird die aktivierte manuelle Triggerfunktion
mit TGM gekennzeichnet.
❙❙ EXT (externer Trigger):
Eine Messung wird zu dem Zeitpunkt durchgeführt, an
dem eine steigende Flanke am externen Triggereingang
anliegt (TTL Pegel +5V). Während einer Messung werden
alle möglichen Signale am Triggereingang so lange
ignoriert, bis die aktuelle Messung vollständig beendet ist.
Wenn eine Messung ausgelöst wurde, leuchtet die TRIG
Taste 27 auf. Auf dem Bildschirm wird die aktivierte
externe Triggerfunktion mit TGE gekennzeichnet. Für jede
ausgelöste Triggerung wird eine einzelne Messung
durchgeführt.
Zeigt das Messgerät einen leeren Bildschirm (bzw. Striche „- - -“)
ohne Messwerte, so wurde noch kein Triggerereignis / keine Messung ausgelöst oder die gewählte Messfunktion ist falsch gewählt
7.1.7 Verzögerung DELAY
Die Funktion DELAY beschreibt die Triggerverzögerungszeit. Diese kann im Bereich von 0ms bis 40000ms
(40s) eingestellt werden. Zur Einstellung der Triggerverzögerungszeit wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten
7 die Funktion DELAY gewählt, der Drehgeber
6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die
gewünschte Triggerverzögerungszeit gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten
der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die
Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste
oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.
7.1.8 Mittelwertbildung AVG
Wenn die Funktion Mittelwert AVG aktiviert ist, wird aus
mehreren Einzelmessungen entsprechend der eingestellten
Periode ein Mittelwert gebildet. Zur Anzahl der Messperioden für die Mittelwertbildung wird im SETUP Menü mit
7 die Funktion AVG gewählt, der
den Pfeiltasten
Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Mittelwertbildung gewählt. Durch
erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über
die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Die Anzahl der Messperioden für die Mittelwertbildung
kann im Bereich von 2 bis 99 oder auf MED (mittel) eingestellt werden. Die Einstellung MED (mittel) ist ein mittlerer
Berechnungsmodus. Die Messbrücke HM8118 führt hierbei
6 Messungen nacheinander durch, verwirft die niedrigsten und höchsten Messwerte und bildet einen Mittelwert
auf Basis der vier verbleibenden Messungen. Diese Art der
Mittelwertbildung blendet einzelne falsche Messungen aus.
Ist die Mittelwertbildung eingeschaltet, so wird dies im Display durch das Symbol „AVG“ angezeigt. Die Mittelwertbildung kann auch bei manueller oder externer Triggerung
verwendet werden. Die Anzahl der Messungen pro ausgelöster Triggerung wird dann jedoch von der eingestellten
Anzahl der Mittelwerte (Perioden) vorgegeben.
Wird z.B. ein Bauelement in einen Messadapter eingesetzt,
so ist im Allgemeinen die erste Messung falsch und unterscheidet sich von den weiteren Messungen deutlich. Dadurch wird z.B. diese erste falsche Messung verworfen,
um eine fehlerhafte Anzeige von Messwerten durch die
Messung von Einschwingvorgängen zu vermeiden.
7.1.9 Testsignalpegelanzeige
Vm (Messspannung) / Im (Messstrom):
Mit der Funktion Vm/Im kann die Anzeige der am angeschlossenen Bauelement gemessenen Spannung sowie
die Anzeige des gemessenen Stromes, der durch das angeschlossene Bauelement fließt, ein- (ON) und ausgeschaltet werden (OFF). Dazu wird im SETUP Menü mit den Pfeil7 die Funktion Vm/Im gewählt, der Drehtasten
geber gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die
Funktion aktiviert bzw. deaktiviert. Durch einen erneuten
Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.
19
Gerätefunktionen
7.1.10 Guarding GUARD
Bei aktivierter GUARD Funktion werden die Schirmmäntel der BNC-Anschlüsse 20 ... 23 mit einem internen Generator verbunden und mit einer Nachbildung der Messspannung gespeist, wodurch in bestimmten Grenzen die Kapazität der Kabel eliminiert wird, die sonst zu fehlerhaften Kapazitätsmessungen führen würden. Die GUARD Funktion
wird bei niedrigen Spannungen verwendet. Folgende Einstellungsmöglichkeiten stehen zur Verfügung:
❙❙ OFF (aus):
Guarding wird nicht verwendet; der Schirmmantel der
BNC-Anschlüsse wird mit Massepotential verbunden.
❙❙ DRIVE (gesteuert):
Der Schirmmantel der BNC-Anschlüsse werden mit dem
internen Generator mit LOW DRIVE Potential verbunden.
❙❙ AUTO (automatisch):
Die Außenkontakte der BNC-Anschlüsse sind bei
Frequenzen unterhalb 100 kHz und bei den
Messbereichen 1 bis 4 mit Erdpotential verbunden; bei
Frequenzen über 100 kHz und den Messbereichen 5 oder
6 werden die Außenkontakte der BNC-Anschlüsse mit
einer aktiven Schutzspannungsquelle (zur
Potentialsteuerung) verbunden.
Die GUARD Funktion sollte aktiviert werden, wenn Messadapter
mit hoher Kapazität (z.B. HZ184) verwendet werden. Sollte der
Prüfling Impedanzen über 25kΩ bei Frequenzen über 100kHz aufweisen, so ist die GUARD Funktion ebenfalls zu empfehlen.
Zur Einstellung der GUARD Funktion wird im SETUP Menü
7 die Funktion GUARD gemit den Pfeiltasten
wählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit
dem Drehgeber die gewünschte GUARD Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die
Auswahl bestätigt.
Die GUARD Funktion des HM8118 ist nicht mit der 4TP
Funktion (= Four Terminal Pair) von anderen MessgeräteHerstellern zu vergleichen. Bei der 4TP Funktion wird vereinfacht der Messstrom durch den Schirm der Messleitung zurückgeführt, wodurch sich die elektromagnetischen Abstrahlungen des Hin- und Rückleiters fast aufheben und dadurch das Problem der elektromagnetischen
Kopplungen zu einem großen Teil gelöst wird. Dies funktioniert bei der zum HM8118 mitgelieferten Kelvin-Messleitung nicht, da diese nicht passend konfektioniert ist (die
Schirme müssten dazu möglichst nah an der Messstelle
kurzgeschlossen werden). Das HM8118 benutzt eine 5 Leiter Konfiguration (5 terminal configuration / 5T) und unterstützt die 4TP Funktion nicht.
7.1.11 Abweichung DEV_M
Mit der Funktion DEV_M kann die Anzeige der Messwertabweichung der Hauptanzeige (Main) in Δ % (Prozent) oder
Δ ABS (Absolut) bezogen auf den Referenzwert REF_M
ein- bzw. ausgeschaltet (OFF) werden. Zur Anzeigeeinstellung der Messwertabweichung wird im SETUP Menü mit
7 die Funktion DEV_M gewählt,
den Pfeiltasten
6
der Drehgeber
gedrückt (Editiermodus) und mit dem
20
Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Weitere Informationen zur Messwertabweichung
siehe Kap. 6.
7.1.12 Referenz REF_M
Mit der Funktion REF_M kann ein Messwert als Referenzwert in den Referenzspeicher M (Main) gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert können H, mH, µH,
nH, F, mF, µF, nF, pF, Ω, mΩ, kΩ, MΩ, oder S, kS, mS, µS,
nS, pS gewählt werden. Zur Einstellung des Referenzwer7
tes wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten
die Funktion REF_M gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt
(Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte
Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den
Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt. Solange dieses Feld aktiviert ist, kann auch durch Betätigen der TRIG
Taste 27 der Wert des DUT (= Device Under Test) als Referenz übernommen werden. Weitere Informationen zum Referenzwert siehe Kap. 6.
7.1.13 Abweichung DEV_S
Mit der Funktion DEV_S kann die Anzeige der Messwertabweichung der Nebenwertanzeige (Sub) in Δ % (Prozent) oder Δ ABS (Absolut) bezogen auf den Referenzwert
REF_S ein- bzw. ausgeschaltet (OFF) werden. Zur Anzeigeeinstellung der Messwertabweichung wird im SETUP
7 die Funktion DEV_S
Menü mit den Pfeiltasten
gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und
mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt.
Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Weitere Informationen zur Messwertabweichung siehe Kap. 6.
7.1.14 Referenz REF_S
Hier kann ein Messwert des Verlustfaktors bzw. Qualitätsfaktors (Güte) als Referenzwert in den Referenzspeicher S
gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert können Ω, mΩ, kΩ, MΩ, S, kS, mS, µS, nS, pS oder ° gewählt
werden. Zur Einstellung des Referenzwertes wird im SE7 die Funktion
TUP Menü mit den Pfeiltasten
REF_M gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber
wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in
dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden
kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird
dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck
auf den Drehgeber bestätigt. Solange dieses Feld aktiviert
ist, kann auch durch Betätigen der TRIG Taste 27 der Wert
des DUT (= Device Under Test) als Referenz übernommen
werden. Weitere Informationen zum Referenzwert siehe
Kap. 6.
Gerätefunktionen
7.1.15 Konstantspannung CST V
Mit der Funktion CST V kann die Konstantspannung (AC)
ein- (ON) bzw. ausgeschaltet (OFF) werden. Aufgrund
des Quellwiderstands erfordern manche Tests das Verwenden einer spezifischen Messspannung, die mit dem
normalen Quellwiderstand des jeweiligen Messbereichs
nicht möglich ist. Zur Aktivierung der Konstantspannung
7 die
wird im SETUP Menü mit den Pfeiltasten
Funktion CST V gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.
Für Messungen mit BIAS Vorstrom oder externer BIAS Vorspannung muss die Konstantspannung (CST V) eingeschaltet sein.
Ist die Konstantspannung aktiviert (ON), so wird der
Quellwiderstand auf 25 Ω voreingestellt. Die am
Bauelement anliegende Spannung ist dann für alle
Bauelemente, deren Impedanz wesentlich größer ist als
25 Ω, fast konstant. Wenn bei der Messbrücke der
Konstantspannungsbetrieb eingeschaltet ist, ändert sich
(je nach Impedanz des angeschlossenen Bauelements) der
Messbereich, um eine Überlastung der Messbrücke zu
vermeiden. Jedoch verringert sich im Konstantspannungsbetrieb die Genauigkeit um den Faktor 2. Die folgende
Tabelle zeigt die Impedanzmessbereiche bei
eingeschaltetem Konstantspannungsbetrieb (CST V ON):
Impedanz des
Messbereich QuellWiderstand Bauelements
1
25 Ω
  10.0 µΩ bis 3.0 Ω
2
25 Ω
   3.0 Ω bis 100.0 Ω
3
25 Ω
100.0 Ω bis 1.6 kΩ
4
25 Ω
   1.6 kΩ bis 25.0 kΩ
5
25 Ω
  25.0 kΩ bis 2.0 MΩ
6
25 Ω
   2.0 MΩ bis 100,0 MΩ
Die folgende Tabelle zeigt die Änderung der Impedanzbereiche bei ausgeschaltetem Konstantspannungsbetrieb
(CST V OFF):
Messbereich
Impedanz des Bauelements
1 bis 2
Z
2 bis 3
Z > 400.00 Ω
3 bis 4
Z
4 bis 5
Z
5 bis 6
Z
2 bis 1
Z
3 bis 2
Z
4 bis 3
Z
5 bis 4
Z
6 bis 5
Z
> 3.33 Ω
> 6,67 kΩ
> 100.00 kΩ
> 2.22 MΩ
< 2.7 Ω
< 324.0 Ω
< 5.4 kΩ
< 81.0 kΩ
< 1,8 MΩ
Unter bestimmten Bedingungen wird im Display „OVERRANGE“ angezeigt. Dies kann vorkommen, wenn bei der
Messbrücke der Konstantspannungsbetrieb eingeschaltet und die manuelle Messbereichswahl ausgewählt ist.
Um dies zu umgehen, wird in einen höheren Messbereich gewechselt oder die automatische Messbereichswahl
gewählt.
7.2 CORR Menü
Abb. 7.8: Displayanzeige der Menüfunktion CORR
7.2.1 Abgleich
Vor Messbeginn mit Messzubehör sollte ein Abgleich durchgeführt werden, um systembedingte Messfehler zu vermeiden. Mit einem Abgleich können auch Messleitungen und
andere parasitäre Effekte (kapazitive Impedanzen) kompensiert werden. Um eine möglichst hohe Messgenauigkeit
zu erreichen, sollte der Abgleich unter den gleichen Bedingungen wie die spätere Messung des Bauelements erfolgen (z.B. sollte die Anordnung der Messleitungen nach
dem Abgleich nicht verändert werden). Außerdem sollten
die Messleitungen frei liegen, d.h. es sollten sich weder
Hände noch metallische Gegenstände in der Nähe befinden, die die Messung beeinflussen könnten.
Folgende Abgleich-Auswahlmöglichkeiten stehen im CORR
Menü zur Verfügung:
❙❙ OPEN:
Ein Leerlaufabgleich wird durchgeführt, um parasitäre
Effekte (Impedanzen) aufgrund der Messzubehör-Verbindungen zum Bauelement zu kompensieren. Um den
Leerlaufabgleich durchzuführen, dürfen nur die am Ende
offenen Messleitungen ohne Bauelemente angeschlossen
sein. Der Leerlaufabgleich ist für Impedanzen größer 10kΩ
möglich.
❙❙ SHORT:
Ein Kurzschlussabgleich wird durchgeführt, um parasitäre
Effekte (Impedanzen) aufgrund der Messzubehör-Verbindungen zum Bauelement zu kompensieren. Um den
Kurzschlussabgleich durchzuführen, dürfen nur die am
Ende kurzgeschlossenen Messleitungen ohne Bauelemente angeschlossen sein. Der Kurzschlussabgleich ist für
Impedanzen bis zu 15Ω und Widerstände bis 10Ω möglich.
❙❙ LOAD:
Ein Abgleich mit Anpassung (Abgleich einer bekannten
Last-Impedanz) ist geeignet, um gemessene Impedanzen
vor der eigentlichen Messung mit einzukalibrieren. Der
Abgleich bei bekannter Last wird nach Wahl der
Messfunktion 28 ... 39 (z.B. L-Q ) getrennt für die
Hauptanzeige LOADM (Main) und Nebenanzeige LOADS
(Sub) eingegeben und sollte möglichst nahe an dem
erwarteten Messwert des DUT (= Device Under Test)
liegen. Der Abgleich bekannter Last ist für Impedanzen
und Widerstände innerhalb des Messbereichs möglich.
21
Gerätefunktionen
Um einen Abgleich durchführen zu können, wird im CORR
7 die jeweilige AbMenü mit den Pfeiltasten
gleichfunktion gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung (ON/OFF) gewählt. Durch erneuten Druck auf den
Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Über die Funktion MODE kann ausgewählt werden, ob der OPEN bzw.
SHORT Abgleich nur für die aktuell eingestellte Messfrequenz (SGL) oder über alle 69 Frequenzstufen (ALL)
durchgeführt werden soll (ab Firmware Version 1.35
möglich).
Ist im CORR Menü die jeweilige Abgleichfunktion aktiviert
(ON) und die Frequenzstufe(n) ausgewählt, so kann der Abgleich über die Tasten OPEN 11 , SHORT 12 oder LOAD 13
gestartet werden. Ein Abgleich über alle 69 Frequenzstufen dauert etwa 90 Sekunden. Nach erfolgreichem Abgleich ertönt ein kurzer Signalton. Bei nicht erfolgreichem
Abgleich wird eine Fehlermeldung im Display dargestellt.
Bei einem Abgleich mit bekannter Last wird in beide Referenzspeicher (LOADM und LOADS) ein Wert eingegeben (z.B. der
Wert für die erwartete Induktivität in LOADM und der erwartete
Gütewert in LOADS). Dieser ist jeweils nur für die eingestellte
Messfrequenz gültig.
7.2.2 NUM
Mit der Funktion NUM kann eine von 5 möglichen Lastimpedanzen (LOAD) ausgewählt werden. Zur Auswahl der
Lastimpedanz wird im CORR Menü mit den Pfeiltasten
7 die Funktion NUM gewählt, der Drehgeber 6
gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Lastimpedanz gewählt. Durch erneuten Druck
auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.
7.2.3 Messfrequenz FRQ
Mit der Funktion FRQ kann die Messfrequenz der Lastimpedanz (LOAD) im Bereich von 20Hz bis 200kHz eingestellt
werden. Zur Auswahl der Messfrequenz wird im CORR
7 die Funktion FRQ
Menü mit den Pfeiltasten
gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und
mit dem Drehgeber die gewünschte Messfrequenz gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die
Auswahl bestätigt.
7.2.4 Funktion FUNC
Mit der Funktion FUNC können die Messfunktion für die
Lastimpedanz LOADM und LOADS ausgewählt werden.
Folgende Funktionen können gewählt werden:
Ls-Q, Lp-Rp, Cs-Rs, Rp-Q, R-X Lp-Q, Cs-D, Cp-Rp, Z-Θ,
G-B
Ls-Rs, Cp-D,
Rs-Q, Y-Θ,
Zur Auswahl der Messfunktion wird im CORR Menü mit
7 die Funktion FUNC gewählt,
den Pfeiltasten
6
der Drehgeber
gedrückt (Editiermodus) und mit dem
22
Drehgeber die gewünschte Funktion gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl
bestätigt.
7.2.5 Korrekturfaktoren LOADM / LOADS
Mit der Funktion LOADM (Hauptmesswertanzeige) kann
ein Referenzwert für die Lastimpedanz LOAD in den Referenzspeicher LOADM gespeichert werden. Als Einheiten für den Messwert können in Abhängigkeit des Parameters FUNC H, mH, µH, nH, F, mF, µF, nF, pF, Ω, mΩ, kΩ,
MΩ, oder S, kS, mS, µS, nS, pS gewählt werden. Zur Einstellung des Referenzwertes wird im CORR Menü mit den
7 die Funktion LOADM gewählt, der
Pfeiltasten
Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die Zifferntasten
der Wert eingegeben werden kann. Ist der Wert über die
Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der ENTER-Taste
oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.
Für Hameg Zubehör ist die Funktion LOADM bzw. LOADS
nicht notwendig. Hier ist der normale OPEN-/SHORT-Abgleich
ausreichend
Mit der Funktion LOADS (Nebenmesswertanzeige) kann
ein Referenzwert für die Lastimpedanz LOAD in den Referenzspeicher LOADS gespeichert werden. Als Einheiten
für den Messwert können in Abhängigkeit von dem Parameter FUNC Ω, mΩ, kΩ, MΩ, S, kS, mS, µS, nS, pS oder °
gewählt werden. Zur Einstellung des Referenzwertes wird
7 die Funkim CORR Menü mit den Pfeiltasten
tion LOADS gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber der gewünschte Referenzwert gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die manuelle Werteeingabe über die numersiche
Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in
dem über die Zifferntasten der Wert eingegeben werden
kann. Ist der Wert über die Tastatur eingegeben, so wird
dieser mit der ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf
den Drehgeber bestätigt.
Bei einem Abgleich mit Anpassung wird in beide Referenzspeicher (LOADM und LOADS) ein Wert eingegeben (z.B. bei einem
reellen Widerstand für LOADM der Wert des Widerstandes und
für LOADS der Wert „0“).
Die Parameter LOADM und LOADS können verwendet
werden, wenn ein angeschlossener Messadapter schwierig abzugleichen ist oder über lange Messleitungen an die
Messbrücke angeschlossen ist. In diesem Fall ist ein Leerlauf-/Kurzschlussabgleich nicht vollständig möglich, weil
das tatsächliche Ersatzschaltbild des Messadapters nicht
mit einer einfachen Ersatzschaltung von der Messbrücke
kompensiert werden kann, wodurch sich die Messbrücke
in einem unabgeglichenen Zustand befinden kann. Der
Benutzer kann hierbei den Messfehler mit einer bekannten
Impedanz bei einer gegebenen Frequenz ausgleichen.
Gerätefunktionen
Wird der Abgleich mit bekannter Last (LOAD) aktiviert, so
korrigiert die Messbrücke den Messwert der angeschlossenen Impedanz in Bezug auf drei Impedanzen:
❙❙ Kurzschlussimpedanz,
❙❙ Leerlaufimpedanz
❙❙ Lastimpedanz
Es können bis zu 5 unterschiedliche Referenzwerte für die
Lastimpedanz verwendet werden, die mit dem Parameter NUM ausgewählt werden können. Eine Impedanz entspricht immer einer Gruppe von Parametern: einer Zahl,
einer Frequenz, einer Funktion und selbstverständlich die
bekannten Parameter der Impedanz.
Die Impedanz wird nach dem Abgleich mit Anpassung
(LOAD) zur gemessenen Impedanz kurzgeschlossen, um
mit der Lastimpedanz-Korrektur zu messen. Die Korrektur mit einer Lastimpedanz ist am wirkungsvollsten, wenn
die Lastimpedanz nahe an der gemessenen Impedanz
liegt. Wenn der Abgleich mit Anpassung (LOAD) eingeschaltet ist (Parameter LOAD auf „ON“), wird die Lastimpedanz-Korrektur automatisch aktiviert, wenn die eingestellte Messfrequenz mit der Messfrequenz der Lastimpedanz LOAD, die unter den 5 Gruppen von Parametern für
die Lastimpedanz-Korrektur gespeichert ist, gleich ist. Daher sollten die 5 Gruppen von Parametern für die Lastimpedanz-Korrektur unterschiedliche Frequenzen aufweisen.
7.3 Menüfunktion SYST
Abb. 7.9: Displayanzeige der Menüfunktion SYST
7.3.1 Kontrast CONTRAST
Mit der Funktion CONTRAST kann der Kontrast des Displays im Bereich von 35 bis 55 eingestellt werden. Zur
Auswahl des Bildschirmkontrastes wird im SYST Menü mit
7 die Funktion CONTRAST geden Pfeiltasten
wählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit
dem Drehgeber die gewünschte Kontrasteinstellung gewählt. Durch erneuten Druck auf den Drehgeber wird die
manuelle Werteeingabe über die numersiche Tastatur aktiviert. Ein Werteeingabefenster öffnet sich, in dem über die
Zifferntasten der Wert eingegeben werden kann. Ist der
Wert über die Tastatur eingegeben, so wird dieser mit der
ENTER-Taste oder durch erneuten Druck auf den Drehgeber bestätigt.
7.3.2 Tastenton KEY BEEP
Mit der Funktion KEY BEEP kann der Tastenton ein- (ON)
bzw. ausgeschaltet werden (OFF). Zur Aktivierung bzw.
Deaktivierung des Tastentons wird im SYST Menü mit den
7 die Funktion KEY BEEP gewählt,
Pfeiltasten
6
der Drehgeber
gedrückt (Editiermodus) und mit dem
Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch
erneuten Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl
bestätigt.
7.3.3 TALK ONLY
Mit der Funktion TALK ONLY kann die „Talk Only“ Betriebsart der Schnittstelle ein- (ON) bzw. ausgeschaltet
werden (OFF). Zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der „talk
Only“ Betriebsart wird im SYST Menü mit den Pfeiltasten
7 die Funktion TALK ONLY gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Einstellung gewählt. Durch erneuten
Druck auf den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt. Die
Schnittstelle kann bei aktiviertem TALK ONLY Funktion nur
Senden, nicht antworten.
7.3.4 Datenübertragungsgeschwindigkeit BAUDS
Die Funktion BAUDS zeigt die Datenübertragungsgeschwindigkeit der seriellen RS-232 Schnittstelle. Die Baudrate ist nicht variabel und beträgt 9600 Bit/s.
7.3.5 Netzfrequenz MAINS FRQ
Mit der Funktion MAINS FRQ wird die vorhandene Netzfrequenz 50 Hz oder 60 Hz für die interne Frequenzunterdrückung eingestellt. Zur Auswahl der Netzfrequenz wird
7 die Funkim SYST Menü mit den Pfeiltasten
tion MAINS FRQ gewählt, der Drehgeber 6 gedrückt (Editiermodus) und mit dem Drehgeber die gewünschte Netzfrequenz (50Hz / 60Hz) gewählt. Durch erneuten Druck auf
den Drehgeber wird die Auswahl bestätigt.
7.3.6 Geräteinformationen INFO
Die Funktion INFO zeigt Informationen über die FirmwareVersion, die Hardwareversion des FPGAs sowie das Abgleichdatum und die Seriennummer der Messbrücke. Zur
Auswahl des Menüpunktes wird im SYST Menü mit den
7 die Funktion INFO gewählt.
Pfeiltasten
7.4 Speichern / Laden von Einstellungen
Die aktuellen Messgeräteparameter (Einstellungen) können durch Drücken der RECALL/STORE Taste 41 von den
Speicherplätzen 0 bis 8 geladen bzw. in einem nichtflüchtigen Speicher auf den Speicherplätzen 0 bis 8 gespeichert
werden. Wird der Speicherplatz 9 ausgewählt, werden die
Werkseinstellungen geladen (Reset). Dies beeinflusst jedoch nicht die gespeicherten Parameter in den Speicherplätzen 0 bis 8. Nach dem Einschalten werden die Messgeräteparameter vom Speicherplatz 0 geladen. Durch wiederholtes Drücken der RECALL/STORE Taste 41 kann zwischen Speichern und Laden von Messgeräteparametern
umgeschaltet werden. Mit ESC oder erneutem Druck auf
die RECALL/STORE Taste 41 kann das Menü wieder geschlossen werden.
23
Gerätefunktionen
7.5Werkseinstellungen
Frequenz FRQ
1,0 kHz
Level LEV
1,00 V
Vorspannung BIAS
OFF
Messbereich RNG
AUTO
Messgeschwindigkeit SPD SLOW
NUM1
FUNCAUTO
Abgleich OPEN
ON
Abgleich SHORT
ON
Abgleich LOAD
OFF
Triggerung TRIG
CONT
Verzögerung DELAY
0ms
Mittelwert AVG
1
Spannung / Strom Vm/Im OFF
Guarding GUARD
OFF
Abweichung DEV_M
OFF
Referenz REF_M
0,00000 H / mH / µH / nH / F
mF / µF / nF / pF / Ω / mΩ kΩ / MΩ / S / kS / mS / µS / nS / pS
Abweichung DEV_S
OFF
Referenz REF_S
0,00000 Ω / mΩ / kΩ / MΩ / S
kS / mS / µS / nS / pS / °
Konstantspannung CST V OFF
NUM1
Funktion FUNC
AUTO
Referenz LOADM
0,00000 Ω
Referenz LOADS
0,00000 Ω
Kontrast CONTRAST
49 (abhängig vom LCD)
Tastenton KEY BEEP
ON
TALK ONLY
OFF
Baudrate BAUDS
9600
MAINS FRQ
50 Hz
8Messzubehör
Zur Messung von Bauelementen ist die Verwendung eines
geeigneten Messadapters erforderlich. Dieser wird über
die vier frontseitigen BNC-Buchsen mit der LCR-Messbrücke HM8118 fest verbunden:
❙❙ HPot (High Potential)
❙❙ HCur (High Current)
❙❙ LPot (Low Potential)
❙❙ LCur (Low Current)
Abb. 8.1: Frontseitige BNC-Anschlüsse
Alle Bauelemente müssen vor dem Anschließen unbedingt entladen werden. An die Messeingänge (BNC-Buchsen auf der GeräteVorderseite) dürfen keine externen Spannungen angelegt werden.
Während einer Messung sollte das Bauelement nicht mit den
Händen oder anderen Gegenständen in Berührung kommen, da
dadurch das Messergebnis verfälscht werden kann. Messzubehör, wie z.B. Testadapter für Bauteilmessung, immer gerade nach
vorne abziehen.
Zur Messung von bedrahteten Bauelementen wird der
Testadapter HZ181, für SMD-Bauelemente der im Lieferumfang enthaltene Testadapter HZ188 empfohlen. Für
hochgenaue Messungen sollten Messadapter für 4-DrahtMessungen verwendet werden. Eine 2-Draht-Messung ist
nicht so genau wie eine 4-Draht-Messung. Durch die Verwendung von geeigneten Messadaptern werden parasitäre Impedanzen minimiert. Zur Erzielung der maximalen Genauigkeit sollte nach jeder Veränderung der Messanordnung ein OPEN/SHORT/LOAD Abgleich durchgeführt werden. Dies ist ebenfalls bei einer Änderung der
Messfrequenz zu empfehlen. Alternativ können statt eines Messadapters auch Messleitungen verwendet werden. Das zu messende Bauelement kann dann über ein geeignetes Messkabel an die LCR Messbrücke HM8118 angeschlossen werden. Das Messkabel wird über die vier
frontseitigen BNC-Buchsen mit der Messbrücke verbunden. Auch hier ist zu beachten, dass eine 2-Draht-Messung
nicht so genau wie eine 4-Draht-Messung ist. Da jedes Kabel individuelle Verluste zeigt und dadurch das eigentliche
Messergebnis durch induktive und kapazitive Eingenschaften (vor allem durch die Länge) verfälscht, wird das Vermessen eines Bauteils mit dem Hameg HM8118 Zubehör
empfohlen.
Von dem Anschluss eines „normalen“ Koaxkabels wird abgeraten, da sich durch andere Kabeltypen, geänderte Kabellänge, etc.
das Messergebnis verändern wird bzw. die Messbrücke durch die
OPEN- bzw. SHORT-Kalibrierung nur bedingt in der Lage ist, solche Einflüsse zu kompensieren.
24
Messzubehör
8.1 4-Draht Testadapter HZ181 (inkl. Kurzschlussplatte)
pensation von adapter- und leitungsbedingten Impedanzmessfehlern erforderlich.
Bei frequenzabhängigen Bauelementen ist darauf zu achten, dass
für jede der 69 Testfrequenzen ein OPEN und SHORT Abgleich
durchgeführt wird.
Abb. 8.2: 4-Draht
Testadapter HZ181
Der 4-Draht Testadapter (inkl. Kurzschlussplatte) wird
zur Qualifizierung von bedrahteten Bauelementen eingesetzt. Der Messadapter wandelt hierzu die Konfiguration einer 4-Draht-Messung in eine 2-Draht-Messung um.
Der Messadapter wird direkt über die vier BNC-Stecker
an die frontseitigen BNC-Buchsen der LCR Messbrücke
HM8118 angeschlossen. Dazu wird das zu messende Bauelement mit seinen Anschlussdrähten in die zwei vorgesehenen Kontaktschlitze (Messkontakte) gesteckt. Die nachfolgende Abbildung zeigt den Anschluss dieses Testadapters. Dieses Zubehör ist optional und nicht im Lieferumfang enthalten.
Um diese Messfehler zu kompensieren bzw. zu eliminieren, sollte ein Leerlauf- und Kurzschlussabgleich (OPEN/
SHORT Abgleich) an der LCR Messbrücke HM8118
durchgeführt werden. Für den Leerlaufabgleich wird der
Messadapter ohne Bauelement angeschlossen. Für den
Kurzschlussabgleich wird die beiliegende Kurschlussplatte
in die beiden Kontaktschlitze (Messkontakte) des Adapters gesteckt. Die Abgleichwerte, die während des Abgleichvorgangs gemessen werden, werden im Speicher der LCR-Messbrücke HM8118 gespeichert und sind
bis zum erneuten Abgleich gültig. Wird an dem Messaufbau etwas verändert, so muss ein erneuter Abgleich
durchgeführt werden. Weitere Informationen zum OPEN/
SHORT Abgleich siehe Kap. 7.2.
8.2 Kelvin-Messkabel HZ184
Abb. 8.4: Kelvin
Messkabel HZ184
Abb. 8.3: Anschließen eines Testadapters
Technische Daten HZ181
Funktion:
Messadapter zum Betrieb (über 4-Draht Anschluss) an LCR Messbrücke HM8118
Messbare Bauelemente:
Widerstände, Spulen oder Kondensatoren
mit axialen oder radialen Anschlussdrähten
Frequenzbereich:
20 Hz bis 200 kHz
Maximale Spannung:
± 40 V Maximalwert (AC+DC)
Anschlüsse:
BNC-Stecker (4), Messkontakte (2)
Sicherheitsstandards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Umgebungsbedingungen:
Verschmutzungsgrad 2, Innengebrauch
Arbeitstemperaturbereich: +5 °C ... +40 °C
Lagertemperaturbereich:
–20 °C … +70 °C
Gewicht:
ca. 200 g
8.1.1 Abgleich HZ181
Der Messadapter HZ181 hat konstruktionsbedingt eine
Streukapazität, Restinduktivität und einen Restwiderstand,
wodurch die Genauigkeit der gemessenen Werte beeinflusst wird. Um diese Einflüsse zu minimieren, ist die Kom-
Das Kelvin-Messkabel mit Kelvin-Klemmen ermöglicht die
4-Draht-Messung an Bauelementen, die, z.B. aufgrund ihrer Größe, nicht mit konventionellen Testadaptern geprüft werden können. Das Messkabel wird direkt über vier
BNC-Stecker an die frontseitigen BNC-Buchsen der LCR
Messbrücke HM8118 angeschlossen. Die Kabel der roten
Klemme werden an HCUR und HPOT, die Kabel der schwarzen Klemme an LPOT und LCUR angeschlossen. Dieses Zubehör ist im Lieferumfang enthalten.
Technische Daten HZ184
Funktion:
Kelvin-Messleitung zum Betrieb (über
4-Draht Anschluss) an LCR Messbrücke
HM8118
Messbare Bauelemente:
Widerstände, Spulen oder Kondensatoren
Frequenzbereich:
20 Hz bis 200 kHz
Länge der Messleitungen
ca. 35 cm
Anschlüsse
BNC-Stecker (4), Anschluss-klemmen (2)
Sicherheitsstandards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Umgebungsbedingungen: Verschmutzungsgrad 2, Innengebrauch
Arbeitstemperaturbereich: +5 °C bis +40 °C
Lagertemperaturbereich:
–20 °C bis +70 °C
Gewicht:
ca. 170 g
25
Messzubehör
8.2.1 Abgleich HZ184
Das Messkabel HZ184 hat zusammen mit den Anschlussklemmen konstruktionsbedingt eine Streukapazität, Restinduktivität und einen Restwiderstand, wodurch die Genauigkeit der gemessenen Werte beeinflusst wird. Um
diese Einflüsse zu minimieren, ist die Kompensation von
adapter- und leitungsbedingten Impedanzmessfehlern
erforderlich.
Der Messadapter HZ186 ist zur Messung von Transformatoren bzw. Übertragern in Verbindung mit den Transformator-Messfunktionen der LCR-Messbrücke HM8118 konstruiert. Der Messadapter wird direkt über die vier BNC-Stecker an die frontseitigen BNC-Buchsen der LCR-Messbrücke angeschlossen.
1
Bei frequenzabhängigen Bauelementen ist darauf zu achten, dass
für jede der 69 Testfrequenzen ein OPEN und SHORT Abgleich
durchgeführt wird.
Um diese Messfehler zu kompensieren bzw. zu eliminieren, sollte ein Leerlauf- und Kurzschlussabgleich (OPEN/
SHORT Abgleich) an der LCR Messbrücke HM8118
durchgeführt werden. Für den Leerlaufabgleich werden
die Messkabel ohne Bauelement und ohne Verbindung
der Messklemmen zueinander (getrennte Anordnung)
angeschlossen.
3
2
2
1 Transformer Test Adapter
2 Testkabel für große Windungszahlen
3 Testkabel für kleine Windungszahlen
Abb. 8.7: 4-Draht Transformator-Messkabel
Bei Falschmessung zeigt die LCR-Messbrücke keinen Wert für N.
Abb. 8.5: Kurzschlussabgleich HZ184
Für den Kurzschlussabgleich werden die beiden Anschlussklemmen miteinander verbunden. Die Abgleichwerte, die während des Abgleichvorgangs gemessen werden, werden im Speicher der LCR-Messbrücke HM8118 gespeichert und sind bis zum erneuten Abgleich gültig. Wird an dem Messaufbau etwas verändert, so muss ein erneuter Abgleich durchgeführt werden. Weitere Informationen zum OPEN/SHORT Abgleich
siehe Kap. 7.2.
Das 4-Draht Transformator-Messkabel ist ein bequemes
Hilfsmittel für die Messung der Gegeninduktivität (M),
des Übersetzungsverhältnisses (N) und des Phasenverschiebungswinkels Θ im Frequenzbereich von 20Hz bis
zu 200kHz eines Transformators bzw. Übertragers. Der
Messadapter dient hierzu als Schnittstelle zwischen der
LCR-Messbrücke und den vier beiliegenden Messleitungen. Zum Messen wird der zu messende Transformator /
Übertrager gemäß aufgedruckter Beschaltung auf der Primärseite und der Sekundärseite über die Messleitungen
mit dem Messadapter verbunden. Dieses Zubehör ist optional und nicht im Lieferumfang enthalten.
Technische Daten HZ186
Funktion:
Messadapter zum Betrieb (über 4-Draht Anschluss) an LCR-Messbrücke HM8118
Messbare Bauelemente:
Transformatoren, Übertrager
Messbare Parameter:
Gegeninduktivität M (1 µH...100 H),
Übersetzungsverhältnis N (0,95...500),
Phasenverschiebungswinkel φ zwischen Primär- u. Sekundärwicklung (-180° bis +180°)
Frequenzbereich:
20 Hz bis 200 kHz
8.3 4-Draht Transformator-Messkabel HZ186
Länge der Messleitungen: ca. 35 cm
Anschlüsse:
BNC-Stecker (4), BNC-Buchsen (4)
Sicherheitsstandards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Umgebungsbedingungen: Verschmutzungsgrad 2, Innengebrauch
Abb. 8.6: Anschluss des Messadapters an der LCR-Messbrücke
26
Arbeitstemperatur:
+5° C bis +40 °C
Lagertemperatur:
-20 °C bis +70 °C
Gewicht:
ca. 240 g
8.3.1 Abgleich HZ186
Der Messadapter HZ186 hat zusammen mit den angeschlossenen Messleitungen konstruktionsbedingt eine
Streukapazität, Eigeninduktivität und einen Eigenwider-
Messzubehör
stand, wodurch die Genauigkeit der gemessenen Werte
beeinflusst wird. Um diese Einflüsse zu minimieren, ist die
Kompensation von adapter- und leitungsbedingten Impedanzmessfehlern erforderlich.
Bei frequenzabhängigen Bauelementen ist darauf zu achten, dass
für jede der 69 Testfrequenzen ein OPEN und SHORT Abgleich
durchgeführt wird.
8.3.3 Gegeninduktivität
Das HM8118 verwendet zur Messung der Gegeninduktivität das gleiche Verfahren, wie bereits für die „normale“ Induktivität verwendet wird. Anstelle der Spannungsmessung über die Primärwicklung wird die Spannung an der
Sekundärwicklung des Transformators gemessen.
Um diese Messfehler zu kompensieren bzw. zu eliminieren,
sollte ein Leerlauf- und Kurzschlussabgleich (OPEN/SHORT
Abgleich) an der LCR-Messbrücke HM8118 durchgeführt
werden. Für den Leerlaufabgleich werden die vier Messleitungen an den Messadapter HZ186 angeschlossen. Vor
Beginn des Leerlaufabgleichs werden die beiden schwarzen Messleitungen, die an den „COMMON“-BNC-Buchsen
angeschlossen sind, verbunden. Ebenso sind die beiden
Für den „Kurzschlussabgleich“ sind die beiden roten Messroten Messleitungen,
dieschwarzen
an den BNC-Buchsen
„N“gemeinund
leitungen
und die beiden
Messleitungen
„1“ angeschlossen
zu verbinden.
sam
miteinander zusind,
verbinden.
Abb. 8.9: Messung der Gegeninduktivität
COMMON
kurzschließen
Das HM8118 berechnet hierbei eine „virtuelle“ Impedanz
Z = Vs / Ip. Vs ist hierbei die Sekundärspannung, Ip der Primärstrom (alles komplexe Werte). Die Gegeninduktivität
wird dann unter Verwendung der Definition der Gegeninduktivität berechnet:
N
1
trennen
kurzschließen
HAMEG HZ186
Vs = Rs * Is + Ls dIs/dt + M dIp/dt
Abb. 8.8: OPEN / SHORT Abgleich mit HZ186
OPEN-Abgleich = trennen
SHORT-Abgleich = kurzschließen
Für den Kurzschlussabgleich werden die beiden roten
Messleitungen und die beiden schwarzen Messleitungen
gemeinsam miteinander verbunden.schwarz
COMMON
Bild 2:
N
1
COMMON
N
1
8.3.2 Tranformatormessung
Beim Vermessen eines Transformators kann es immer zu
unterschiedlichen Messergebnissen kommen. Die unterschiedlichen Messergebisse hängen sowohl mit den Verlusten des Eisenkerns als auch mitTransformator
dem unbekannten Zustand des vormagnetisierten Kerns zusammen. Das zu verHAMEG HZ186
rot
messene Bauteil ist zum Einen frequenzabhängig,
zum Anderen abhängig von der angelegten Messspannung. Das
Bild
3 „Primärund Sekundär
Transformator“
Messgerät
bestimmt
die Werte
für L, R und C durch Messen der Impedanz und des zugehörigen Phasenwinkels.
Anhand des Winkels ergibt sich ein induktiver,
kapazitiver
Gemeinsamer
oder reeller Wert (L,C,R). Daraus folgt, dassMasseanschluss
der Betrag der
Impedanz mit Erhöhung der Spannung zunimmt und der
Phasenwinkel (durch Ummagnetisierung und Eisenkernverluste) stark von der Messfrequenz abhängt (sichtbar im
„Z-Theta“ Modus [7]). Wird ein Transfomator „offen“ gemessen, so sind die Messwerte plausibel. Wird jedoch die
Sekundärseite kurzgeschlossen, so können wesentlich geringere Messwerte.gemessen werden. Die WerteSparbei kurzTransformator
HAMEG HZ186Sekundärseite entsprechen ziemlich
geschlossener
exakt
den
Verlusten
der
Spule.
Bild 4 „Spar-Transformator“
Änderungen vorbehalten
11
Fließt kein Strom in der Sekundärwicklung (Is = 0), dann ist:
Vs = M dIp/dt oder M = Im{Z}/w.
In diesem Fall kann der Wert für M auch negativ sein. Falls
notwendig kann ein BIAS-Strom verwendet werden. BIAS
wird jedoch nicht verwendet, um die Genauigkeit zu verbessern. Einige Spulen können eine starke BIAS Vorstrom
Abhängigkeit besitzen. In diesem Fall ist die Messung unter den gleichen Bedingungen durchzuführen, wie sie bei
der Schaltung verwendet werden soll.
8.3.4 Bestimmung der Streuinduktivität
Die Streuinduktivität wird bei der HM8118 Messbrücke
nach dem Kurzschlussprinzip ermittelt. Die Verschaltung
zur Bestimmung der Streuinduktivität unterscheidet sich
nicht von der Verschaltung einer „normalen“ Induktivitätsmessung. Das Bauteil / der Transformator wird über die
BNC-Anschlüsse an der HM8118 Gerätevorderseite mit
dem Gerät verbunden. Hierzu ist das HZ186 nicht zwingend notwendig. Hierzu kann auch das beigelegte Standardkabel genutzt werden, welches für Induktivitätsmessungen geeignet ist.
Vor der Bestimmung der Streuinduktivität sollte zuerst eine
„normale“ Induktivitätsmessung an der Primärwicklung
des Transformators durchgeführt werden. Die Sekundärseite bleibt hierbei offen (siehe Abb. 8.10).
27
L CUR
Messzubehör
Technische Daten HZ188
primär
H CUR
sekundär
R
H POT
L POT
L
C
Funktion:
Testadapter zum Betrieb (über 4-Draht Anschluss) an LCR-Messbrücke HM8118
Messbare Bauelemente:
SMD-Widerstände, -Spulen oder
-Kondensatoren
Frequenzbereich:
20 Hz bis 200 kHz
Maximale Spannung:
± 40 V Maximalwert (AC+DC)
Anschlüsse:
BNC-Stecker (4), Messkontakte (2)
Sicherheitsstandards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Umgebungsbedingungen:
Verschmutzungsgrad 2, Innengebrauch
OPEN
L CUR
Abb. 8.10: Induktivitätsmessung an Primärwicklung
Arbeitstemperaturbereich: +5 °C bis +40 °C
Zur Bestimmung der Streuinduktivität wird im Gegensatz
zur „normalen“ Induktivitätsmessung die Sekundärseite
des Transformators kurzgeschlossen (siehe Abb. 8.11). Die
gemessenen Werte an der Primärseite bei kurzgeschlossener Sekundärseite entsprechen der Streuinduktivität.
primär
H CUR
sekundär
H POT
SHORT
L POT
Lagertemperaturbereich:
-20 °C bis +70 °C
Gewicht:
ca. 300 g
Für
denAbgleich
„Kurzschlussabgleich“
ist bei dem Messadapter
8.4.1
HZ188
HZ188
die
Schraube
auf
der
rechten
Seite gegen deneine
UhrDer Messadapter HZ188 hat konstruktionsbedingt
zeigersinn zu lösen und anschließend der rechte Kontaktstift
Streukapazität, Restinduktivität und einen Restwiderstand,
mit der Taste nach links zu drücken, bis beide Kontaktstifte
die die Genauigkeit
gemessenen
beeinflussen.
elektrisch
verbundender
sind.
Danach ist Werte
der rechte
KontaktUm
diese
Einflüsse
zu
minimieren
ist
die
Kompensation
stift durch drehen der Schraube im Urzeigersinn zu fixierenvon
(siehe
Bild 2).
adapterbedingten
Impedanzmessfehlern erforderlich.
Bei frequenzabhängigen Bauelementen ist darauf zu achten, dass
für jede der 69 Testfrequenzen ein OPEN- und SHORT-Abgleich
durchgeführt wird.
L CUR
Abb. 8.11: Bestimmung der Streuinduktivität
primär
H CUR
sekundär
R
8.4 4-Draht-SMD-Testadapter HZ188
H POT
L POT
C
L
OPEN
L CUR
Um diese Messfehler zu kompensieren bzw. zu eliminieren,
sollte ein Leerlauf- und Kurzschlussabgleich (OPEN/SHORT
-Abgleich) an der LCR-Messbrücke HM8118 durchgeführt
werden. Für den „Leerlaufabgleich“ ist beim Testadapter
HZ188 die Schraube auf der rechten Seite gegen den Uhrzeigersinn zu lösen und anschließend der rechte Kontaktstift nach rechts zu drücken, bis beide Kontaktstifte elektrisch offen sind und zwischen den Kontaktstiften ein Abstand vorhanden ist, der den Abmessungen des zu messenden SMD-Bauelements entspricht. Danach ist der
rechte Kontaktstift durch Drehen der Schraube im Urzeigersinn zu fixieren.
Bild 2 „Kurzschlußabgleich“
Schraube
Abb. 8.12: 4-Draht-SMD-Testadapter HZ188
Der SMD-Testadapter HZ188 ist zur Qualifizierung von
SMD-Bauelementen geeignet. Der Testadapter wandelt hierzu die Konfiguration einer 4-Draht-Messung in
eine 2-Draht-Messung um. Aufgrund seines Eigengewichts sollten der Messadapter und die Messbrücke gemeinsam auf einer ebenen Fläche (z.B. einem Tisch) aufliegen. Der Testadapter wird direkt über die vier BNC-Stecker
an die frontseitigen BNC-Buchsen der Messbrücke angeschlossen. Zum Messen wird das zu messende SMD-Bauelement mit seinen Anschlusskontaktseiten zwischen die
zwei vorgesehenen Kontaktstifte (Messkontakte) eingeklemmt. Dieses Zubehör ist im Lieferumfang enthalten.
28
Hebel
sperren
ohne SMDBauelement
Abb. 8.13: Leerlaufabgleich mit HZ188
10
Änderungen vorbehalten
Für den Kurzschlussabgleich ist beim Testadapter HZ188
die Schraube auf der rechten Seite gegen den Uhrzeigersinn zu lösen und anschließend der rechte Kontaktstift mit
der Taste nach links zu drücken, bis beide Kontaktstifte
Für den „Kurzschlussabgleich“ ist bei dem Messadapter
HZ188 die Schraube auf der rechten Seite gegen den Uhrzeigersinn zu lösen und anschließend der rechte Kontaktstift
mit der Taste nach links zu drücken, bis beide Kontaktstifte
elektrisch verbunden sind. Danach ist der rechte Kontaktelektrisch
verbunden sind. Danach ist der rechte Konstift durch drehen der Schraube im Urzeigersinn zu fixieren
taktstift
durch
(siehe Bild 2). Drehen der Schraube im Uhrzeigersinn zu
fixieren.
Schraube
Messzubehör
nenten nach der Messung des HM8118 sortiert. Datenleitungen für die acht Sortier-Kästen sowie Steuerleitungen
sind vorgesehen (ALARM, INDEX, EOM,TRIG).
8.5.1 HO118 Schaltung
Ein HM8118 mit eingebautem HO118 Binning Interface
wird grundsätzlich so ausgeliefert, dass eine externe Spannungsversorgung angeschlossen werden kann. Das heisst
konkret, dass Jumper J1 auf Stellung 2-3, Jumper J3 auf
Stellung 1-2 und die DIP Schalter auf „OFF“ gesetzt sind.
Dadurch sind die internen Pull-Up‘s deaktiviert.
sperren
Abb. 2
8.14:
Kurzschlussabgleich mit HZ188
Bild
„Kurzschlußabgleich“
Die Abgleichwerte, die während des Abgleichvorgangs gemessen werden, werden im Speicher der LCR-Messbrücke
HM8118 gespeichert und sind bis zum erneuten Abgleich
gültig. Wird an dem Messaufbau etwas verändert, so
muss ein erneuter Abgleich durchgeführt werden. Weitere Informationen zum OPEN/SHORT Abgleich siehe Kap.
7.2.
Mit dem Testadapter HZ188 können SMD Bauteile bis zu einer
Bauteilgröße von 0603 bis 1812 (in Inch) getestet werden. Dies
entspricht einer Größe von ca. 1,6mm bis 4,5mm.
8.5 Option HO118 Binning Interface zur
Bauelementsortierung
10
Änderungen vorbehalten
Abb. 8.15: Optionales Zubehör HO118 (Binning Interface)
Ein Binning Interface (25 pol. Schnittstelle) ist für eine Produktionsumgebung besonders nützlich:
❙❙ um ankommende Bauelemente, z.B. in einer
Wareneingangskontrolle, zu prüfen,
❙❙ um Bauelemente nach Grenzwerten zu selektieren,
❙❙ um mehrfach Bauelemente zu prüfen, die ähnliche Werte
besitzen
Abb. 8.16: HO118 interne Verschaltung
Um das Binning Interface in Betrieb zu nehmen, sind daher
folgende Voraussetzungen zu erfüllen:
❙❙ externe Pull-Up‘s verwenden.
❙❙ externe Spannungsversorgung zwischen 5V und 40V
bereitstellen.
Die Schaltung ist „active low“, d.h.die Spannung fällt auf
0V ab, sobald das im Gerät eingestellte Kriterium für das
jeweilige BIN erfüllt ist. Das Binning Interface kann auf
Funktion getestet werden, indem ein einfaches, passives Bauteil (z.B. 1kOhm Widerstand) and das Gerät angeschlossen wird, im BIN Menü ein grosszügiges Pass/Fail
Kriterium eingestellt und die Spannung von PIN 25 (BIN2
auf der Schaltung, BIN1 im Gerät) des 25-poligen Steckers
auf PIN 1 (GND) gemessen wird. Im Falle „Pass“ sollte die
Spannung 0V betragen, im Falle „Fail“ sollte dies der externen Spannung entsprechen, welche an PIN 9 angelegt
werden muss.
Detailliertere Informationen zum Binning Interface bezüglich PIN- und Jumper-Zuordnung ennehmen Sie bitte dem
Handbuch der HO118 auf www.hameg.com.
Wir empfehlen den Einbau der Option HO118 ab Werk, da sonst
durch das notwendige Öffnen des Gerätes das Garantiesiegel gebrochen wird und somit die Garantie erlischt.
Das HO118 Binning Interface erlaubt den Betrieb mit externer Hardware, welche die physischen Arten von Kompo29
Messzubehör
8.5.2 HO118 Beschreibung
BIN Typ
Beschreibung
0...5
Dieser Sortierbehälter wird verwendet, wenn der
gemessene Wert innerhalb der benutzerdefinierten
Grenze des Behälters liegt. Liegt der gemessene
Wert innerhalb dieses Bereiches, wird er Behälter
0 (BIN 0) zugeordnet. Außerhalb des für Behälter 0
definierten Bereichs erfolgt die Zuordnung in den
Bereich für Behälter 1 (BIN 1).Dieser Prozess wiederholt sich so lange, bis der Bereich von Behälter
5 (BIN 5) überschritten wird. Sollte sich der gemessene Wert außerhalb der definierten Bereichsgrenzen für Behälter 1 bis 5 befinden, wird er dem General-failure Behälter zugeordnet.
Dieser Sortierbehälter wird verwendet, wenn der
primäre Wert im Bereich des Sortierbehälters 0 ... 5
liegt und nur die sekundären Parameter die Grenze
von Sortierbehälter 6 überschreitet.
Dieser Ausgang des Sortierbehälters wird aktiviert,
wenn die Sortierung nicht in eine der ersten 7 Kästen fällt.
Pass BIN
6
Secondary
Parameter
Failure BIN
7
General Failure BIN
Es können maximal 9 Binning-Konfigurationen mit der
Speicher/Recall-Funktion festgelegt werden. Binning Konfigurationen lassen sich auch mit der Fernbedienungsschnittstelle betreiben. Die Messbrücke HM8118 kann
Komponenten in bis zu 8 separaten Behältern sortieren:
sechs Pass Sortierbehälter, ein sekundärer Parameter Sortierbehälter und ein allgemeiner Sortierbehälter für Fehler.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist immer nur ein Sortierfach (BIN) aktiviert.
Ausgangssignal:
Negativ TRUE, open collector, opto-isoliert, auswählbare
pull-ups.
Messarten:
Da das HM8118 zur Klasseneinteilung genutzt wird, ist die
Anzahl der Messarten auf die Modi beschränkt, welche zur
Bauteilcharakterisierung benötigt werden.
❙❙ R-Q: Widerstandswert und Güte
❙❙ C-D: Kapazitätswert und Verlustwinkel
❙❙ L-Q: Induktivität und Güte
Sortierbehälter (BINs):
❙❙ pass Behälter: Behälter 0...5 für primäre Parameter
❙❙ fail Behälter: Behälter 6 für sekundäre Parameter, Behälter
7 für generelle Fehler (General Failure BIN).
❙❙ Maximaler Strom bei einer Ausgangsspannung von 1 V
sind 15 mA.
8.5.3 Einstellmöglichkeiten der Sortierbehälter (BINs)
Der HM8118 muss sich im manuellen Modus befinden.
Wählen Sie die entsprechende Funktion des Parameters,
der sortiert werden soll. Alle Funktionen können, wie im
Abschnitt „Messarten“ erwähnt, verwendet werden. Um
Binning Parameter eingeben zu können, drücken Sie bitte
die Taste MENU und wählen dann die BIN-Option. Um Zugang zu dem Binning-Menü zu erlangen, muss ein Binning
Interface eingebaut sein.
Beispiel:
Binning:
ON
BIN Nummer: 0
BIN:
Open
Nominal:100.0
Low limit:
–4,0%
High limit:
+5,0%
Binning ON/OFF:
❙❙ ON: Binning Funktion aktiviert
❙❙ OFF: Binning Funktion deaktiviert
BIN Nummer:
❙❙ Auswahl der BIN-Nummer
❙❙ Behälter 0 bis 5 entsprechen den primären Pass Behältern
❙❙ Behälter 6 entspricht dem Secondary Parameter
FailureBehälter
❙❙ Für den Behälter 7 (General Failure BIN 7) gibt es keinen
Menüeintrag.
BIN OPEN or CLOSED:
❙❙ OPEN: der entsprechende BIN ist aktiviert.
❙❙ CLOSED: der entsprechende BIN ist deaktiviert.
❙❙ Mindestens der erste Behälter muss aktiviert sein.
Nennwert der Klasseneinteilung:
❙❙ Geben Sie den Nennwert über die Nummerntasten ein
und bestätigen Sie mit der Enter-Taste.
❙❙ Der neue Wert und zugehörige Einheiten werden
angezeigt. Ein Nennwert für Behälter 6 entfällt.
LOW LIMIT (Prozentual vom Low Limit):
❙❙ Der Behälter 6 hat keine prozentuale, sondern eine
absolute Grenze.
Messung beendet:
Vollständige Messung abgeschlossen.
HIGH LIMIT (Prozentual High Limit):
❙❙ Das Low Limit ist automatisch symmetrisch eingestellt.
❙❙ Wird ein asymmetrisches Low Limit benötigt, muss das
High Limit zu erst definiert werden, gefolgt vom Low
Limit.
❙❙ Für symmetrische Bereiche (limits) muss nur der High
Limit Wert angegeben werden. Das Low Limit bildet den
Gegenpart zum Upper Limit.
Alarm:
Benachrichtigung, dass ein Fehler erkannt wurde.
8.5.4 Binning Beispiel
PASS/FAIL für einen Widerstand (1 kΩ ±1%, Q < 0.0001)
Externer Trigger:
Opto-isoliert, wählbarer pull-up, Pulsbreite >10µs.
1. Zum Messen des Widerstands im automatischen Bereichswahlmodus, wählen Sie RQ.
Index:
Analoge Messung abgeschlossen.
30
Fernsteuerung
2. D
rücken Sie AUTO/HOLD, um den Bereich einzufrieren.
Drücken Sie MENU und BIN. Schalten Sie jetzt die Behälterfunktion ein (Binning Feature).
3. Geben Sie den Nennwert (1.000 k) und 1.0 als High Limit Wert für Behälter 0. Der Negative Bereich wird automatisch auf -1% gesetzt. Drücken Sie BIN.
4. Wählen Sie BIN 6 und geben die Bereichsgrenze an
(0.0001). Öffnen Sie den Container (BIN).
Stellen Sie sicher, dass keine anderen Behälter geöffnet
sind.
❙❙ Teilmessungen, die sich innerhalb des definierten Bereich
befinden, landen im Behälter 0 (Pass BIN).
❙❙ Teilmessungen, die nicht der primären Parameter
entsprechen, landen im Behälter 7 (General-Failure BIN).
❙❙ Teilmessungen, die nicht den sekundären Parametern
entsprechen, landen im Behälter 6 (Secondary Parameter
Failure BIN).
Am Binning Interface sind Steuerleitungen zur Ausgabe
vorhanden, um Informationen über die Einordnung der gemessenen Bauelemente zu bekommen und um Statusabfragen der Messbrücke zu ermöglichen. Zum Starten der
Messvorgänge ist ein Triggereingang vorhanden. Das Interface beinhaltet 8 Steuerleitungen für Durchlauf-Sortierfächer, Sortierfach für Ausfälle, allgemeines Sortierfach für
Ausfälle, aktive Messung und Sortierfach-Daten. Die Steuerleitungen des Interfaces sind offene Kollektoren (Open
Collecors)Ausgänge und spannungsfest bis zu 40 Volt. Der
Triggereingang reagiert auf TTL-Pegel und löst bei fallenden Flanken aus. Er ist gegen Spannungen bis ±15 Volt
geschützt.
Weitere Informationen zum Binning Interface bezüglich
PIN- und Jumper-Zuordnung ennehmen Sie bitte dem
Handbuch der HO118 auf www.hameg.com.
9Fernsteuerung
Die LCR Messbrücke HM8118 verfügt standardmäßig über
eine galvanisch getrennte RS-232 und USB Schnittstelle
(HO820). Optional ist eine GPIB-Schnittstelle (HO880) ab
Werk verfügbar.
Der Einbau oder das Nachrüsten einer HO820 / HO880 Schnittstelle wird ab Werk oder über de Hameg Service empfohlen, da
das Messgerät geöffnet und das Garantiesiegel gebrochen werden muss.
Alle Daten- und Signalleitungen der Geräte sind galvanisch von
der Masse getrennt.
9.1RS-232
Die RS-232 Schnittstelle ist als 9-polige D-SUB Buchse
ausgeführt. Über diese bidirektionale Schnittstelle können Messgeräteparameter von einem externen Gerät
(DTE, z.B. einem PC mit einer Messsoftware) zur Messbrücke HM8118 (DCE) gesendet bzw. durch das externe Gerät ausgelesen werden. Ebenso können über die Schnittstelle Befehle gesendet und Messdaten ausgelesen werden. Eine Übersicht über die verfügbaren Befehle ist im
Kapitel „Befehlsreferenz“ zu finden. Eine direkte Verbindung vom PC (serieller Port) zur RS-232 Schnittstelle der
Messbrücke HM8118 kann über ein 9-poliges abgeschirmtes Kabel (1:1 beschaltet) hergestellt werden. Es dürfen nur
abgeschirmte Kabel verwendet werden, die eine maximale
Länge von 3m nicht erreichen.
RS-232 Pinnbelegung (9 pol.)
2
3
7
8
5
Tx Data (Daten vom HAMEG-Gerät zm PC)
Rx Data (Daten vom PC zum HAMEG-Gerät)
CTS Sendebereitschaft
RTS Empfangsbereitschaft
Ground (Bezugspotential, über HAMEG-Gerät
(Schutzklasse 1) und Netzkabel mit dem
Schutzleiter verbunden
Abb. 9.1: Pinbelegung RS-232
Die Baudrate ist festgestzt auf 9600 Baud und kann nicht
verändert werden. Der maximal zulässige Spannungshub an den TX, RX, RTS und CTS Anschlüssen beträgt ±12
Volt. Die RS-232 Standardparameter für die Schnittstelle
lauten:
❙❙ 8-N-1 (8 Datenbits, kein Paritätsbit, 1 Stoppbit)
❙❙ RTS/CTS-Hardware-Protokoll: Keine.
31
Fernsteuerung
9.2 USB / VCP
Am Interface befindet sich eine Buchse vom Typ B. Zur
direkten Verbindung mit einem Hostcontroller oder indirekten Verbindung über einen USB-Hub wird ein USB-Kabel benötigt, das über einen Typ B Stecker auf der einen
und über einen Typ A Stecker auf der anderen Seite verfügt. Das Messgerät muss nicht konfiguriert werden.
Abb. 9.2:
Typ A Typ B
Typ A und Typ B der
USB-Schnittstelle
Die HO820 Treiber-ZIP-Datei enthält einen nativen USB
und einen virtuellen COM Port Treiber. Bei der klassischen
Variante des VCP (virtueller COM Port) kann der Anwender nach Installation der entsprechenden Windows-Treiber mit einem beliebigen Terminalprogramm über Remote-Kommandos mit dem Messgerät kommunizieren. Der aktuellste USB-(VCP)-Treiber kann kostenlos von
der Hameg Webseite www.hameg.com im Downloadbereich heruntergeladen und in ein entsprechendes Verzeichnis entpackt werden. Ist auf dem PC noch kein Treiber für die HM8118 Messbrücke vorhanden, meldet sich
das Betriebssystem mit dem Hinweis „Neue Hardware gefunden“, nachdem die Verbindung zwischen dem Messgerät und dem PC hergestellt wurde. Außerdem wird der
„Assistent für das Suchen neuer Hardware“ angezeigt.
Nur dann ist die Installation des USB-Treibers erforderlich. Weitere Informationen zur USB-(VCP)-Treiberinstallation finden Sie in der Installationsanleitung innerhalb der
Treiberdatei.
Der HO820 USB-Treiber kann nur auf dem PC installiert werden,
wenn folgende Grundvoraussetzungen erfüllt sind:
1. Ein Messgerät mit eingebauter HO820 Schnittstelle.
2. Ein PC mit dem Betriebssystem Windows XP™, VISTA™, Windows 7™, Windows 8™ oder Windows 10™ (32 oder 64 Bit).
3. Administratorrechte sind für die Installation des Treibers unbedingt erforderlich. Sollte eine Fehlermeldung bzgl. Schreibfehler erscheinen, ist im Regelfall das notwendige Recht für
die Installation des Treibers nicht gegeben. In diesem Fall setzen Sie sich bitte mit Ihrer IT-Abteilung in Verbindung, um die
notwendigen Rechte zu erhalten.
9.3 IEEE-488 (GPIB)
Die GPIB-Adresse wird an der GPIB-Schnittstelle auf der
Geräterückseite eingestellt und mit einem GPIB-Kabel an
den PC angeschlossen. Über das Kabel wird die Verbindung zu einem IEEE-488-Controller (Steuereinheit eines
IEEE-488-Bussystems) hergestellt. Als IEEE-488-Controller
kann ein PC dienen, der mit einer entsprechenden Steck32
karte ausgerüstet ist. Soll ein IEC-625-Kabel verwendet
werden, ist ein passender Steckadapter erforderlich.
Die optionale IEEE 488 Schnittstelle (GPIB) kann nur ab Werk eingebaut werden, da hierzu das Gerät geöffnet und das Garantiesiegel verletzt werden muss.
Die HO880 Schnittstelle arbeitet im Device-Betrieb, d.h. es
werden Befehle vom Controller empfangen, an das Messgerät übermittelt und die Signaldaten ggf. zum Controller
gesendet. Einstellungen können nur vor dem Starten des
Gerätes erfolgen, während des Betriebs ist dies nicht möglich. Technische Details und Adressierung der Schnittstelle
ist im Manual der HO880 Schnittstelle auf der im Lieferumfang enthaltenen CD oder im Downloadbereich unserer
Website www.hameg.com beschrieben.
Als GPIB-USB Adapter empfehlen wir die Verwendung eines National Instruments Adapters (NI-USB-GPIB HS).
Befehlsreferenz
10Befehlsreferenz
Die REMOTE/LOCAL-Taste leuchtet, wenn das Gerät über
die Schnittstelle angesprochen wird (Remote Control). Um
in die lokale Betriebsart (Local Control) zurückzukehren, ist
die Taste REMOTE/LOCAL zu drücken, vorausgesetzt das
Gerät ist nicht für lokale Bedienung über die Schnittstelle
gesperrt (Local lockout). Ist die lokale Bedienung gesperrt,
kann das Gerät nicht über die Tasten auf der Gerätevorderseite bedient werden.
Für die HM8118 Messbrücke ist keine Remote PC Software verfügbar. Die unterstützten Befehle können in jegliche Softwareumgebungen eingebettet werden, die in der Lage sind, ein ASCII Zeichen zu senden.
10.1 Aufbau der Befehlsstruktur
Eine Syntax mit vier Buchstaben in einer Befehlskette spezifiziert je einen Befehl. Der Rest der Befehlskette besteht
aus Parametern (Variablen). Mehrfache Parameter in einer
Befehlskette werden durch Kommata getrennt. Die Parameter, die in Klammern { } gesetzt dargestellt sind, können
optional verwendet oder abgefragt werden, während die
nicht in Klammern gesetzten Parameter angefordert bzw.
abgefragt werden. Befehle, die abgefragt werden können,
haben ein Fragezeichen in Klammern (?) nach der Syntax.
Befehle, die nur abgefragt werden können, haben ein Fragezeichen ? nach der Syntax. Senden Sie nicht ( ) oder { }
als Teil eines Befehls. Einige Variablen müssen in der ganzen Zahl, andere in Gleitkomma oder exponentieller Form
ausgedrückt werden. Die Variablen i und j sind normalerweise ganzzahlige Werte, während die Variable x eine reale Zahl ist.
Zur Vermeidung von Kommunikationsfehlern wird empfohlen, auf
eine Verkettung mehrerer Befehle zu verzichten. Jedes Remote
Kommando wird mit CR (Carriage Return) oder CR+LF (Carriage
Return + Line Feed) abgeschlossen (kein LF einzeln).
*OPC?
Der Abfragebefehl *OPC? (= Operation Complete) wird
verwendet, um den Ablauf einer Messung zu synchronisieren. Die *OPC? Abfrage liefert den Wert 1 zurück, wenn
alle Messwerte eines Messablaufs vollständig vom Messgerät erfasst wurden und das Gerät wieder messbereit ist.
*WAI
Der Befehl *WAI ist ein Synchronisierungsbefehl, der jeden
weiteren Befehl vor der Ausführung anhält, bis alle laufenden Messungen beendet sind. Die Befehle STRT gefolgt
von *WAI und XALL? würden eine Messung beginnen, die
die Verarbeitung weiterer Befehle jedoch so lange blockieren, bis die Messung beendet ist. Der Befehl XALL? gibt
das Messergebnis aus.
*SAV i
Der *SAV Befehl speichert die aktuellen Messgeräteprameter in dem Speicherplatz i ab. Die Speicherplätze von 0
bis 9 können ausgewählt werden. Das Messgerät startet immer mit den Parametern, die in Speicherplatz 0 gespeichert
sind.
*RCL i
Der *RCL Befehl ruft die gespeicherten Messgerätekonfiguration i auf und verwendet diese als aktuelle Einstellung. Die
Speicherplätze von 0 bis 9 können ausgewählt werden. Sind
die gespeicherten Einstellungen (Messgeräteparameter) unvollständig oder noch nicht gespeichert wurden (z.B. bei einem leeren Speicherplatz), wird bei der Ausführung des Befehls eine Fehlermeldung ausgegeben. Der Befehl *RCL 9
setzt alle Messgeräteparameter auf die Werkseinstellung
zurück.
LOCK 1
Mit dem Befehl LOCK 1 kann die Gerätefrontbedienung
gesperrt werden. Die Sperrung kann durch Druck auf die
REMOTE Taste oder mit dem Befehl LOCK 0 wieder aufgehoben werden.
LOCK 0
10.2 Unterstützte Befehls- und Datenformate
Die HM8118 Messbrücke unterstützt keine parallele Abarbeitung
von Befehlen.
*IDN?
Mit dem Abfragebefehl *IDN? wird der Identifikationsstring
der Messbrücke HM8118 abgefragt. Die abgefragte Zeichenkette besitzt das folgende Format:
HAMEG Instruments,‹Gerätetyp›,‹Seriennummer›,‹Firmware›
(Beispiel: HAMEG Instruments, HM8118,013206727,1.54).
*RST
Der *RST Befehl stellt alle Messgeräteparameter der Messbrücke auf Werkseinstellung zurück (Reset).
Mit dem Befehl LOCK 0 kann eine bestehende Gerätesperrung wieder aufgehoben werden.
$STL(?) {i}
Der $STL Befehl setzt die Triggerverzögerungszeit (DELAY)
auf i Millisekunden. Die Triggerverzögerungszeit i kann im
Bereich von 0ms bis 40000ms eingestellt werden. Der Abfragebefehl $STL? fragt die gesetzte Triggerverzögerungszeit ab.
AVGM(?) {i}
Der AVGM Befehl aktiviert bzw. deaktiviert die Mittelwertberechnung (AVG). Ist die Funktion Mittelwert AVG aktiviert ist, so wird aus mehreren Einzelmessungen entsprechend der eingestellten Periode ein Mittelwert gebildet. Mit
i=0 wird die Mittelwertberechnung deaktiviert (NONE), mit
i=2 wird die Mittelwertberechnung auf MED gesetzt. Die
Einstellung MED (mittel) ist ein mittlerer Berechnungsmo33
Befehlsreferenz
dus. Die Messbrücke HM8118 führt hierbei 6 Messungen
nacheinander durch, verwirft die niedrigsten und höchsten Messwerte und bildet einen Mittelwert auf Basis der
vier verbleibenden Messungen. Diese Art der Mittelwertbildung blendet einzelne falsche Messungen aus. Ist die Mittelwertberechnung auf i=1 gesetzt, so kann mit dem Befehl NAVG die Anzahl der Messwerte gewählt werden, die
zur Mittelwertberechnung verwendet werden sollen. Der
Abfragebefehl AVGM? fragt den Status der Mittelwertberechnung ab.
NAVG(?) {i}
Ist die Mittelwertberechnung über den Befehl AVGM auf
i=1 gesetzt, so kann mit dem NAVG Befehl die Anzahl der
Messwerte, die zur Mittelwertberechnung verwendet werden sollen, im Bereich von 2 bis 99 eingestellt werden.
Der Abfragebefehl NAVG? fragt die Anzahl der Messwerte,
die zur Mittelwertberechnung verwendet werden sollen,
ab.
Für Messungen mit Vorstrom oder externer Vorspannung muss
die Konstantspannung (Funktion CST V) eingeschaltet sein.
VBIA(?) {x}
Der VBIA Befehl setzt die eine interne DC Vorspannung im
Bereich von 0V bis 5V. Dieser Befehl gibt eine Fehlermeldung (ERROR) zurück, wenn sich das HM8118 nicht in einem für Vorspannung geeigneten Messmodus C-D, C-R,
R-X oder Z-Θ befindet. Mit dem Befehl BIAS 1 (= intern)
wird die zuvor mit VBIA gesetzte Vorspannung aktiviert
und auf dem Display angezeigt. Der Abfragebefehl VBIA?
fragt den aktuellen Wert der anliegenden DC Vorspannung
ab.
IBIA(?) {x}
Der IBIA Befehl definiert den DC Vorstrom im Bereich von
0.001A bis 0.200A. Dieser Befehl gibt eine Fehlermeldung
(ERROR) zurück, wenn das HM8118 nicht auf Induktivitätsmessung oder Transformatormessung eingestellt ist (L-Q,
L-R, N-Θ oder M). Mit dem Befehl BIAS 1 (= intern) wird
die zuvor mit IBIA gesetzte Vorstrom aktiviert und auf dem
Display angezeigt. Der Abfragebefehl IBIA? fragt den aktuellen DC Vorstrom ab.
Die Fehlermeldung „DCR too high“ bedeutet, dass der angeschlossene Prüfling einen zu hohen Widerstand für den eingestellten Vorstrom aufweist. In diesem Fall kann der Vorstrom
nicht aktiviert werden.
BIAS(?) {i}
Der BIAS Befehl aktiviert bzw. deaktiviert die im HM8118
definierte DC Vorspannung bzw. den DC Vorstrom. Mit i=0
wird die mit VBIA gewählte DC Vorspannung bzw. der mit
IBIA gewählte DC Vorstrom deaktiviert, mit i=1 wird der interne BIAS aktiviert und der zuvor mit VBIA bzw. IBIA gewählte Wert auf dem Display angezeigt. Mit i=2 wird der
externe BIAS gewählt, welcher nur bei DC Vorspannung
möglich ist. Die interne BIAS Vorspannung kann nur ausgewählt werden, wenn sich das Gerät in einer dafür vorgesehenen Messfunktion befindet (siehe VBIA Befehl). Der
34
interne BIAS Vorstrom kann nur ausgewählt werden, wenn
sich das Gerät in einer dafür vorgesehenen Messfunktion
befindet (siehe IBIA Befehl). Analog dazu verhält sich die
externe BIAS Funktion. Der Abfragebefehl BIAS? fragt den
aktuellen BIAS Status ab.
CIRC(?) {i}
Mit dem CIRC Befehl wird die Schaltungsart des Ersatzschaltbildes (Messstromkreis) gewählt. Standardmäßig ist
die automatische Schaltungsart (i=2) gewählt. Mit i=0 wird
dagegen die Reihenschaltung, mit i=1 die Parallelschaltung
des Ersatzschaltbildes gesetzt. Der Abfragebefehl CIRC?
fragt den aktuellen Status der Ersatzschaltbildeinstellung
ab.
CONV(?) {i}
Der CONV Befehl aktiviert (i=1) oder deaktiviert (i=0) die
Konstantspannung (Funktion CST V). Der Abfragebefehl
CONV? fragt den aktuelle Status der Konstantspannung
ab.
FREQ(?) {x}
Mit dem FREQ Befehl kann die Messfrequenz in Hz gewählt werden. Die 69 möglichen Messfrequenzstufen sind
wie folgt:
Messfrequenzen
20Hz
90Hz
500Hz
2,5kHz
12kHz
72kHz
24Hz
100Hz
600Hz
3,0kHz
15kHz
75kHz
25Hz
120Hz
720Hz
3,6kHz
18kHz
80kHz
30Hz
150Hz
750Hz
4,0kHz
20kHz
90kHz
36Hz
180Hz
800Hz
4,5kHz
24kHz
100kHz
40Hz
200Hz
900Hz
5,0kHz
25kHz
120kHz
45Hz
240Hz
1,0kHz
6,0kHz
30kHz
150kHz
50Hz
250Hz
1,2kHz
7,2kHz
36kHz
180kHz
60Hz
300Hz
1,5kHz
7,5kHz
40kHz
200kHz
72Hz
360Hz
1,8kHz
8,0kHz
45kHz
75Hz
400Hz
2,0kHz
9,0kHz
50kHz
80Hz
450Hz
2,4kHz
10kHz
60kHz
Der Abfragebefehl FREQ? fragt die eingestellte Messfrequenz in Hz ab.
MMOD(?) {i}
Mit dem MMOD Befehl wird die Triggerart gewählt. Mit i=0
wird der kontinuirliche Trigger gewählt, d.h. eine neue Messung wird automatisch am Ende einer vorhergehenden Messung durchgeführt. Mit i=1 wird der manuelle Trigger (TGM)
gewählt. Hierbei wird erste eine Messung durchgeführt,
nachdem der Befehl *TRG gesendet wurde. Mit i=2 wird der
externe Trigger (TGE) gewählt. Eine Messung wird zu dem
Zeitpunkt durchgeführt, an dem eine steigende Flanke am externen Triggereingang anliegt (TTL Pegel +5V). Der Abfragebefehl MMOD? fragt den aktuellen Status der Triggerung ab.
Zeigt das Messgerät einen leeren Bildschirm (bzw. Striche „- - -“)
ohne Messwerte, so wurde noch kein Triggerereignis / keine Messung ausgelöst oder die gewählte Messfunktion ist falsch gewählt.
Befehlsreferenz
Der *TRG oder STRT Befehl startet eine Messung, wenn zuvor
die manuelle Triggerbetriebsart gewählt wurde (siehe MMOD).
Zwischenwerte werden zum nächsten Wert um 0.01 V gerundet. Der Abfragebefehl VOLT? fragt die eingestellte
Messspannung ab.
RATE(?) {i}
OUTP(?) {i}
Der RATE Befehl stellt die Messgeschwindigkeit (Funktion
SPD) in den Stufen FAST (i=0), MED (i=1) oder SLOW (i=2)
ein. Die Anzahl der Messungen bei kontinuierlicher Triggerung (CONT) betragen etwa 1,5 pro Sekunde bei SLOW, 8
pro Sekunde bei MED oder 14 pro Sekunde bei FAST. Der
Abfragebefehl RATE? fragt die eingestellte Messgeschwindigkeit ab.
Der OUTP Befehl setzt die Hauptmesswertanzeige der
Messwerte auf
Normal (i=0),
relative Messwertabweichung % (i=1) oder
absolute Messwertabweichung (i=2).
*TRG / STRT
Der Abfragebefehl OUTP? fragt den Status der Hauptmesswertanzeige ab.
RNGE(?) {i}
Der RNGE Befehl setzt den Messbereich und den zugehörigen Quellwiderstand:
i = 1: Bereich 1 und 25 Ω;
i = 2: Bereich 2 und 25 Ω;
i = 3: Bereich 3 und 400 Ω;
i = 4: Bereich 4 und 6,4 kΩ;
i = 5: Bereich 5 und 100 kΩ;
i = 6: Bereich 6 und 100 kΩ.
Der Abfragebefehl RNGE? fragt den gewählten Messbereich ab.
RNGH(?) {i}
Der RNGH Befehl deaktiviert (i=0) oder aktiviert (i=1) die
manuelle Messbereichswahl. Wenn die manuelle Messbereichswahl deaktiviert ist, ist die automatische Messbereichswahl im HM8118 aktiviert (AUTO). Der Abfragebefehl RNGH? fragt den Status der manuellen Messbereichswahl ab.
PMOD(?) {i}
Mit dem PMOD Befehl und dem Parameter i wird die
Messfunktion ausgewählt:
i=0
: AUTO
i=1
: L-Q
i=2
: L-R
i=3
: C-D
i=4
: C-R
i=5
: R-Q
i=6
: Z-Θ
i=7
: Y+Θ
i=8
: R+X
i=9
: G+B
i=10
: N+Θ
i=11
:M
Der Abfragebefehl PMOD? fragt die ausgewählte Messfunktion ab.
Relativmessungen und Messungen mit eingebautem Binning Interface sind nicht bei automatischer Messbereichswahl möglich.
VOLT(?) {x}
Der VOLT Befehl setzt die Messspannung auf x Volt. Für
x können Werte von 0.05 V bis 1.5 V angegeben werden.
PREL(?) {x}
Der PREL Befehl setzt mit dem Parameter x die relative
Messwertabweichung (REF_M) der Hauptmesswertanzeige, wenn zuvor die Messwertabweichung der Hauptmesswertanzeige mit dem Befehl OUTP 1 oder OUTP 2 aktiviert wurde (DEV_M). Der PREL Befehl erzeugt eine Fehlermeldung (ERROR), wenn beim HM8118 die automatische Messbereichswahl (AUTO) eingeschaltet ist. Die Einheit von x ist:
Ohm: Bei R+Q, Z+Θ und R+X Messungen,
Henry: Bei L+Q, L+R und M Messungen,
Farad: Bei C+D und C+R Messungen und
Siemens: Bei Y+Θ und G+B Messungen.
Der Abfragebefehl PREL? fragt den eingestellten Wert der
relativen Messwertabweichung (REF_M) der Hauptmesswertanzeige ab.
OUTS(?) {i}
Der OUTS Befehl setzt die Nebenmesswertanzeige der
Messwerte auf
Normal (i=0),
relative Messwertabweichung % (i=1) oder
absolute Messwertabweichung (i=2).
Der Abfragebefehl OUTS? fragt den Status der Nebenmesswertanzeige ab.
SREL(?) {x}
Der SREL Befehl setzt mit dem Parameter x relative Messwertabweichung der Nebenmesswertanzeige (REF_S),
wenn zuvor die Messwertabweichung der Nebenmesswertanzeige mit dem Befehl OUTS 1 oder OUTS 2 aktiviert
wurde (DEV_S). Dieser Befehl erzeugt eine Fehlermeldung
(ERROR), wenn bei dem HM8118 die automatische Messbereichswahl (AUTO) oder die M Messung (durch gegenseitige induktive Beeinflussung) eingeschaltet ist. Die Einheit von x ist:
Ohm: Bei L+R, C+R und R+X Messungen,
Grad: Bei Z+Θ, Y+Θ und N+Θ Messungen und
ohne Einheit: Bei allen anderen Messungen.
Der Abfragebefehl SREL? fragt den eingestellten Wert der
relativen Messwertabweichung (REF_S) der Nebenmesswertanzeige ab.
35
Befehlsreferenz
CALL 0
10.3 Befehlsliste Binning Interface
Der CALL 0 Befehl stellt die Messbrücke so ein, dass mit
dem nachfolgenden Befehl (CROP oder CRSH) ein Leerlauf- bzw. Kurzschlussabgleich für die derzeit am Gerät eingestellte Frequenz durchgeführt wird. Erst nach dem Senden von CROP oder CRSH wird ein Abgleich durchgeführt.
(nur bei eingebauten Binning Interface HO118)
CALL 1
Der CALL 1 Befehl stellt die Messbrücke so ein, dass mit
dem nachfolgenden Befehl (CROP oder CRSH) ein Leerlauf- bzw. Kurzschlussabgleich über alle 69 Testfrequenzen
durchgeführt wird. Erst nach dem Senden von CROP oder
CRSH wird ein Abgleich durchgeführt.
XBIN?
Der Abfragebefehl XBIN? fragt die Anzahl der Sortierfächer der aktuellen Messung ab. Ist das Binning Interface nicht eingeschaltet / nicht aktiviert oder die aktuelle Messung ungültig, so wird der Sortierfächerwert 99
ausgegeben.
BBUZ(?) i
Der BBUZ Befehl aktiviert (i=1) oder deaktiviert (i=0) die
Alarmfunktion des Binning Interfaces. Der Abfragebefehl
BBUZ? fragt den aktuellen Status der Alarmfunktion ab.
CROP
Der CROP Befehl führt einen Leerlaufabgleich durch. Das
HM8118 meldet nach dem Abgleich automatisch einen Erfolg mit 0 oder ein Scheitern mit -1.
BCLR
Der BCLR Befehl löscht die Nennwerte und Grenzwerte für
alle Sortierfächer. Ebenso wird durch den BCLR Befehl das
Binning Interface deactiviert.
CRSH
Der CRSH Befehl führt einen Kurzschlussabgleich durch.
Das HM8118 meldet nach dem Abgleich automatisch einen Erfolg mit 0 oder ein Scheitern mit -1.
XALL?
Der Abfragebefehl XALL? fragt die Messwerte der Hauptmesswertanzeige, der Nebenmesswertanzeige und die Anzahl der Sortierfächer ab. Die Messwerte werden durch
Kommata getrennt ausgegeben. Ist das Binning Interface nicht aktiviert / nicht eingebaut oder ist die aktuelle Messung ungültig, so wird der Sortierfächerwert 99
ausgegeben.
BING(?) {i}
Der BING-Befehl sperrt (i=0) und ermöglicht (i=1) das
Binning. Wenn kein Sortierfach geöffnet oder wenn am
HM8118 die Messbetriebsart „AUTO“ eingestellt ist, wird
eine Fehlermeldung ausgegeben.
BLIH j,(?) {x}
Der BLIH Befehl setzt den oberen Grenzwert (i = 0) eines
Sortierfachs j auf x % im Bereich zwischen 0 und 7. Der
Abfragebefehl BLIH? fragt den oberen Grenzwert (i = 0)
des Sortierfachs j ab.
BLIL j,(?) {x}
XMAJ?
Der Abfragebefehl XMAJ? fragt den Messwert der Hauptmesswertanzeige ab. Ist die Messwertanzeige auf Prozentabweichung eingestellt und der nominale Messwert „0“,
so wird eine Fehlermeldung ausgegeben.
XMIN?
Der Abfragebefehl XMIN? fragt den Messwert der Nebenmesswertanzeige ab. Ist die Messwertanzeige auf Prozentabweichung eingestellt und der nominale Messwert „0“,
so wird eine Fehlermeldung ausgegeben.
XDLT?
Der Abfragebefehl XDLT? fragt die absolute Abweichung
zwischen dem Messwert und dem nominalen Messwert
ab (siehe auch PREL Befehl). Ist die automatische Messbetriebsart (AUTO) eingestellt, so wird eine Fehlermeldung
ausgegeben.
XDMT?
Der Abfragebefehl XDMT? fragt die relative Abweichung
zwischen dem Messwert und dem nominalen Messwert
ab (siehe auch PREL Befehl). Ist der nominale Messwert
„0“ oder die automatische Messbetriebsart (AUTO) gewählt, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben.
36
Der BLIL Befehl setzt den unteren Grenzwert (i = 1) eines Sortierfachs j x % im Bereich zwischen 0 und 7. Der
untere Grenzwert muss kleiner oder gleich dem oberen
Grenzwert sein. Wenn kein unterer Grenzwert eingestellt
ist, verwendet das HM8118 den negativen Wert des oberen Grenzwerts als unteren Grenzwert. Der Abfragebefehl
BLIL? fragt den unteren Grenzwert (i = 1) des Sortierfachs
j ab.
BNOM i,(?) {x}
Der BNOM Befehlssatz setzt den Nennwert des Sortierfachs i auf den Wert x. Der Wert i kann im Bereich zwischen 0 und 8 liegen (Sortierfach 8 ist das QDR Sortierfach für Ausfälle). Wenn kein Nennwert für ein Sortierfach
eingestellt wird, verwendet das HM8118 den Nennwert
des folgenden am niedrigsten nummerierten Sortierfachs
mit einem Nennwert von ungleich 0 (mehrere Sortierfächer können den gleichen Nennwert haben, ohne dass ein
Wert für jedes Sortierfach eingetragen ist). Das am niedrigsten nummerierte, aktive Sortierfach muss einen eingestellten Nennwert haben. Das Sortierfach 0 muss immer
eingestellt sein, damit das Binning funktioniert. Der Abfragebefehl BNOM? fragt den Nennwert für das Sortierfach i
ab.
Technische Daten
Technische
Daten
11
Technische
Daten
200 kHz LCR-Messbrücke HM8118
Auflösung
10 mVEff
Pegelgenauigkeit
±(5 % + 5 mV)
Interne Bias-Spannung
0…+5,00 VDC
Auflösung
10 mV
Externe Biasspannung
0…+40 VDC (Sicherung 0,5 A)
Alle Angaben bei 23 °C nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten.
Interner Biasstrom
0…+200 mA
Bedingungen
Auflösung
1 mA
Bereichswahl
Auto und Hold
Trigger
Kontinuierlich, manuell oder extern über
Schnittstelle, Handler Interface oder
Triggereingang
Auto,L-Q,L-R,C-D,C-R,R-Q,Z-Θ,Y-Θ,R-X,
G-B,N-Θ,M
Trigger Verzögerungszeit
0…999 ms in 1 ms Stufen
Schaltungsart
Auto, Seriell oder Parallel
FAST
70 ms
Angezeigte Parameter
Wert, absolute Abweichung oder prozentuale
Abweichung %
MEDIUM
125 ms
SLOW
0,7 s
2…99 Messungen
Verschiedenes
Testsignalspannung
1V
Leerlauf- und Kurzschlussabgleich durchgeführt
Messzeit
SLOW
Anzeige
Messbare Kenngrößen
Mittelwertbildung
Genauigkeit
Primärparameter
Grundgenauigkeit (Testspannung: 1,0 V,
MessmodusSLOW/MEDIUM,
Messbereichsautomatik AUTO,
Konstantspannung OFF, Vorspannung AUS).
Für hohe Messgeschwindigkeit FAST gelten
die doppelten Werte der Grundgenauigkeit.
Impedanz:100MΩ
4MΩ
1MΩ
25kΩ
0,2% + I Z I / 1,5 GΩ
0,1% +
I Z I / 2 GΩ
I Z I / 1,5 GΩ
I Z I / 100 MΩ
0,2% +
I Z I / 100 MΩ
100Ω
5 mΩ / I Z I
I Z I / 10 MΩ
2 mΩ / I Z I
2,5Ω
Spannung, Strom
Abgleich
Leerlauf, Kurzschluss, Anpassung
Save/Recall
9 Geräteeinstellungen
Eingangsschutz
Vmax <√2/[email protected] <200 V, C in Farad
(1 Joule gespeicherte Energie)
Guarding für niedrige
Spannungen und Ströme
Erde, Driven Guard oder Auto (abgesichert)
Temperaturdrift R, L oder C
±5ppm/°C
Schnittstelle
Dual-SchnittstelleUSB/RS-232(HO820),
IEEE-488 (GPIB) (optional)
Schutzart
Schutzklasse I (EN61010-1)
Netzanschluss
110…230 V ±10 %, 50…60 Hz, CAT II
Leistungsaufnahme
ca. 20 W
Arbeitstemperatur
+5…+40 °C
Lagertemperatur
-20…+70 °C
Rel. Luftfeuchtigkeit
5…80 % (ohne Kondensation)
Abmessungen (B x H x T)
285 x 75 x 365 mm
Gewicht
ca. 4 kg
0,5% +
0,3% + 1 mΩ / I Z I
0,5% +
+
0,2% +
0,1% + 1 mΩ / I Z I
Testsignalpegelanzeige
Konstantspannungsbetrieb(25ΩQuelle)
0,5% +
0,05% +
Messzeit(f≥1kHz)
2 mΩ / I Z I
0,01mΩ
20 Hz
1 kHz
10 kHz
100 kHz
Sekundärparameter
Grundgenauigkeit D, Q
±0,0001 bei f = 1 kHz
Phasenwinkel
±0,005° bei f = 1 kHz
Messbereiche
|Z|,R,X
0,01mΩ…100MΩ
|Y|,G,B
10 nS…1.000 S
C
0,01 pF…100 mF
L
10 nH…100 kH
D
0,0001…9,9999
Q
0,1…9.999,9
θ
-180…+180 °
∆
-999,99…999,99 %
M
1 µH…100 H
N
0,95…500
Messparameter und -funktionen
Messfrequenzbereich
20 Hz…200 kHz (69 Stufen)
Frequenzgenauigkeit
±100 ppm
AC Testsignalpegel
50 mVEff…1,5 VEff
Im Lieferumfang enthalten: Netzkabel, Bedienungsanleitung, HZ184 4-Draht-Kelvin-Messkabel, HZ188
4-Draht-SMD-Testadapter, CD
Empfohlenes Zubehör:
HO118 Binning Interface
HO880 IEEE-488 (GPIB) Schnittstelle, galvanisch
getrennt
HZ13 Schnittstellenkabel (USB) 1,8 m
HZ14 Schnittstellenkabel (seriell) 1:1
HZ33 Messkabel50Ω,(BNC/BNC),0,5m
HZ34 Messkabel50Ω,(BNC/BNC),1,0m
HZ42 19“ Einbausatz 2HE
HZ72 IEEE-488 (GPIB) Schnittstellenkabel 2 m
HZ181 4-Draht-Testadapter inkl. Kurzschlussplatte
HZ186 4-Draht-Transformator-Messkabel
37
General information concerning the CE marking
DECLARATION OF CONFORMITY
HAMEG Instruments GmbH
Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the
product:
Product name: Programmable LCR-Bridge
Type: HM8118
with:HO820
Option:HO880
complies with the provisions of the Directive of the Council of the
European Union on the approximation of the laws of the Member States
❙❙ relating to electrical equipment for use within defined voltage limits
(2006/95/EC) [LVD]
❙❙ relating to electromagnetic compatibility (2004/108/EC) [EMCD]
❙❙ relating to restriction of the use of hazardous substances in
electrical and electronic equipment (2011/65/EC) [RoHS].
Conformity with LVD and EMCD is proven by compliance with the
following standards:
EN 61010-1: 04/2015
EN 61326-1: 07/2013
EN 55011: 11/2014
EN 61000-4-2: 12/2009
EN 61000-4-3: 04/2011
EN 61000-4-4: 04/2013
EN 61000-4-5: 03/2015
EN 61000-4-6: 08/2014
EN 61000-4-11: 02/2005
EN 61000-6-3: 11/2012
For the assessment of electromagnetic compatibility, the limits of
radio interference for Class B equipment as well as the immunity to
interference for operation in industry have been used as a basis.
Date:8.6.2015
Signature:
38
Holger Asmussen
General Manager
General remarks regarding the CE marking
Hameg measuring instruments comply with the EMI
norms. Our tests for conformity are based upon the relevant norms. Whenever different maximum limits are optional Hameg will select the most stringent ones. As regards
emissions class 1B limits for small business will be applied. As regards susceptibility the limits for industrial environments will be applied. All connecting cables will influence emissions as well as susceptability considerably. The
cables used will differ substantially depending on the application. During practical operation the following guidelines should be absolutely observed in order to minimize
emi:
1. Data connections
Measuring instruments may only be connected to external
associated equipment (printers, computers etc.) by using
well shielded cables. Unless shorter lengths are prescribed a maximum length of 3m must not be exceeded for
all data interconnections (input, output, signals, control).
In case an instrument interface would allow connecting
several cables only one may be connected. In general,
data connections should be made using double-shielded
cables. For IEEE-bus purposes the double screened cable
HZ72 from HAMEG is suitable.
2. Signal connections
In general, all connections between a measuring instrument and the device under test should be made as short
as possible. Unless a shorter length is prescribed a maximum length of 1m must not be exceeded, also, such connections must not leave the premises. All signal connections must be shielded (e.g. coax such as RG58/U). With
signal generators double-shielded cables are mandatory. It is especially important to establish good ground
connections.
3. External influences
In the vicinity of strong magnetic or/and electric fields even
a careful measuring set-up may not be sufficient to guard against the intrusion of undesired signals. This will not
cause destruction or malfunction of Hameg instruments,
however, small deviations from the guaranteed specifications may occur under such conditions.
General information
concerning the
CE marking
HAMEG Instruments GmbH
Content
Content
1
Important Notes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.1Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.2Unpacking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.3 Setting Up the Instrument. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.4Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.5 Intended Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.6 Ambient Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.7 Warranty and Repair. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.8Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.9 Line fuse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.10 Power switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.11 Batteries and Rechargeable Batteries/Cells. . . . . . . 41
1.12 Product Disposal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2
Description of the Operating Elements. . . . . . 43
3Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.1Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2 Measurement of a capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.3 Measurement of an inductor. . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4
First-Time Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.1 Connecting the instrument. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2 Turning on the instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.4 Measurement of a resistor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.3 Line frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.4 Measurement Principle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.5 Measurement Accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5
Setting of Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.1 Selecting Values /Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6
Measurement Value Display. . . . . . . . . . . . . . 50
6.1 Relative Measurement Value Deviation ∆ %
(#, %). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6.2 Absolute Measurement Value Deviation ∆ ABS (#). 50
5.2 Selecting the Measurement Function. . . . . . . . . . . 50
6.3 Reference Value (REF_M, REF_S). . . . . . . . . . . . . . . 51
6.4 Selecting the Measurement Range. . . . . . . . . . . . . 51
6.5 Circuit Type. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7
Instrument Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.1 SETUP Menu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
7.1.1 Measurement Frequency FRQ . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.1.2 Voltage LEV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.1.3 Preload/ Bias Current BIAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.1.4 Measurement Range RNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.1.5 Measurement Speed SPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.1.6 Triggering TRIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.1.7 DELAY Function. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.1.8 Average Value AVG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.1.9 Display of Test Signal Level Vm (Measurement Voltage) / Im (Measurement Current):. . . . . . . . . . . . . . 55
7.1.10Guarding GUARD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.1.11Deviation DEV_M. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.12Reference REF_M. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.13Deviation DEV_S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.14Reference REF_S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1.15CONSTANT VOLTAGE CST V. . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.2 CORR Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7.3
7.4
7.5
8
8.1
Menu Function SYST. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Saving / Loading of Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Factory Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Measuring Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4-Wire Test Adapter HZ181 (Including Short Circuit
Board). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
8.2 Kelvin-Test Lead HZ184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
8.3 4-wire Transformer Test Lead HZ186. . . . . . . . . . . . 61
8.4 4-Wire SMD Test Adapter HZ188. . . . . . . . . . . . . . . 63
8.5 Sorting Components with Option HO118 Binning
Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
9
Remote Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
8.1RS-232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
8.2 USB / VCP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
8.3 IEEE-488 (GPIB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
10 Command Reference. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10.1 Setting Up the Command Structure . . . . . . . . . . . . 68
10.2 Supported Command and Data Formats. . . . . . . . . 68
10.3 Command List Binning Interface. . . . . . . . . . . . . . . 71
11 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
39
Important Notes
1 Important Notes
1.1Symbols
(1)
(2)
(3)
Symbol 1: Caution, general danger zone –
Refer to product documentation
Symbol 2: Risk of electric shock
Symbol 3: Ground terminal
1.2Unpacking
While unpacking, check the package contents for completeness (measuring instrument, power cable, product
CD, possibly optional accessories). After unpacking, check
the instrument for mechanical damage occurred during
transport and for loose parts inside. In case of transport
damage, please inform the supplier immediately. The instrument must not be operated in this case.
1.3 Setting Up the Instrument
Two positions are possible: .
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
1.4Safety
This instrument was built in compliance with VDE 0411
part 1, safety regulations for electrical measuring instruments, control units and Iaboratory equipment. It has
been tested and shipped from the plant in safe condition.
It is in compliance with the regulations of the European
standard EN 61010-1 and the international standard IEC
61010-1. To maintain this condition and to ensure safe operation, the user must observe all instructions and warnings given in this operating manual. Casing, chassis and
all measuring ports are connected to a protective earth
conductor. The instrument is designed in compliance with
the regulations of protection class 0.
It is prohibited to disconnect the earthed protective
connection inside or outside the instrument!
For safety reasons, the instrument may only be operated
with authorized safety sockets. The power cord must be
plugged in before signal circuits may be connected. Never
use the product if the power cable is damaged. Check regularly if the power cables are in perfect condition. Choose
suitable protective measures and installation types to ensure that the power cord cannot be damaged and that no
harm is caused by tripping hazards or from electric shock,
for instance.
If it is assumed that a safe operation is no longer possible,
the instrument must be shut down and secured against
any unintended operation.
Safe operation can no longer be assumed:
❙❙ If the measuring instrument shows visible damage
❙❙ If the measuring instrument no longer functions properly
❙❙ After an extended period of storage under unfavorable
conditions (e.g. outdoors or in damp rooms)
❙❙ After rough handling during transport (e.g. packaging that
does not meet the minimum requirements by post office,
railway or forwarding agency).
In case of doubt the power connector should be checked
according to DIN VDE 0100/610:
❙❙ Only qualified personnel may open the instrument
❙❙ Prior to opening the instrument must be disconnected
from the line and all other inputs/outputs.
According to Fig. 1 the front feet are folded down and are
used to lift the instrument so its front points slightly upward (approx. 10 degrees). If the feet are not used (Fig. 2)
the instrument can be stacked safely with many other HAMEG instruments. In case several instruments are stacked (Fig. 3) the feet rest in the recesses of the instrument
below so the instruments can not be inadvertently moved. Please do not stack more than 3 instruments. A higher stack will become unstable, also heat dissipation may
be impaired.
40
1.5 Intended Operation
The measuring instrument is intended only for use by personnel familiar with the potential risks of measuring electrical quantities. For safety reasons, the measuring instrument may only be connected to properly installed safety
socket outlets. Separating the grounds is prohibited. The
power plug must be inserted before signal circuits may be
connected. The product may be operated only under the
operating conditions and in the positions specified by the
manufacturer, without the product’s ventilation being obstructed. If the manufacturer’s specifications are not observed, this can result in electric shock, fire and/or serious
personal injury, and in some cases, death. Applicable local
Important Notes
or national safety regulations and rules for the prevention
of accidents must be observed in all work performed.
Use the measuring instrument only with original HAMEG measuring equipment, measuring cables and power cord. Never use inadequately measured power cords. Before each measurement,
measuring cables must be inspected for damage and replaced if
necessary. Damaged or worn components can damage the instrument or cause injury.
The measuring instrument is designed for use in the following sectors: Industry, residential, business and commercial areas and small businesses.
The measuring instrument is designed for indoor use only.
Before each measurement, you need to verify at a known
source if the measuring instrument functions properly.
To disconnect from the mains, the low-heat device socket on the
back panel has to be unplugged.
1.6 Ambient Conditions
The allowed operating temperature ranges from +5°C to
+40 °C (pollution category 2). The maximum relative humidity (without condensation) is at 80%. During storage
and transport, the temperature must be between -20 °C
and +70 °C. In case of condensation during transportation
or storage, the instrument will require approximately two
hours to dry and reach the appropriate temperature prior
to operation. The measuring instrument is designed for
use in a clean and dry indoor environment. Do not operate
with high dust and humidity levels, if danger of explosion
exists or with aggressive chemical agents. Any operating
position may be used; however adequate air circulation
must be maintained. For continuous operation, a horizontal
or inclined position (integrated stand) is preferable.
The maximum operating altitude for the instrument is
2000 m. Specifications with tolerance data apply after a
warm up period of at least 30 minutes at a temperature of
23 °C (tolerance ±2 °C). Specifications without tolerance
data are average values.
1.7 Warranty and Repair
Our instruments are subject to strict quality controls. Prior
to leaving the manufacturing site, each instrument undergoes a 10-hour burn-in test. This is followed by extensive
functional quality testing to examine all operating modes
and to guarantee compliance with the specified technical
data. The testing is performed with testing equipment that
is calibrated to national standards. The statutory warranty
provisions shall be governed by the laws of the country
in which the product was purchased. In case of any complaints, please contact your supplier.
The product may only be opened by authorized and
qualified personnel. Prior to working on the product or
before the product is opened, it must be disconnected
from the AC supply network. Otherwise, personnel will
be exposed to the risk of an electric shock.
Any adjustments, replacements of parts, maintenance and
repair may be carried out only by authorized technical personnel. Only original parts may be used for replacing parts
relevant to safety (e.g. power switches, power transformers, fuses). A safety test must always be performed after
parts relevant to safety have been replaced (visual inspection, PE conductor test, insulation resistance measurement,
leakage current measurement, functional test). This helps
ensure the continued safety of the product.
1.8Maintenance
Clean the outer case of the measuring instrument at regular intervals, using a soft, lint-free dust cloth.
The display may only be cleaned with water or an
appropriate glass cleaner (not with alcohol or other
cleaning agents). Follow this step by rubbing the display
down with a dry, clean and lint-free cloth. Do not allow
cleaning fluid to enter the instrument. The use of other
cleaning agents may damage the labeling or plastic and
lacquered surfaces.
Before cleaning the measuring instrument, please make sure that
it has been switched off and disconnected from all power supplies (e.g. AC supply network).
No parts of the instruments may be cleaned with chemical cleaning agents (such as alcohol, acetone or cellulose thinner)!
1.9 Line fuse
The instrument has 2 internal line fuses: T 0.8 A. In case of
a blown fuse the instrument has to be sent in for repair. A
change of the line fuse by the customer is not permitted.
1.10 Power switch
The instrument has a wide range power supply from 105
V to 253 V, 50 Hz or 60 Hz ±10 %. There is hence no line
voltage selector.
Fuse type:
Size 5 x 20 mm; 250V~, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662 (possibly DIN 41 571, Bl. 3). Slow-blow (T) 0,8A.
1.11 Batteries and Rechargeable Batteries/Cells
If the information regarding batteries and rechargeable batteries/
cells is not observed either at all or to the extent necessary, product users may be exposed to the risk of explosions, fire and/or serious personal injury, and, in some cases, death. Batteries and rechargeable batteries with alkaline electrolytes (e.g. lithium cells)
must be handled in accordance with the EN 62133 standard.
1. Cells must not be disassembled, opened or crushed.
2. Cells and batteries may not be exposed to heat or fire.
Storage in direct sunlight must be avoided. Keep cells
and batteries clean and dry. Clean soiled connectors
using a dry, clean cloth.
41
Important Notes
3. Cells or batteries must not be short-circuited. Cells or
batteries must not be stored in a box or in a drawer
where they can short-circuit each other, or where they
can be short-circuited by other conductive materials.
Cells and batteries must not be removed from their
original packaging until they are ready to be used.
4. Keep cells and batteries out of reach of children. Seek
medical assistance immediately if a cell or battery was
swallowed.
5. Cells and batteries must not be exposed to any mechanical shocks that are stronger than permitted.
6. If a cell develops a leak, the fluid must not be allowed
to come into contact with the skin or eyes. If contact
occurs, wash the affected area with plenty of water
and seek medical assistance.
7. Improperly replacing or charging cells or batteries can
cause explosions. Replace cells or batteries only with
the matching type in order to ensure the safety of the
product.
8. Cells and batteries must be recycled and kept separate
from residual waste. Cells and batteries must be recycled and kept separate from residual waste. Rechargeable batteries and normal batteries that contain lead,
mercury or cadmium are hazardous waste. Observe
the national regulations regarding waste disposal and
recycling.
1.12 Product Disposal
Fig. 1.4: Product labeling in accordance
with EN 50419
The Electrical and Electronic Equipment Act implements
the following EG directives:
❙❙ 2002/96/EG (WEEE) for electrical and electronic
equipment waste and
❙❙ 2002/95/EG to restrict the use of certain hazardous
substances iin electronic equipment (RoHS directive).
❙❙
Once its lifetime has ended, this product should be disposed of separately from your household waste. The disposal at municipal collection sites for electronic equipment is also not permitted. As mandated for all manufacturers by the Electrical and Electronic Equipment Act (ElektroG), ROHDE & SCHWARZ assumes full responsibility for
the ecological disposal or the recycling at the end-of-life of
their products.
Please contact your local service partner to dispose of the
product.
42
Description of the Operating Elements
2 Description of
the Operating
Elements
MODE
14 AUTO – Activating the automatic selection of equiva-
lent circuit
15 SER – Activating the series equivalent circuit
16 PAR – Activating the parallel equivalent circuit
RANGE
17 AUTO/HOLD – Activating the automatic measurement
range (LED lights up) or the range HOLD function
18 UP – Range up
Front panel of HM8118
1 POWER – Turning on/off the instrument
2 DISPLAY (LCD) – Display of measurement results and
units, ranges, frequencies, level, equivalent circuit,
functions and parameters
19 DOWN – Range down
Connectors
20 L CUR (BNC socket) – Low Current; signal output for
series measurements (signal generator)
21 L POT (BNC socket) – Low Potential; signal input for pa-
rallel measurement (voltage measurements)
MENU
3 SELECT – Opening the submenus SETUP, CORR, SYST
22 H POT (BNC socket) – High Potential; signal input / out-
and BIN (only with installed Binning Interface HO118)
put for parallel measurements (measurement bridge)
4 ENTER – Confirmation of input values
23 H CUR (BNC socket) – High Current; signal input for se-
5 ESC – Cancel the menu function
ries measurements (current measurements)
6 Rotary knob (Knob/Pushbutton) – Selection of func-
tions and parameters
7 Arrow buttons
Instrument functions
– Pushbuttons for parameter
24 BIAS MODE/ESC – Activating of internal / external bias
selection
voltage resp. cancelling the editing mode (ESC)
25 TRIG MODE/ENTER – Changing the trigger mode resp.
SET
8 FREQ – Setting of the test signal frequency with rotary
knob 6 or arrow buttons
7
9 LEVEL – Setting of the test signal level with rotary knob
6 and cursor position with arrow buttons
confirming an input value
– Activating the bias voltage resp. erasing
the last character of an numeric input
27 TRIG / UNIT – Single trigger in manual trigger mode
resp. selection of a parameter unit
28 AUTO / 6 – Activating the automatic measurement
function resp. entering numeric value 6
29 M / – – Selection of the measurement function „Mutual
Inductance“ resp. parameter input of the character „-“.
30 R-Q / 5 – Selection of the measurement function ‘Resistance‘ R und ‘Quality factor‘ Q resp. entering numeric
value 5
26 BIAS /
7
10 BIAS – Setting of the bias voltage or current with ro-
tary knob 6 and cursor position with arrow buttons
7
ZERO
11 OPEN – Activating the OPEN calibration
12 SHORT – Activating the SHORT calibration
13 LOAD – Activating the LOAD calibration
1
41 40 42
2
39 38
37 36
35 34
33 32
4
31 30
29 28
3
27 26
6
5
7
9
8 10
15 14 16
12 11 13
25 24
43
23
22
18 17 19
21
20
Fig. 2.1: Front panel of HM8118
43
Description of the Operating Elements
31 N-Θ / . – Selection of the measurement function ‘Turns
46 EXT. BIAS (4 mm safety sockets) –
ratio‘ N and ‘Phase angle‘ Θ resp. parameter input of
the character “. “
32 C-R / 4 – Selection of the measurement function ‘Capacitance‘ C and ‘Resistance‘ R resp. entering numeric
value 4
33 G-B / 0 (Pushbutton)
Selection of the measurement function ‘Conductance‘
G and ‘Susceptance‘ B resp. entering numeric value 0
34 C-D / 3 – Selection of the measurement function ‘Capacitance‘ C and ‘Dissipation factor‘ D resp. entering numeric value 3
35 R-X / 9 – Selection of the measurement function ‘Resistance‘ R and ‘Reactance‘ X resp. entering numeric value 9
36 L-R / 2 – Selection of the measurement function ‘Inductance‘ L and ‘Resistance‘ R resp. entering numeric value 2
37 Y-Θ / 8 – Selection of the measurement function ‘Admittance‘ Y and ‘Phase angle‘ Θ resp. entering numeric
value 8
38 L-Q / 1 – Selection of the measurement function ‘Inductance‘ and ‘Quality factor‘ Q resp. entering numeric value 1
39 Z-Θ / 7 – Selection of the measurement function ‘Impedance‘ Z and ‘Phase angle‘ Θ resp. entering numeric
value 7
40 DISPLAY MODE – Toggling the display of measurement
values with / without parameters
41 RECALL / STORE – Loading/storing of instrument
settings
42 REMOTE / LOCAL – Toggling between front panel (LOCAL) or remote operation (LED lights up); if local lockout was activated, the instrument can not be operated
from the front panel.
43 Ground (4 mm socket) – Ground connector ( ). The socket is directly connected to the mains safety ground!
External bias input (+, –)
47 INTERFACE – HO820 Dual Interface USB/RS-232 (gal-
vanically isolated) is provided as standard
48 BINNING INTERFACE (25 pin D-Sub socket) –
Output to control external binning sorters for components (option HO118)
49 POWER INPUT (Power Cord Receptacle)
Back panel of HM8118
44 TRIG. INPUT (BNC socket) –
Trigger input for external trigger
45 BIAS FUSE (Fuse holder) –
Fuse for external voltage input ext. BIAS
46
Fig. 2.2: Back panel of HM8118
44
47
45
48
44
49
Introduction
3Introduction
Now start the open and short circuit calibrations by
pushing the buttons ZERO/OPEN 11 resp. ZERO/SHORT
12 . The instrument will now determine correction factors
at all 69 frequency steps valid for the presently connected
measurement cables and store them until the instrument is
switched off. This procedure will last appr. 2 minutes.
3.1Requirements
The following components are only intended to be used as an example for a quick introduction to the instrument.
❙❙ HAMEG HM8118 LCR measuring bridge with firmware
from 1.37 upwards.
❙❙ HZ184 Kelvin measurement cables
❙❙ 1 x HAMEG 1,000 µF capacitor (not contained in
shipment)
❙❙ 1 x HAMEG 280 µH inductor (not contained in shipment)
❙❙ 1 x HAMEG 100 kΩ resistor (not contained in shipment).
First connect the HZ184 cables supplied to the HM8118.
The two plugs of the black cable are connected to the terminals LCUR and LPOT, the plugs of the red cable to the
terminals HCUR and HPOT.
After turning the instrument on, the first steps are the open
circuit and the short circuit calibration procedures at the
preselected frequency of 1.0 kHz because the measurement cables HZ184, in conjunction with the terminals, due
to their design, show a stray capacity, a residual inductance and a residual resistance which impair the accuracy
of the measurement results. In order to minimize these influences, the compensation of impedance measurement
errors caused by adapters and cables is necessary.
3.2 Measurement of a capacitor
Now connect the capacitor to the terminals of the HZ184.
Please observe the polarity of the capacitor and connect
the black terminal to the negative terminal of the capacitor,
marked with a – (minus).
As the instrument is set to automatic mode, the measurement function will be automatically switched to function
no. 3 (C-D). Because the measuring frequency of 1.0 kHz
was preselected, the capacitor will not be measured in its
regular operating mode, so the value displayed of appr.
900 µF will not equal the specified value of 1,000 µF.
Change the measuring frequency to 50 Hz by pushing the
button SET/FREQ 8 and turning the knob until 50 Hz are
shown on the display. Now the value displayed will change
to appr.1,000 µF depending on its tolerance. The dissipation factor „D“ will be very low at this setting.
The smaller the loss angle, the more the real world components will come close to the ideal. An ideal inductor has
a loss angle of zero degrees. An ideal capacitor also has
a loss angle of zero degrees. An ideal electrical resistor,
however, has a loss angle of 90 degrees, it has no capacitive or inductive components.
For the open circuit calibration, position the two clips apart
from each other. For the short circuit calibration connect applied on the red terminal. The bias voltage works only
Imaginary
when the instrument on capacitance measurement
both clips as shown in Fig. 3.1.
mode.
Axis
jX
Q = 500
D = 0,002
Measuring function selection
D=Q=1
Auto-measurement function
Fig. 3.1: Short circuit calibration with HZ184.
|Z| = 1000 Ω
D = 500
Q = 0,002
Real
Axis
The HM8018-2 is able to automatically determine the
component type in most cases. 3 different automatisms
exists: the automatic impedance range selection (see the
section
« Auto-ranging»),
the
automatic
mode
(series/parallel) selection (see the section « passive
components »), and the automatic function selection. These
three automatisms are simultaneously activated when the
instrument is set in automatic mode with the RANGE
AUTO key (7). Then the user can change
function
mode=
below
--or45°
that disables their respective automatism. The manual range
selection disables the three automatisms.
When the instrument is on automatic mode the function
choice depends on the impedance module, phase angle as
well as the quality factor .The diagram below shows the
choice made by the instrument.
Push the button MENU/SELECT 3 and then the button
C-D 34 in order to enter the CORR menu. Select the menu
item MODE and use the knob 6 to change the menu entry
from SGL to ALL in order to automatically perform the calibration at all 69 frequency steps provided. Leave the menu
by pushing the button MENU/ESC 5 .
The mode SGL is used to only calibrate at the presently selected
frequency; this procedure takes just a few seconds and is destined for measurements in one or a few frequency ranges only.
e
ngl
se a
pha
The desired test function is selected by push buttons (12)
above 45° = L
and (14). The push button (12) gives access to the main
parameter (R, L or C), The push button (14) allows a
secondary parameter measurement (Q/D, impedance or
phase).
In order to measure D parameter the instrument needs at
first to be set to capacitance measurement mode, on the
other way, Q parameter will be displayed.
R
D = 500
Q = 0,002
D=Q=1
C
Q = 500
D = 0,002
Calculation functions
Fig. 3.2: HM8118 measurement principle,
left: schematic, right: detailled
presentation.
Apart from displaying normal values as resistance, inductance or
capacitance, the HM8018-2 can display relative deviations and
percentages. It is not possible to use these calculation modes for
other functions than the three previous values. The deviations
and percentages are displayed in relation to the two stored values
A and B.
3.3 Measurement of an inductor
Before you connect the choke,
increase
the
measuring
The procedure
to obtain
relative
measurement is as frefollows:
1) Connect the component corresponding to the reference
quency by one decade to 500 Hz
by pushing the arrow
value.
7 above the knob.2)Disconnect
button
theA)capacitor
Store the value (memory
by pressing on theand
STORE key,
then press the A key.
connect the choke to the terminals
of the HZ184.
3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the
The instrument will now automatically
switch
to the
display shows the
value (Measure
– A). function no. 1 (L-Q) and the inductance
of the
choke
will be
disA direct percentage
measurement
is possible,
it is only
to use the
÷B key instead of the –A key in the previous procedure. Then the
instrument displays the value 100*Measure/B in %.
To obtain a deviation in % proceed as follows:
45
1) Connect the component corresponding to the reference
value.
Introduction
played. The value should be appr. 280 µH. As shown in Fig.
3.2, the phase angle of an inductor must be in the range
of + 45 to 90°. In order to prove this, leave the automatic
mode by pushing the button „Z-Θ 39 . The phase angle displayed will be appr. +70° and depends on the measuring
frequency set.
For comparison: the phase angle of the capacitor measured before is appr. -87° at 50 Hz.
3.4 Measurement of a resistor
Disconnect the choke and connect the 100 kΩ resistor supplied. As the instrument was previously set manually to the
function Z-Θ, the value of its impedance can be directly
read (appr. 100 kΩ). As decribed on the page before, an
ideal resistor has no capacitive or inductive components.
Hence the phase resp. loss angle of the component connected is close to zero degrees.
The HM8118, upon connection of the resistor, automatically changed the internal equivalent circuit from series
connection SER to parallel connection PAR (LED pushbuttons 15 and 16 ). If the automatic selection of the equivalent
circuit was chosen (pushbutton AUTO 14 ), the LCR measuring bridge will automatically select the equivalent circuit
which, depending on the component connected, is best
suited to yield a precise measurement result. The equivalent circuit represents the measurement circuit. Usually,
components with a low impedance (capacitors, chokes)
will be measured using the series connection equivalent
circuit while components with a high impedance (e.g. resistors) will be measured using the parallel
equivalent circuit.
4 First-Time Operation
4.1 Connecting the instrument
Fig. 4.1: Power Input
Prior to connecting the instrument to the mains, check
whether the mains voltage conforms to the mains voltage
range specified on the rear panel. This instrument has a
wide-range power supply and hence requires no manual
setting of the mains voltage.
The fuse holder of the BIAS FUSE 45 , i.e. the external BIAS
input, is accessible on the rear panel. Prior to exchanging a
fuse the instrument must be disconnected from the mains.
Then the fuse holder may be removed with a suitable
screw driver, using the slot provided. Afterwards the fuse
can be removed from the holder and exchanged. The holder is spring-loaded and has to be pushed in and turned.
It is prohibited to use „repaired“ fuses or to short-circuit
the fuse. Any damages incurred by such manipulations will
void the warranty. The fuse may only be exchanged by this
type:
Fuse with ceramic body, filled with fire extinguishing
material:
Size 6.3 x 32 mm; 400 VAC, C; IEC 127, Bl. III; DIN 41 662
(alternatively DIN 41 571, p. 3), (F) 0,5 A
Fig. 4.2: Rear panel with fuse
4.2 Turning on the instrument
Prior to operating the instrument for the first time, please be sure to observe the safety instructions mentioned
previously!
The LCR bridge is switched on by using the power switch
1 . Once all keys have briefly been illuminated, the bridge
can be operated via keys and the knob on the front panel. If the keys and the display do not light up, either the
mains voltage is switched off or the internal input line fuses are defective. The current measurement results are
46
First-Time Operation
The front panel ground connector and the ground contact of the
trigger input are directly connected to the mains safety ground
potential through the line cord. The outer contacts of the front
panel BNC connectors 20 – 23 (as well as the shields of any coaxial cables attached) are connected to the GUARD potential
which has no connection to the safety ground! No external voltages may be applied to the BNC connectors! The rear panel interfaces 47 and 48 are galvanically isolated (no connection to
ground)!
Auto-measurement function
e
ngl
se a
pha
shown in the right panel and the essential parameters in
on the red terminal. The bias voltage works only
the left panel of the display. The four BNC sockets locatedapplied
Imaginary
when the instrument on capacitance measurement
mode.
Axis
on the front panel can be connected to the component to
be measured with the appropriate measuring accessories.Measuring function selection
desired test function is selected by push buttons (12)
Additionally, it is also possible to connect the measuring The
above 45° = L
and (14). The push button (12) gives access to the main
parameter
L or C), The push button (14) allows a
43
instrument via ground socket on the front panel
with secondary (R,
parameter measurement (Q/D, impedance or
ground potential. The socket is suitable for a banana plug phase).
In order to measure D parameter the instrument needs at
first to be set to capacitance measurement mode, on the
with a 4 mm diameter.
other way, Q parameter will be displayed.
jX
Q = 500
D = 0,002
D=Q=1
|Z| = 1000 Ω
D = 500
Q = 0,002
Real
Axis
The HM8018-2 is able to automatically determine the
component type in most cases. 3 different automatisms
exists: the automatic impedance range selection (see the
section
« Auto-ranging»),
the
automatic
mode
(series/parallel) selection (see the section « passive
components »), and the automatic function selection. These
three automatisms are simultaneously activated when the
instrument is set in automatic mode with the RANGE
AUTO key (7). Then the user can change
function
mode=
below
--or45°
that disables their respective automatism. The manual range
selection disables the three automatisms.
When the instrument is on automatic mode the function
choice depends on the impedance module, phase angle as
well as the quality factor .The diagram below shows the
choice made by the instrument.
R
D = 500
Q = 0,002
D=Q=1
C
Q = 500
D = 0,002
Calculation functions
Apart from displaying normal values as resistance, inductance or
capacitance,
the HM8018-2 can display relative deviations and
Q = Quality
factor
If there are undefined messages on the display or if the instrument fails to react to operation of its controls turn it
off, wait a minute and turn it on again in order to trigger a
reset operation. If the display remains unchanged or operation impossible, turn it off and take it to a qualified service point (see Safety Instructions).
percentages. It is not possible to use these calculation modes for
the three previous values. The deviations
and percentages are displayed in relation to the two stored values
A and B.
other tangent
functions than
D = Loss
D = 1 The
/ Qprocedure to obtain relative measurement is as follows:
1) Connect the component corresponding to the reference
Q = 1 / Dvalue.
= 1 / tan delta
Store the value
(memory
by phase
pressing on
the STORE key,
(delta 2)
= Opposite
angle
ofA)
the
angle)
then press the A key.
Fig. 4.3: Measurement principle
4.3 Line frequency
Prior to first measurements, the line frequency setting
must be set to the applied line frequency, 50 or 60 Hz. If
the line frequency is not set properly, depending on the
measurement range and the line frequency value, instabilities may occur e.g. on the display. In order to set the
line frequency press the SELECT button 3 , use the SYST
menu for accessing MAINS FRQ, use the knob 6 for selecting the correct value.
4.4 Measurement Principle
The LCR meter HM8118 is not a traditional Wien, Maxwell
or Thomson measurement bridge. Rather, when connecting a test object, the impedance |Z| and the corresponding phase angle Θ (phase between current and voltage)
are always determined (see fig. 4.3). These measurement
values are frequency dependent and will be determined
by means of an AC test signal (which can be set manually
between 50mV and 1.5V). The test signal is induced in the
test item. This distinguishes a LCR bridge from a multimeter (DC measurement). Based on the measurement principle, the measured impedance is always essential. Based
on the impedance (X axis) and the phase angel (angle), the
instrument is able to determine the missing value of the
Y axis. This means that it is not the DC component that is
being measured but rather the AC value. The issued values
are calculated digitally. This measurement of impedance
and phase angle is subject to a certain measurement inaccuracy which will be described on the following pages.
In general, the HM8118 bridge can only determine the
ESR, ESC or ESL (= Equivalent Series Resistance / Capacity / Inductivity) according to the equivalent circuit dia-
3) Press on the A key. The indicator -A lights up and the
display shows the value (Measure – A).
A direct percentage measurement is possible, it is only to use the
÷B key instead of the –A key in the previous procedure. Then the
instrument displays the value 100*Measure/B in %.
gram of the component and is primarily used to measure
To obtain a deviation in % proceed as follows:
individual components. If a circuit
with multiple compo1) Connect the component corresponding to the reference
nents is connected to the bridge,
the
instrument will alvalue.
ways determine the ESR, ESC or ESL of the entire circuit
/ component group. This can potentially skew the measurement result. The connected component / circuit is assumed to be the „Black Box“. These values are available for
each component; however, please keep in mind that these
always describe the result of multiple, possibly overlapping
individual capacities, inductances and impedances. This
can easily cause some misunderstandings especially with
coils (magnetic field, eddy currents, hysteresis, etc.)
The LCR bridge HM8118 is primarily intended to determine passive components. Therefore, it is not possible to determine test
objects which are externally supplied with power.
Fig. 4.4 shows the link between capacity Cs (or resistance
Rs) and various test voltages that can be selected with the
bridge (0.2Veff to 1.5Veff). As can be seen in the figure, the
measurement values of Cs or Rs are highly dependent on
the selected test voltage. Point A shows the test point of
the instrument during the measurement of a single component, point B shows the test point during the measurement of a component group (in this case two capacities connected in parallel). In contrast to test point A, with
point B the bridge switches the measurement range due
to the impedance of the entire component group. As a result, the measurement results for point A and point B are
different.
47
First-Time Operation
Impedance:100 MΩ
4 MΩ
1 MΩ
25 kΩ
0.2% + I Z I / 1.5 GΩ
0.5% +
0.05% +
0.1% +
I Z I / 2 GΩ
I Z I / 1,5 GΩ
I Z I / 100 MΩ
0.2% +
I Z I / 100 MΩ
100 Ω
+
0.1% + 1 mΩ / I Z I
ESR = Rs = D/ωCs
where ω „Omega“ = 2 π f (circular frequency) represents.
Traditionally, the inductance of coils is measured in a series
circuit; however there are cases where a parallel circuit will
yield a better representation of the component. In small
„air“ coils mostly the ohmic or copper losses are predominant , hence the series circuit is the proper representation.
The core of coils with an iron or ferrite core may contribute
most of the losses, the parallel circuit is to prefer here.
The resistance measurement always occurs in compliance with
the method to apply voltage (AC) and measure the resulting current. The only difference to L or C is that the phase angle is nearly 0° (real resistance). A resistance measurement with DC is
not intended.
4.5 Measurement Accuracy
The measurement of impedance and phase angle is prone
to a certain amount of inaccuracy. The measurement accuracy of a specific test point can be calculated based on the
accuracy table in the data sheet (see fig. 4.5). Make sure
you know the impedance of the corresponding component
at the respective test point. No further information is required to calculate the accuracy. The base accuracy of 0.05%
as indicated in the data sheet pertains only to the base accuracy of the HM8118 bridge. The base accuracy only indicates the general measurement uncertainty of the instrument. The accuracy table describes the measurement accuracy that additionally has be taken into account.
48
2 mΩ / I Z I 0.5% +
2 mΩ / I Z I 1 kHz
10 kHz
100 kHz
Fig. 4.5: Table to determine the accuracy
selected for this DUT, it will display in the center of the selected range. Since the measurement error is defined as
a percentage of the measurement range final value, the
measurement error in the higher range goes up nearly by
a factor of 2. Typically, the measurement error is increased
accordingly in the nearest higher measurement range. If a
component is removed from the test lead or measurement
adapter during a measuring process in the continuous
measurement mode, the automatically selected measurement range and the automatically selected measurement
function can be adopted by switching to the manual measurement range selection (RANGE HOLD). This allows the
measurement time during the measurement of many similar components to be reduced.
The accuracy decreases with the measurement voltage (test voltage) because the signal / noise ratio decreases. Consequently,
this leads to additional instabilities. The accuracy decreases at
the same rate. If 0.5V is used as measurement voltage, for instance, the base accuracy is one half.
4.5.1 Example of determining the measurement
accuracy
The accuracy calculation is always based on the data sheet
table (see fig. 4.5). To calculate the corresponding measurement accuracy, the following component parameters are
required (component operating point):
❙❙ Component impedance at corresponding measurement
frequency
❙❙ The measurement frequency.
As an example, a 10 pF capacitator with an impedance of
15 MΩ at 1 kHz will be measured. In this case, the top row
of the accuracy table is valid:
Impedance: 100 MΩ
The highest accuracy is ensured when the DUT value (=
Device Under Test) is approximately centered in the measurement range. If the next highest measurement range is
I Z I / 10 MΩ
0,01 mΩ
20 Hz
The actual measured series resistance includes all series
resistances such as the component leads and the resistance of series-connected foils in capacitors as well as dielectric losses; it is expressed by the dissipation factor DF.
The equivalent series resistance (ESR) is frequency-dependent according to the formula:
0.2% +
2.5 Ω
0.3% + 1 mΩ / I Z I
Fig. 4.4: Example correlation Cs (or Rs) and test voltage
0.5% +
5 mΩ / I Z I
4 MΩ
0,2% + I Z I / 1,5 GΩ
20 Hz
1 kHz
10 kHz
100 kHz
Setting of Parameters
The values of the component set in into the formula:
[email protected] = 0,2% + 15 MΩ
1,5 GΩ
15 x 106 Ω
[email protected] = 0,2% + 1,5 x 109 Ω
15 Ω
[email protected] = 0,2% + 1,5 x 103 Ω
15 Ω
[email protected] = 0,2% + 1500 Ω
[email protected] = 0,2% + 0,01
The units will be adjusted once the component values
have been entered and the formula has been calculated
because the second addend is without unit:
[email protected] = 0,2% + 0,01 = 0,2 + (0,01 x 100%) = 0,2% + 1% = 1,2%
For the 10pF component this leads to:
1.2% of 10pF is 0.12pF.
Based on the calculation the displayed value will be between 10pF - 0.12pF = 9.88pF and 10pF + 0.12pF = 10.12pF.
5 Setting of
Parameters
5.1 Selecting Values /Parameters
Each function and operating mode of the measuring instrument can be selected with the keys on the front panel
of the instrument. Use the respective function key to select the measurement function. An active measurement
function is highlighted by an illuminated white LED. Subsequent settings refer to the selected measurement function.
To set parameters, three options are available:
❙❙ Numeric keypad
❙❙ Knob
❙❙ Arrow keys
You can set the measuring instrument parameters by pressing the SELECT key 3 and by using the menu functions
SETUP, CORR, SYST and BIN (will only be displayed with
an integrated binning interface HO118). Use the keys L-R/2
36 , C-D/3 34 , C-R/4 32 , R-Q/5 30 to select the sub menus
associated with the menu functions. Depending on the
function, you can set the respective measuring instrument
7 and the
parameters by using the arrow keys
knob 6 . Pressing the knob allows the user to modify the
corresponding measuring instrument parameters. This will
be indicated in the display by a blinking „E“ (Edit).
5.1.1 Knob with Arrow Keys
If you select the respective menu via arrow keys, you can
press the knob to activate the editing mode. If the editing
mode is active (blinking „E“ on the display), you can use
the knob to select the parameter or the input value. The
value input will be modified gradually, and the respective
input parameter will be set instantly. The nominal value is
increased by turning the knob to the right, and it is decreased by turning it to the left. Press the knob again to deactivate the editing mode and to confirm the function slection.
Use the arrow keys to select the respective menu function.
5.1.2 Numeric Keypad
Fig. 5.1: Numeric keypad with function keys
The easiest way to enter a value precisely and promptly is
to use the numeric keypad with numeric keys (0...9) and
the decimal point key. Once you have pressed the knob to
activate the editing mode, you can use the SELECT key 3 ,
the ENTER key 25 or press the knob again to reactivate the
49
Setting of Parameters
manual value input via numeric keypad. This opens a value entry window where you can enter the respective value by means of number pads (in addition to the corresponding unit, depending on the measuring instrument parameter). After entering the value via keypad, confirm the
entry by pressing the ENTER key or by pressing the knob
again. Before confirming the parameter, you can delete the
value that has been entered incorrectly by pressing the
key. The ESC key allows you to cancel the operation to enter parameters. This will close the editing window.
5.2 Selecting the Measurement Function
Out of nine measurement functions, the LCR bridge
HM8118 allows you to measure two parameters simultaneously and display them as measurement values. The first
parameter refers to the „main measurement value display“
and the second parameter to the „secondary measurement value display“. Depending on the connected component, the following main and secondary measurement value displays can be shown:
L-Q L-R C-D C-R R-Q Z-Θ Y-Θ R-X G-B N-Θ M Inductance L and quality factor (quality) Q
Inductance L and resistance R
Capacity C and dissipation factor D
Capacity C and resistance R
Resistance R and quality factor (quality) Q
Apparent impedance (impedance) Z
and phase angle Θ
Admittance Y and phase angle Θ
Resistance R and reactance X
Conductance G and susceptance B
Transformer ratio N and
Phase difference Θ
Transformer mutual inductance M
You can select the desired measurement function by pressing the keys 29 to 39 .
In the automatic mode (key AUTO), the bridge switches
both the measurement function (key 28 - 39 ) as well as the
internal equivalent circuit diagram of the measurement circuit appropriately to the measured values to serial (for inductive loads) or to parallel (for capacitive loads).
6Measurement
Value Display
The values measured with the LCR bridge HM8118 can be
shown on the LCD display in three different versions:
❙❙ Measurement value
❙❙ absolute measurement value deviation ∆ ABS or
❙❙ relative measurement value deviation ∆ % (in percent).
Press the SELECT key 3 to use the SETUP and the setting DEV_M (for the main measurement value display) and
DEV_S (for the secondary measurement value display) to
switch the measurement value display. If you select the
function DEV_M or DEV_S via arrow keys, you can press
the knob to activate the editing mode. If the editing mode
is active (blinking „E“ on the display), you can use the knob
to select the respective measurement value display. Press
the knob again to deactivate the editing mode and to confirm the function selection.
The main measurement value and the secondary measurement value will be shown on the display including the decimal point and the associated units. The resolution of the
main measurement value display (L, C, R, G, Z or Y) consists of one, or two or three digits before the decimal point
and four, or three or five digits after the decimal point. The
resolution of the secondary measurement value display (D,
Q, R, B, X or Θ) consists of one, or two or three digits before the decimal point and four, or three or five digits after the decimal point. The depiction OVERRANGE will be
shown on the display if the measurement value is located
outside the set measurement range.
If the bridge shows a negative value on the display, make sure to
check the measurement frequency, the measurement voltage and
possibly the phase angle of the component. For instance, if the
phase angle of a capacitator is close to 90°, it could result in a
negative display value due to the measurement accuracy. For instance, negative values may occur for coils with cores (erroneous
measurement due to magnetization).
6.1 Relative Measurement Value Deviation ∆ %
(#, %)
The # symbol in front of a measurement value and the %
symbol following a measurement value indicate that the
relative measurement value deviation ∆ % (in percent) of
the measured L, C, R, G, Z or Y measurement value, or of
the D, Q, R, B, X or Θ measurement value of a stored measurement value (reference value) is displayed.
6.2 Absolute Measurement Value Deviation ∆ ABS
(#)
The # symbol in front of a measurement value indicates
that the absolute measurement value deviation ∆ ABS of
the measured value, similarly to ∆ %, of the stored mea-
50
Setting of Parameters
surement value (reference value) is displayed. The measurement value deviation is shown in the appropriate units
(Ohm, Henry, etc.).
6.3 Reference Value (REF_M, REF_S)
The menu function REF_M or REF_S enables the user
to enter a reference value which will be used as a basis
for the measurement result ∆ % or ∆ ABS. Press the SELECT key 3 to use the SETUP menu function and the setting REF_M (for the main measurement value display) and
REF_S (for the secondary measurement value display) to
enter a reference value each. The applicable units will be
selected automatically depending on the selected measurement function for the main measurement value display
(H, F, Ω or S) or for the secondary measurement value display (Ω, S or °). You can enter a reference value numerically
with up to five digits after the decimal point. Alternatively,
you can press the TRIG key 27 to perform a measurement,
and the resulting measurement value will be adopted as
reference value.
6.4 Selecting the Measurement Range
The measurement range can be selected automatically or
manually. In some cases, it is useful to lock the automatic measurement range function as it can take a complete
measurement cycle to determine the appropriate measurement range. This can also be useful when switching similar
components. The bridge HM8118 automatically switches
to the measurement range 6 and subsequently back to the
adequate measurement range if a component has been
connected to the instrument. If the automatic measurement range function has been locked and the impedance
of a component equals more than 100 times the nominal
value of the measurement range, the bridge will display an
OVERRANGE measurement error. In this case, it is necessary to select a suitable measurement range for the measurement. Press the AUTO/HOLD key 17 to switch between the automatic and the manual measurement range
selection.
6.4.1 Automatic range selection (AUTO)
If the automatic measurement range function is activated,
the bridge automatically selects the most suitable measurement range for an exact measurement in accordance
with the connected component. The instrument will switch
to the next measurement range level below if the measurement value is smaller than 22.5% of the selected measurement range or 90% higher than the end value of the measurement range. An integrated switching hysteresis of approximately 10% prevents the instrument from constantly
During the measurement of an inductance in the AUTO mode, it
may occur that the HM8118 is constantly changing the measurement range. This is based on the fact that the source impedance
is dependent on the selected measurement range so that after
switching the measurement range, the newly measured value is
outside the range of the 10% hysteresis. In this case, it is recommended to use the manual measurement range selection.
switching the measurement range if the measurement value is close to the switching threshold of a measurement
range. The following table shows the switching thresholds
for switching the measurement range (if the constant voltage CST V is switched off):
Measurement Range
Component Impedance
1 to 2
Z > 3.00 Ω
2 to 3
Z > 100.00 Ω
3 to 4
Z > 1.60 kΩ
4 to 5
Z > 25.00 kΩ
5 to 6
Z > 1.00 MΩ
2 to 1
Z < 2.70 Ω
3 to 2
Z < 90.00 Ω
4 to 3
Z < 1.44 kΩ
5 to 4
Z < 22.50 kΩ
6 to 5
Z < 900.00 kΩ
6.4.2 Manual Measurement Range Selection
The bridge HM8118 includes 6 measurement ranges (1–6).
The measurement ranges can be preselected manually or
automatically. The following table indicates the source resistance and the impedance of the connected component
for each measurement range. The specified ranges are impedance ranges, not resistance ranges. Capacitators or inductances are frequency-dependent components.
Measurement range
Source
Impedance
Component
Impedance
1
25.0 Ω
10.0 µΩ bis 3.0 Ω
2
25.0 Ω
3.0 Ω bis 100.0 Ω
3
400.0 Ω
100.0 Ω bis 1.6 kΩ
4
6.4 kΩ
1.6 kΩ bis 25.0 kΩ
5
100.0 kΩ
25.0 kΩ bis 2.0 MΩ
6
100.0 kΩ
2.0 MΩ bis 100.0 MΩ
Additionally, the impedance of capacitators is inversely
proportionate to the frequency. Therefore, larger capacitators will be measured in the lower impedance measurement ranges. Consequently, the measurement range for
any given component may change as the measurement
frequency changes. If you wish to measure multiple similar components, it is possible to shorten the measurement time by using the AUTO/HOLD 17 key to switch from
the automatic measurement range selection to the manual
measurement range selection with the DUT (= Device Under Test) connected. The AUTO/HOLD key will no longer
be illuminated. It is recommended to primarily use the maThe LCR bridge HM8118 does not create a 50Ω system. Instead,
it changes its internal resistance dependent on measurement
function and measurement range. Every cable shows losses and
distorts the original measurement result because of inductive and
capacitive properties (particularly because of its length).
The input impedance changes dependent on the selected
measurement range and the connect load impedance between
25Ω and 100kΩ.
51
Instrument Functions
nual measurement range selection for high-precision measurements to prevent potential measurement errors due to
incorrect use and other uncertainties. Whenever possible,
make sure to perform measurements with the automatic
measurement range selection activated.
Use the function RNG in the SETUP menu to activate the
manual measurement range selection. Press the knob to
activate the editing mode. You can then press the knob
to select the manual measurement range. If the manual
measurement range selection is activated, you can use the
UP 18 key to manually switch to a higher measurement
range. Press the DOWN 19 key to manually switch to a lower measurement range.
6.5 Circuit Type
If the automatic circuit type selection is activated (by pressing the AUTO 14 key), the LCR bridge HM8118 will automatically select the circuit type (serial or parallel) that is
best suited for the precise measurement, according to the
connected component. It is also possible to select the circuit type manually (by pressing the SER 15 key for serial, or
by pressing the PAR 16 key for parallel).
The circuit type displays the equivalent circuit diagram of
the measurement circuit. Typically, the inductance of coils
is measured in serial mode. However, for certain situations
the parallel equivalent circuit diagram may be better suited
to measure physical components. For instance, this is the
case for coils with iron core which most significantly experience core losses. If the most significant losses are ohmic
losses or losses in the connecting wires of wired components, a serial circuit would be better suited as equivalent
circuit diagram for the measurement circuit. In the automatic mode, the bridge selects the serial equivalent circuit
diagram for impedances below 1kΩ and the parallel equivalent circuit diagram for impedance above 1kΩ.
7Instrument
Functions
Press the SELECT key to open the main menu. The main
menu enables you to access the submenus SETUP, CORR
and SYST via numeric keypad.
7.1 SETUP Menu
Fig. 7.1: Menu function SETUP display
7.1.1 Measurement Frequency FRQ
The LCR bridge HM8118 includes a measurement frequency range from 20 Hz to 200 kHz (in 69 increments)
with a base accuracy of 100 ppm. The 69 increments of the
measurement frequency range are as follows:
Measurement Frequencies
20Hz
90Hz
500Hz
2.5kHz
12kHz
72kHz
24Hz
100Hz
600Hz
3.0kHz
15kHz
75kHz
25Hz
120Hz
720Hz
3.6kHz
18kHz
80kHz
30Hz
150Hz
750Hz
4.0kHz
20kHz
90kHz
36Hz
180Hz
800Hz
4.5kHz
24kHz
100kHz
40Hz
200Hz
900Hz
5.0kHz
25kHz
120kHz
45Hz
240Hz
1.0kHz
6.0kHz
30kHz
150kHz
50Hz
250Hz
1.2kHz
7.2kHz
36kHz
180kHz
60Hz
300Hz
1.5kHz
7.5kHz
40kHz
200kHz
72Hz
360Hz
1.8kHz
8.0kHz
45kHz
75Hz
400Hz
2.0kHz
9.0kHz
50kHz
80Hz
450Hz
2.4kHz
10kHz
60kHz
You can set the measurement frequency either in the SETUP menu via FRQ or via FREQ 8 key by means of the
knob 6 or the
keys 7 . If the automatic measurement range selection is activated (AUTO 17 ) and the impedance exceeds a value of 1000 Ω, a change in the measurement frequency may result in a change in circuit type
(serial or parallel). In case of high impedances and a power
frequency of 50 Hz/60 Hz, a measurement frequency of
100 Hz/120 Hz may result in an instable measurement value display due to interferences with the power frequency.
Therefore, depending on the power frequency, it will be
necessary to select a different measurement frequency.
7.1.2 Voltage LEV
52
Instrument Functions
The LCR bridge HM8118 generates a sinusoidal measurement AC voltage between 50 mVeff and 1.5 Veff with a resolution of 10 mVeff. You can set the measurement AC voltage either in the SETUP menu via LEV or via LEVEL 9
key by means of the knob 6 or the arrow keys
7 . You can select the decimal point to be changed via arrow keys. Using the SETUP menu additionally provides
you with the option to select the measurement AC voltage
by means of the numeric keypad. The amplitude accuracy
is ±5 %. This voltage is applied to the component through
a source resistance. Depending on the impedance of the
connected component, the source resistance may automatically be selected in accordance with the following table. The source resistance is dependent on the selected
measurement range.
Component Impedance
Source Resistance
10.0 µΩ to 3.0 Ω
25.0 Ω
3.0 Ω to 100.0 Ω
25.0 Ω
100.0 Ω to 1.6 kΩ
400.0 Ω
1.6 kΩ to 25.0 kΩ
6.4 kΩ
25.0 kΩ to 2.0 MΩ
100.0 kΩ
2.0 MΩ to 100.0 MΩ
100.0 kΩ
7.1.3 Preload/ Bias Current BIAS
The constant voltage (CST V function) must be switched on for
measurements with bias current or external preload.
To permit a forecast on how a component will behave in
the circuit at a later point, you can preset a DC BIAS which
corresponds to the subsequent supply voltage (current).
internal preload helps measurements on semiconductor
components.
For measurements of inductances, (function L-R / L-Q),
only an internal bias current is available which can be set
from 0 to +200 mA (DC) with a resolution of 1mA. An external bias current is not possible in this case.
Use the BIAS 10 key to select the value for the preload or
the bias current. Press the BIAS key again after entering
the value to complete the process. You can use the knob
6 and the arrow keys
7 (decimal point) to select the amount of the preload / bias current. You can activate the internal preload or bias current (BIAS) by pressing
26 key. If the preload or bias current is acthe BIAS /
tivated, the BIAS /
key will be illuminated. By pressing
the BIAS /
key again, the preload / bias current will be
deactivated and the key will no longer be illuminated.
The error message "DCR too high“ indicates that the resistance
of the connected DUT is too high for the selected bias current. In
this case, the bias current cannot be activated.
Example for internal BIAS preload:
Unipolar capacitators must be connected with the correct polarity, i.e. the positive capacitator pole must be connected to the
left contact and the negative pole to the right contact. The preload (BIAS) is only available for the capacity measurement.
In this example, a 1000µF (20V) electrolytic capacitator
was measured with a measurement voltage of 5kHz. The
C-R mode is activated as function and the BIAS 10 key is
7 (decimal point)
used via knob 6 or arrow keys
to select the value for the internal preload. The BIAS /
26 is used to activate the internal BIAS preload.
Fig. 7.2: Constant voltage CST_V activated
The BIAS function offers the option to overlap a DC with
the AC measurement range voltage. Components such as
electrolytic or tantalum capacitors require a positive
preload for an accurate measurement. An internal preload
of 0 to +5 VDC with a resolution of 10 mV or an external
preload of 0 up to +40 VDC / 0.5A through an external
power supply (instrument back panel) allow reality-oriented measurements (function C-R / C-D). Additionally, the
Fig. 7.3: Internal BIAS preload
Example for external BIAS preload:
Is is necessary to unload coils before removing them, i.e.after
switching off the bias current, it is required to wait for the coils
to discharge before the component is disconnected from the
measuring instrument. During the discharge, "Please wait...“ is
shown in the LCD display. The bias current (BIAS) is only available for the inductance measurement.
Fig. 7.4: Connectors for external BIAS preload
53
Instrument Functions
Contrary to the internal preload, in this example an external DC preload is generated on the HM8118 back panel.
Component and measurement mode are identical to the
example with the internal preload. The external DC preload
is generated for the HM8118 by a power supply unit (here:
Hameg HMP2020) in this example. The voltage is applied
to the power supply unit at 20V and the current is limited
to 250mA.
Fig. 7.7: Maximum setting for bias current in connection with the
connected load (typical waveform)
Fig. 7.5: Activate external BIAS preload
The C-R mode is also activated as function and the BIAS
10 key is used via knob 6 or arrow keys
7 (decimal point) to select the voltage value. Press the BIAS
MODE 24 key to select the EXT (= external) function via
26 key to activate the external
knob. Use the BIAS /
BIAS preload.
7.1.4 Measurement Range RNG
The measurement range can be selected automatically or
manually. If the measurement range is changed, the internal measurement circuit (replacement circuit) will be modified and internal relays will be switched. Therefore, a
change in the measurement range depends on multiple
factors, such as phase angle, impedance, measured value, etc.
The measurement range can be set manually via knob 6
in the range of 3 Ω to 500 kΩ. In the SETUP menu, use the
7 to select the RNG function, press
arrow keys
the knob (editing mode) and select the desired measurement range via knob. Press the knob again to confirm the
selected value. Use the AUTO/HOLD key to then switch
between automatic (AUTO/HOLD key is illuminated) and
manual measurement range selection.
If the measuring instrument permanently toggles between two
measurement ranges (limit of the automatic measurement range)
or if the component to be measured is known, select the manual
measurement range selection (see chapter 6).
Fig. 7.6: Activate external BIAS preload
Example for internal bias current BIAS:
The process for an internal bias current is similar to that
for an internal preload. In this case, the L-R or L-Q function
is selected and any given inductance is connected to the
bridge. Use the BIAS 10 key via knob 6 or the arrow keys
7 (decimal point) to select the value for the in26 key is used to actiternal bias current. The BIAS /
vate the internal BIAS bias current.
Fig. 7.7 shows an example for a typical waveform of a bias
current that is adjustable to a maximum value in connection with a connected load.
54
7.1.5 Measurement Speed SPD
The measurement speed can be set in three increments:
❙❙ SLOW (slow),
❙❙ MED (medium)
❙❙ FAST (fast).
7 to
In the SETUP menu, use the arrow keys
select the SPD function to set the measurement speed,
press the knob 6 (editing mode) and select the measurement speed via knob. Press the knob again to confirm the
selection.
The number of measurements for a continuous triggering
(CONT) is approximately 1.5 per second at the SLOW setting, 8 per second at MED or 14 per second at FAST. The
Instrument Functions
setting is a compromise between measurement accuracy and measurement speed. A low measurement speed
(SLOW) implies a higher measurement accuracy, correspondingly a high measurement speed (FAST) implies a
low measurement accuracy. For very low measurement
frequencies, the measurement speed is automatically
reduced.
7.1.6 Triggering TRIG
The trigger source and trigger operating mode can be selected here. The following trigger operating modes and
trigger sources are available:
❙❙ CONT (continuous trigger):
A new measurement is automatically performed at the
end of a previous measurement.
❙❙ MAN (manual trigger):
A measurement is performed when the TRIG / UNIT key
27 is pressed. The activated manual trigger function will
be marked as TGM on the screen.
❙❙ EXT (external trigger):
A measurement is performed when a rising slope is
applied to the external trigger input (TTL level +5V).
During a measurement, all potential signals at the trigger
input will be ignored until the current measurement has
been fully completed. If a measurement is triggered, the
TRIG key 27 will be illuminated. The activated external trigger function will be marked as TGE on the screen. A
single measurement will be performed for each tirggered
triggering.
If the measuring instrument shows a blank screen (i.e. lines "- -“) without measurement values, no trigger event / measurement
has been triggered or the selected measurement function has
been selected incorrectly.
7.1.7 DELAY Function
The DELAY function defines the trigger delay time. It can
be set anywhere between 0ms and 40000ms (40s). In the
7 to select
SETUP menu, use the arrow keys
the DELAY function to set the trigger delay time, press the
knob 6 (editing mode) and select the desired trigger delay time via knob. By pressing the knob again, you can activate the manual value input via numeric keypad. A value input window will be opened. You can use the numeric
keys to enter a value. After entering the value via keypad,
confirm the entry by pressing the ENTER key or by pressing the knob again.
7.1.8 Average Value AVG
When the function AVG Average Value is activated, several individual measurements will be used to form a mean
value according to the set period. To determine the number of measurement periods to form the mean value, in the
7 to select the
SETUP menu, use the arrow keys
AVG function, press the knob 6 (editing mode) and select
the desired average by mean. By pressing the knob again,
you can activate the manual value input via numeric keypad. A value input window will be opened. You can use
the numeric keys to enter a value. After entering the va-
lue via keypad, confirm the entry by pressing the ENTER
key or by pressing the knob again. The number of measurement periods for the averaging measurement can be
set between 2 and 99 or to MED (medium). The MED (medium) setting is the medium averaging mode. The bridge
HM8118 performs 6 consecutive measurements, rejects
the lowest and highest measurement values and generates
an average based on the four remaining measurements.
This type of averaging hides individual erroneous measurements. If the averaging function is activated, the symbol
„AVG“ will be shown in the display. The averaging function can also be used for a manual or external triggering.
However, the number of measurements per triggered triggering will be determined by the set number of averages
(periods).
For instance, if a component is integrated in a measurement adapter, the first measurement generally is erroneous and differs greatly from all subsequent measurements.
Therefore, the first erroneous measurement is rejected to
prevent an erroneous display of measurement values by
measuring transient processes.
7.1.9 Display of Test Signal Level
Vm (Measurement Voltage) / Im (Measurement
Current):
Use the function Vm/Im to turn the display for the voltage
that is measured at the connected component as well as
the display of the measured current that flows through the
connected component on (ON) and off (OFF). In the SE7 to select the
TUP menu, use the arrow keys
Vm/Im function, press the knob (editing mode) and activate
or deactivate the function via knob. Press the knob again
to confirm the selection.
7.1.10 Guarding GUARD
It the GUARD function is activated, the shield covers for
the BNC connectors 20 ... 23 will be connected to an internal generator and supplied with a reproduction of the measurement voltage. Within certain limits, this eliminates the
cable capacity which would otherwise result in erroneous
capacity measurements. The GUARD function is applied
for low voltages.
The following settings options are available:
❙❙ OFF (off):
Guarding is not used; the shield cover for the BNC
connectors will be connected with ground potential.
❙❙ DRIVE (controlled):
The shield cover for the BNC connectors will be
connected to the LOW DRIVE potential via internal
generator.
❙❙ AUTO (automatic):
For frequencies below 100 kHz and for measurement
ranges 1 to 4, the external contacts of the BNC
connectors are connected with ground potential; for
frequencies above 100 kHz and measurement ranges 5 or
6, the external contacts of the BNC connectors are
connected with an active protective voltage source (for
the potential control).
55
Instrument Functions
It is recommended to use the GUARD function if measurement
adapters with high capacity (e.g. HZ184) are used. If the DUT exhibits impedances of more than 25kΩ at frequencies of more than
100kHz, is is also recommended to use the GUARD function.
7 to seIn the SETUP menu, use the arrow keys
lect the GUARD function, press the knob 6 (editing mode)
and select the desired setting via knob. Press the knob
again to confirm the selection.
The HM8118 GUARD function is not comparable to
the 4TP function (= Four Terminal Pair) of other measuring instrument manufacturers. For the 4TP function, the
measurement current is returned through the test lead
shield. The electromagnetic radiation of the supply and return conductor nearly override each other which for the
most part resolves the issue of electromagnetic coupling.
This does not work for the Kelvin test lead provided with
the HM8118, as this is not properly converted (the shields
would have to be short-circuited preferably close to the
test point). The HM8118 uses a 5 terminal configuration /
5T and does not support the 4TP function.
7.1.11 Deviation DEV_M
You can use the DEV_M function to turn on or off (OFF)
the display of the measurement deviation of the main display (Main) in Δ % (percent) or Δ ABS (absolute) as applied
to the reference value REF_M. In the SETUP menu, use the
7 to select the DEV_M function to
arrow keys
set the display for the measurement deviation, press the
knob 6 (editing mode) and select the desired setting via
knob. Press the knob again to confirm the selection. For
more information about the measurement value deviation,
see chapter 6.
7.1.12 Reference REF_M
You can use the REF_M function to save the measurement value as a reference value in the reference memory
M (Main). You can choose one of the following as unit
for the measurement value: H, mH, µH, nH, F, mF, µF, nF,
pF, Ω, mΩ, kΩ, MΩ, or S, kS, mS, µS, nS, pS. In the SE7 to select the
TUP menu, use the arrow keys
REF_M function to set the reference value, press the knob
6 (editing mode) and select the desired reference value
via knob. By pressing the knob again, you can activate the
manual value input via numeric keypad. A value input window will be opened. You can use the numeric keys to enter a value. After entering the value via keypad, confirm the
entry by pressing the ENTER key or by pressing the knob
again. As long as this field is activated, you can also use
the TRIG key 27 to accept the value of the DUT (= Device
Under Test). For more information about the reference value, see chapter 6.
7.1.13 Deviation DEV_S
You can use the DEV_S function to turn on or off (OFF) the
display of the secondary value display (Sub) in Δ % (percent) or Δ ABS (absolute) as applied to the reference value
56
REF_S. In the SETUP menu, use the arrow keys
7 to select the DEV_S function to set the display for the
measurement deviation, press the knob 6 (editing mode)
and select the desired setting via knob. Press the knob
again to confirm the selection. For more information about
the measurement value deviation, see chapter 6.
7.1.14 Reference REF_S
You can save a measurement value of the dissipation factor or the quality factor (quality) as reference value in the
reference memory S. You can choose one of the following
as unit for the measurement value: Ω, mΩ, kΩ, MΩ, S,
kS, mS, µS, nS, pS or °. In the SETUP menu, use the ar7 to select the REF_M function to
row keys
set the reference value, press the knob 6 (editing mode)
and select the desired reference value via knob. By pressing the knob again, you can activate the manual value input via numeric keypad. A value input window will be opened. You can use the numeric keys to enter a value. After
entering the value via keypad, confirm the entry by pressing the ENTER key or by pressing the knob again. As long
as this field is activated, you can also use the TRIG key 27
to accept the value of the DUT (= Device Under Test). For
more information about the reference value, see chapter 6.
7.1.15 CONSTANT VOLTAGE CST V
The CST V function allows you to turn the constant voltage
(AC) on (ON) or off (OFF). Due to the source resistance,
some test require the use of a specific measurement voltage which is not possible with the regular source resistance of the respective measurement range. In the SETUP
7 to select the CST V
menu, use the arrow keys
function to activate the constant voltage, press the knob
6 (editing mode) and select the desired setting via knob.
Press the knob again to confirm the selection.
The constant voltage (CST V function) must be switched on for
measurements with BIAS bias current or external BIAS preload.
If the constant voltage is activated (ON), the source
resistance is preset to 25 Ω. The voltage applied to the
component will be nearly constant for all components
whose impedance is substantially greater than 25 Ω. If the
constant voltage mode is activated for the bridge, the
measurement range changes (depending on the
impedance of the connected component) to prevent
overloading the bridge. However, the accuracy is reduced
by the factor of 2 in the constant voltage mode. The
following table shows the impedance measurement
ranges when the constant voltage mode is activated (CST
V ON):
Measurement Range
Source
Resistance
Component
Impedance
1
25 Ω
  10.0 µΩ to 3.0 Ω
2
25 Ω
   3.0 Ω to 100.0 Ω
3
25 Ω
100.0 Ω to 1.6 kΩ
4
25 Ω
   1.6 kΩ to 25.0 kΩ
5
25 Ω
  25.0 kΩ to 2.0 MΩ
6
25 Ω
   2.0 MΩ to 100.0 MΩ
Instrument Functions
The following table shows the change in the impedance
ranges when the constant voltage mode is deactivated
(CST V OFF):
Measurement Range Component Impedance
> 3.33 Ω
1 to 2
Z
2 to 3
Z > 400.00 Ω
3 to 4
Z
4 to 5
Z
5 to 6
Z
2 to 1
Z
3 to 2
Z
4 to 3
Z
5 to 4
Z
6 to 5
Z
> 6.67 kΩ
> 100.00 kΩ
> 2.22 MΩ
< 2.7 Ω
< 324.0 Ω
< 5.4 kΩ
< 81.0 kΩ
< 1.8 MΩ
Under certain circumstances, the display shows the label „OVERRANGE“. This may occur when the constant
voltage mode is activated for the bridge and the manual
measurement range selection is activated. To bypass this,
change into a higher measurement range or select the automatic measurement range selection.
7.2 CORR Menu
❙❙ SHORT:
A short compensation is performed to compensate for parasitic effects (impedances) caused by connections
between measurement accessories and component. To
perform the short compensation, it is essential to only
have the open-end, short-circuited test leads without
components connected. The short compensation is
possible for impedances of up to 15Ω and resistances of
up to 10Ω.
❙❙ LOAD:
A compensation with adjustment (compensation of a
known load impedance) is suitable to calibrate measured
impedances before the actual measurement. If the load is
known, the compensation is entered after selecting the
measurement function 28 ... 39 (e.g. L-Q ) separate for the
main display LOADM (Main) and secondary display
LOADS (Sub), and it should be as close as possible to the
expected measurement value of the DUT (= Device Under
Test). It is possible to compensate known loads for
impedances and resistances within the measurement
range.
7 to seIn the CORR menu, use the arrow keys
lect the respective compensation function to perform a
compensation, press the knob 6 (editing mode) and select the desired setting (ON/OFF) via knob. Press the knob
again to confirm the selection. The MODE function allows you to determine if the OPEN or SHORT compensation should be performed only for the currently selected
measurement frequency (SGL) or for all 69 frequency increments (ALL) (available with firmware version 1.35 and
higher).
Fig. 7.8: Menu function CORR display
7.2.1 Compensation
It is recommended to perform a compensation prior to the
measurement beginning with measurement equipment to
prevent measurement errors caused by the system. You
can also compensate test leads and other parasitic effects
(capacitative impedances) with a compensation. To attain the highest possible measurement accuracy, it is recommended to perform the compensation under the same
conditions as the later measurement of the component
(for instance, the sequence of the test leads should not
be changed after the compensation). Also, the test leads
should not be restricted, i.e. no hands or metallic items
should be nearby as these could impact the measurement.
The following compensation options can be selected in the
CORR menu:
❙❙ OPEN:
An open compensation is performed to compensate for
parasitic effects (impedances) caused by connections
between measurement accessories and component. To
perform the open compensation, it is essential to only
have the open-end test leads without components
connected. The open compensation is possible for
impedances greater than 10kΩ.
If the corresponding compensation function is activated in
the CORR menu (ON) and the frequency levels are selected, the compensation can be started via OPEN 11 , SHORT
12 or LOAD 13 key. A compensation of all 69 frequency increments takes approximately 90 seconds. If the compensation was successful, a short signal will sound. If the
compensation was unsuccessful, an error message will be
shown in the display.
For a compensation with a known load, a value is entered in both
reference memories (LOADM and LOADS) (e.g. the value for the
expected inductance in LOADM and the expected quality value in LOADS). This only applies to each selected measurement
frequency.
7.2.2 NUM
You can use the NUM function to select one of 5 possible load impedances (LOAD). In the CORR menu, use the
7 to select the NUM function to
arrow keys
choose the load impedance, press the knob 6 (editing
mode) and select the desired load impedance via knob.
Press the knob again to confirm the selection.
7.2.3 Measurement Frequency FRQ
You can use the FRQ function to select the measurement frequency of the load impedance (LOAD) between
57
Instrument Functions
20Hz and 200kHz. In the CORR menu, use the arrow keys
7 to select the FRQ function to choose the measurement frequency, press the knob 6 (editing mode) and
select the desired measurement frequency via knob. Press
the knob again to confirm the selection.
7.2.4 FUNC Function
You can use the FUNC function to select the measurement
function for the load impedance LOADM and LOADS. You
can choose from the following functions:
Ls-Q, Lp-Rp, Cs-Rs, Rp-Q, R-X Lp-Q, Cs-D, Cp-Rp, Z-Θ,
G-B
Ls-Rs, Cp-D,
Rs-Q, Y-Θ,
7 to seIn the CORR menu, use the arrow keys
lect the FUNC function to choose the measurement function, press the knob 6 (editing mode) and select the desired function via knob. Press the knob again to confirm the
selection.
7.2.5 Correction Factors LOADM / LOADS
You can use the LOADM function (main measurement value display) to save a reference value for the load impedance LOAD in the reference memory LOADM. Depending
on the parameter FUNC H, you can choose one of the following as unit for the measurement value: mH, µH, nH, F,
mF, µF, nF, pF, Ω, mΩ, kΩ, MΩ, or S, kS, mS, µS, nS, pS.
7 to seIn the CORR menu, use the arrow keys
lect the LOADM function to set the reference value, press
the knob 6 (editing mode) and select the desired reference value via knob. By pressing the knob again, you can
activate the manual value input via numeric keypad. A value input window will be opened. You can use the numeric
keys to enter a value. After entering the value via keypad,
confirm the entry by pressing the ENTER key or by pressing the knob again.
The LOADM or LOADS function is not necessary for Hameg accessories. In this case, the regular OPEN /SHORT compensation
is sufficient.
For a compensation with adjustment, a value is entered in both
reference memories (LOADM and LOADS) (e.g. for a real resistance for LOADM the resistance value and the value "0" for
LOADS).
You can use the parameters LOADM and LOADS if it is difficult to align a connect measurement adapter or if it is
connected to the bridge via long test leads. In this case, a
complete open or short circuit compensation is not possible because the bridge cannot compensate the actual
equivalent circuit diagram of the measurement adapter
with a simple equivalent circuit. This places the bridge in a
state that cannot be compensated. The user can compensate the measurement error by means of a known impedance with a given frequency.
If the compensation with a known load (LOAD) is activated, the bridge corrects the measurement value of the connected impedance in relation to three impedances:
❙❙ Short circuit impedance,
❙❙ Idle time impedance
❙❙ Load impedance
It is possible to use up to 5 different reference values for
the load impedance which can be selected by means of
NUM parameter. An impedance always corresponds to a
group of parameters: a number, a frequency, a function
and naturally the known parameters of the impedance.
After the compensation with adjustment (LOAD), the impedance is connected to the measured impedance to measure with the load impedance correction. Correcting with
a load impedance is most effective if the load impedance
is near the measured impedance. If the compensation with
adjustment (LOAD) is switched on (parameter LOAD set to
„ON“), the load impedance correction is automatically activated when the set measurement frequency is equal to
the measurement frequency of the load impedance LOAD
which is saved for the load impedance corrections within
the 5 parameter groups. Therefore, it is important that the
5 parameter groups have different frequencies for the load
impedance correction.
7.3 Menu Function SYST
You can use the LOADS function (secondary measurement
value display) to save a reference value for the load impedance LOAD in the reference memory LOADS. Depending
on the parameter FUNC, you can choose one of the following as unit for the measurement value: Ω, mΩ, kΩ, MΩ,
S, kS, mS, µS, nS, pS or °. In the CORR menu, use the ar7 to select the LOADS function to set
row keys
the reference value, press the knob 6 (editing mode) and
select the desired reference value via knob. By pressing
the knob again, you can activate the manual value input
via numeric keypad. A value input window will be opened.
You can use the numeric keys to enter a value. After entering the value via keypad, confirm the entry by pressing
the ENTER key or by pressing the knob again.
58
Fig. 7.9: Menu function SYST display
7.3.1CONTRAST Function
You can use the CONTRAST function to set the display
contrast from 35 to 55. In the SYST menu, use the ar-
Instrument Functions
7 to select the CONTRAST function
row keys
to choose the screen contrast, press the knob 6 (editing
mode) and select the desired contrast setting via knob. By
pressing the knob again, you can activate the manual value input via numeric keypad. A value input window will
be opened. You can use the numeric keys to enter a value.
After entering the value via keypad, confirm the entry by
pressing the ENTER key or by pressing the knob again.
7.3.2 Acoustic key signal KEY BEEP
The KEY BEEP function allows you to turn the key beep on
(ON) or off (OFF). In the SYST menu, use the arrow keys
7 to select the KEY BEEP function to activate or
deactivate the key beep, press the knob 6 (editing mode)
and select the desired setting via knob. Press the knob
again to confirm the selection.
7.3.3 TALK ONLY
The TALK ONLY function allows you to activate (ON) or
deactivate (OFF) the „Talk Only“ interface mode. In the
7 to select the
SYST menu, use the arrow keys
TALK ONLY function to activate or deactivate the „Talk
only“ mode, press the knob 6 (editing mode) and select
the desired setting via knob. Press the knob again to confirm the selection. The interface can only send, not respond, when TALK ONLY is activated.
7.3.4 Data Transfer Speed BAUDS
The BAUDS function shows the data transfer speed of the
serial RS-232 interface. The baud rate is not variable and is
9600 bit/s.
7.3.5 Line Frequency MAINS FRQ
The MAINS FRQ function allows you to select the existing
line frequency of 50 Hz or 60 Hz for the internal frequency
suppression. In the SYST menu, use the arrow keys
7 to select the MAINS FRQ function to choose
the line frequency, press the knob 6 (editing mode) and
select the desired line frequency (50Hz / 60Hz) via knob.
Press the knob again to confirm the selection.
meters. Use ESC or press the RECALL/STORE key 41 again
to close the menu.
7.5 Factory Settings
Frequency FRQ
1.0 kHz
Level LEV
1.00 V
Preload BIAS
OFF
Measurement range RNG AUTO
Measurement speed SPD SLOW
NUM1
FUNCAUTO
Compensation OPEN
ON
Compensation SHORT
ON
Compensation LOAD
OFF
Triggering TRIG
CONT
Delay DELAY
0ms
Average AVG
1
Voltage / current Vm/Im OFF
Guarding GUARD
OFF
Deviation DEV_M
OFF
Reference REF_M
0.00000 H / mH / µH / nH / F
mF / µF / nF / pF / Ω / mΩ kΩ / MΩ / S / kS / mS / µS / nS / pS
Deviation DEV_S
OFF
Reference REF_S
0.00000 Ω / mΩ / kΩ / MΩ / S
kS / mS / µS / nS / pS / °
Constant voltage CST V
OFF
NUM1
Function FUNC
AUTO
Reference LOADM
0.00000 Ω
Reference LOADS
0.00000 Ω
Contrast CONTRAST
49 (dependent on the LCD)
Key beep KEY BEEP
ON
TALK ONLY
OFF
Baud rate BAUDS
9600
MAINS FRQ
50 Hz
7.3.6 Instrument Information INFO
The INFO function shows information about the firmware
version, the FPGA hardware version and the compensation date as well as the bridge serial number. To select the
menu item, use the arrow keys in the SYST menu
7 to select the INFO function.
7.4 Saving / Loading of Settings
By pressing the RECALL/STORE key 41 , you can load the
current measuring instrument parameters (settings) from
memory spaces 0 to 8, or alternatively, store them to memory spaces 0 to 8. If the memory space 9 is selected, the
factory settings will be loaded (reset). However, this will
not impact the stored parameters in the memory spaces
0 to 8. After the measuring instrument has been switched
on, the parameters will be loaded from memory space 0.
Repetitively press the RECALL/STORE key 41 to toggle
between storing and loading measuring instrument para59
Measuring Equipment
8Measuring
Equipment
Measuring components requires the use of suitable measurement adapters. This will be connected firmly with the
LCR HM8118 via the four front panel BNC connectors:
❙❙ HPot (High Potential)
❙❙ HCur (High Current)
❙❙ LPot (Low Potential)
❙❙ LCur (Low Current)
Fig. 8.1: Front panel BNC connectors
For measurements of wired components, it is recommended to use the test adapter HZ181 whereas for SMD components, it is recommended to use the test adapter HZ188
that is included in delivery.
8.1 4-Wire Test Adapter HZ181 (Including Short
Circuit Board)
Fig. 8.2: 4-wire test
adapter HZ181
The 4-wire test adapter (including the short circuit board)
is used to qualify wired components. The measurement
adapter converts the configuration of a 4-wire measurement to a 2-wire measurement. The measurement adapter is directly connected to the front panel BNC connectors via the four front panel BNC sockets of the LCR bridge
HM8118. Insert the component to be measured with its
connection wires in the two provided contact slots (measurement contacts). The following figure shows the connection of this test adapter. This equipment is optional and
not included in delivery.
It is essential to discharge all components before connecting
them. Do not apply external voltages to the measurement inputs
(BNC sockets on the instrument front panel). During a measurement, do not touch the component directly with hands or indirectly with objects as this may distort the measurement results.
Always remove measurement accessories, such as test adapter
for component measurements, by pulling it forward.
For precision measurements, it is recommended to use
measurement adapters for 4-wire measurements. A 2-wire
measurement is not as accurate as a 4-wire measurement.
It is possible to minimize parasitic impedances by using
the appropriate measurement adapter. To maximize the accuracy, it is recommended to perform an OPEN/SHORT/
LOAD compensation following each change to the measurement configuration. This is also recommended for any
change to the measurement frequency. Alternatively, you
can use test leads instead of a measurement adapter. The
component to be measured can be connected to the LCR
bridge HM8118 by means of a suitable test lead. The test
lead will be connected with the bridge via the four front
panel BNC connectors. Please also note here that a 2-wire
measurement is not as accurate as a 4-wire measurement.
Since any cable is likely to see individual losses which ultimately distorts the original measurement result due to inductive and capacitive properties (especially due to the
length), it is recommended to measure a component with
Hameg HM8118 accessories.
Connecting a conventional coaxial cable is not recommended since
the measurement result may be modified by other cable types,
changed cable length etc. Additionally, due to the OPEN or SHORT
calibration, the bridge cannot fully compensate such impacts.
60
Fig. 8.3: Connecting a measurement adapter
Technical Data HZ181
Function:
Measurement adapter to operate (via 4-wire
connection) with LCR bridge HM8118
Measurable components:
Resistances, coils or capacitators with axial
or radial connecting wires
Frequency range:
20 Hz to 200 kHz
Maximum voltage:
± 40 V maximum value (AC+DC)
Connectors:
BNC sockets (4), measurement contacts (2)
Safety standards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Environmental conditions:
Contamination Class 2, internal use
Operating temperature:
+5 °C ... +40 °C
Temperature limits:
–20 °C … +70 °C
Weight:
approximately 200 g
8.1.1 Compensation HZ181
Due to its design, the measurement adapter HZ181 has
a fringing capacitance, a residual inductance and a residual resistance which impacts the accuracy of the measu-
Measuring Equipment
red values. To minimize these impacts, the compensation
of impedance errors caused by adapters and leads becomes necessary.
For frequency dependent components, make sure to perform
an OPEN and SHORT compensation for each of the 69 test
frequencies.
To compensate or eliminate this measurement error, it is
recommended to perform an open and short compensation (OPEN/SHORT compensation) with the LCR bridge
HM8118. For the open compensation, the measurement
adapter is connected without component. For the short
compensation, insert the enclosed short circuit board into
the two adapter contact slots (measurement contacts).
The compensation values that are measured during the
compensation process will be stored in the memory of
the LCR bridge HM8118 and are valid until another compensation is performed. If any changes to the measurement setup are implemented, it becomes necessary to
perform a new compensation. For more information about
the OPEN/SHORT compensation, see chapter 7.2.
8.2.1 Compensation HZ184
Due to their design, the test lead HZ184 and the terminal
clamps have a fringing capacitance, a residual inductance
and a residual resistance which impacts the accuracy of
the measured values. To minimize these impacts, the compensation of impedance errors caused by adapters and
leads becomes necessary.
For frequency dependent components, make sure to perform
an OPEN and SHORT compensation for each of the 69 test
frequencies.
To compensate or eliminate this measurement error, it is
recommended to perform an open and short compensation (OPEN/SHORT compensation) with the LCR bridge
HM8118. For the open compensation, the test lead without component and without the measurement clamps are
attached without being connected to each other (separate
arrangement).
8.2 Kelvin-Test Lead HZ184
Fig. 8.5: Short compensation HZ184
Fig. 8.4: Kelvin test
lead HZ184
The Kelvin test lead with Kelvin clamps allows for the
4-wire measurement of components that could otherwise
not be tested by means of conventional test adapters (for
instance, due to their size). The test lead is directly connected to the front panel BNC connectors via the four front panel BNC sockets of the LCR bridge HM8118. The leads of
the red clamp are connected to HCUR and HPOT, the leads
of the black clamp to LPOT and LCUR. This equipment is included in delivery.
For the short compensation, the two connecting clamps
are connected to each other. The compensation values
that are measured during the compensation process will
be stored in the memory of the LCR bridge HM8118 and
are valid until another compensation is performed. If any
changes to the measurement setup are implemented, it
becomes necessary to perform a new compensation. For
more information about the OPEN/SHORT compensation,
see chapter 7.2.
8.3 4-wire Transformer Test Lead HZ186
Technical Data HZ184
Function:
Kelvin test lead to operate (via 4-wire connection) with LCR bridge HM8118
Measurable components:
Resistances, coils or capacitators
Frequency range:
20 Hz to 200 kHz
Test lead length
approximately 35 cm
Connectors
BNC sockets (4), clamps (2)
Safety standards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Environmental conditions: Contamination Class 2, internal use
Operating temperature:
+5 °C to +40 °C
Temperature limits:
-20 °C to +70 °C
Weight:
approximately 170 g
Fig. 8.6: Connecting the measurement adapter to the LCR bridge
61
Measuring Equipment
The 4-wire transformer test lead is a convenient tool to
measure the mutual inductance (M), the transformer ratio (N) and the phase difference Θ in a frequency range
between 20Hz and 200kHz of a transformer or transmitter. The measurement adapter serves as interface between
the LCR bridge and the four included test leads. For the
measurement, the transformer / transmitter to be measured is connected to the measurement adapter via test lead,
according to the imprinted wiring on the primary and the
secondary side. This equipment is optional and is not included in delivery.
Technical Data HZ186
Function:
Measurement adapter to operate (via 4-wire
connection) with LCR bridge HM8118
Measurable components:
Transformers, transmitters
Measurable parameters:
Mutual inductance M (1 µH...100 H),
Transformer ratio N (0,95...500),
phase difference φ between primary and secondary winding (-180° to +180°)
Frequency range:
20 Hz to 200 kHz
Test lead length:
approximately 35 cm
Connectors:
BNC sockets (4), BNC connectors (4)
Safety standards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Environmental conditions: Contamination Class 2, internal use
Operating temperature:
+5° C to +40 °C
Storage temperature:
-20 °C to +70 °C
Weight:
approximately 240 g
8.3.1 Compensation HZ186
Due to their design, the test lead HZ186 and the connected
test leads have a fringing capacitance, self inductance and
self-resistance which impacts the accuracy of the measu62
COMMON
1
trennen
Open
N
In case of a faulty measurement, the LCR bridge does not display
any value for N.
kurzschließen
Short
Circuit
Short
Circuit
kurzschließen
HAMEG
HZ186
HAMEG HZ186
Fig. 8.8: OPEN / SHORT calibration with HZ186
Bild 2:
OPEN-Abgleich = trennen
SHORT-Abgleich
= kurzschließen
For the short
compensation,
the two red test leads and the
two black test leads are connected to each other.
schwarz
8.3.2 Transformer Measurement
The measurement of a transformer can always result in varying measurement results. This is related both to the iron
core losses as well as to the unknown state of the premagnetized core. The component to be measured is depenTransformator
dent on the frequency as well as on
the applied measurement voltage. The measuring instrument determines the
HAMEG
values
for L,HZ186
R and C by measuring the rot
impedance and the
related phase angle. The angle determines an inductive,
capacitive
or real
value
(L,C,R).Transformator“
Consequently, the amount
Bild
3 „Primärund
Sekundär
of the impedance increases as the voltage increases, and
the phase angle is heavily dependent on theGemeinsamer
measurement
frequency (due to change in magnetization Masseanschluss
and iron core
loss and visible in the „Z-Theta“ mode [7]). If a transformer
is measured as „open“, the measurement values are plausible. However, if the secondary side is short-circuited, it is
only possible to measure considerably fewer measurement
values. The values in case of a short-circuited secondary
page correspond nearly precisely to the core losses.
COMMON
Fig. 8.7: 4-wire transformer test lead
1
1 Transformer test adapter
2 Test lead for high number of windings
3 Test lead for low number of windings
N
2
To compensate or eliminate this measurement error, it is
recommended to perform an open and short compensation (OPEN/SHORT compensation) with the LCR bridge
HM8118. For the open compensation, the four test leads
are connected to the measurement adapter HZ186. Before starting the open compensation, the two black test
leads (which are connected to the „COMMON“ BNC connectors) are connected. It is also necessary to connect the
Für
sind die
roten
Messtwoden
red „Kurzschlussabgleich“
test leads that are connected
tobeiden
the BNC
connecleitungen und die beiden schwarzen Messleitungen gemeintors „N“ and „1“.
sam miteinander zu verbinden.
COMMON
3
2
For frequency dependent components, make sure to perform
an OPEN and SHORT compensation for each of the 69 test
frequencies.
1
1
red values. To minimize these impacts, the compensation
of impedance errors caused by adapters and leads becomes necessary.
N
The measurement adapter HZ186 is designed for measurements of transformers or transmitters in combination with
transformer measurement functions of the LCR bridge
HM8118. The measurement adapter is directly connected
to the front panel BNC connectors of the LCR bridge via
the four BNC sockets.
Spar-
Transformator
HAMEG
HZ186Inductance
8.3.3
Mutual
To measure the mutual inductance, the HM8118 applies
Bild 4 „Spar-Transformator“
the same procedure as for the regular inductance. Instead
of measuring the voltage via primary winding, the voltage
11
vorbehalten
will be measured at the secondaryÄnderungen
transformer
winding.
Measuring Equipment
Contrary to a conventional inductance measurement, determining the leakage inductance requires the secondary
transformer side to be short-circuited (see fig. 8.11). If the
secondary side is short-circuited, the measured values of
the primary side correspond to the leakage inductance.
primary
H CUR
secondary
H POT
SHORT
L POT
Fig. 8.9: Measuring the mutual inductance
L CUR
The HM8118 calculates a „virtual“ impedance
Z = Vs / Ip. Vs is the secondary voltage, Ip is the primary
current (all complex values). The mutual inductance is calculated using the mutual inductance definition:
Vs = Rs * Is + Ls dIs/dt + M dIp/dt
Abb. 8.11: Leakage inductance measurement
H CUR
8.4
4-Wire SMD Testprimary
Adapter
HZ188 secondary
R
H POT
If no current is applied to the secondary winding (Is = 0),
the following is true:
L POT
Vs = M dIp/dt or M = Im{Z}/w.
L CUR
In this case, the value for M can also be negative. It is possible to use a BIAS current if necessary. However, BIAS
is not used to improve the accuracy. Some coils may be
subjected to a strong bias current BIAS. In this case, the
measurement must be performed under the same conditions as they are to be used for the circuit.
8.3.4Determining the Leakage Inductance
The short circuit principle is applied to determine the
leakage
inductance for the
HM8118 bridge. The
wiring to
H CUR
primary
secondary
determine the leakage inductance does not differ from a
conventional inductance measurement. The component /
H POT is connected to the instrument via BNC contransformer
SHORT
nectors
on the HM8118 instrument front panel. The
HZ186
L POT
is not mandatory for this purpose. You can also use the included standard cable which is suitable for inductance
L CUR
measurements.
Before determining the leakage inductance, it is reprimary
H CUR
secondary
R
L POT
C
L
The SMD test adapter HZ188 is suitable to qualify SMD
components. The test adapter converts the configuration
of a 4-wire measurement to a 2-wire measurement. Due to
its net weight, it is recommended to mount the measurement adapter and bridge to a flat surface (e.g. a table). The
test adapter is directly connected to the front panel BNC
connectors of the bridge via the four BNC sockets. For the
measurement, insert the SMD component to be measured with its connectors between the two provided contact
pins (measurement contacts). This equipment is included
in delivery.
8.4.1 Compensation HZ188
Technical Data HZ188
Function:
OPEN
L CUR
Fig. 8.10: Primary inductance measurement
commended to first perform a conventional inductance
measurement of the primary transformer winding. In this
case, the secondary side remains open (see fig. 8.10).
OPEN
Fig. 8.12: 4-wire-SMD test adapter HZ188
Measurable components:
H POT
L
C
Test adapter to operate (via 4-wire connection) with LCR bridge HM8118
SMD resistances, coils or capacitators
Frequency range:
20 Hz to 200 kHz
Maximum voltage:
± 40 V maximum value (AC+DC)
Connectors:
BNC sockets (4), measurement contacts (2)
Safety standards:
EN61010-1; IEC61010-1;
EN61010-031; IEC61010-031
Environmental conditions:
Contamination Class 2, internal use
Operating temperature:
+5 °C to +40 °C
Temperature limits:
-20 °C to +70 °C
Weight:
approximately 300 g
63
Measuring Equipment
Für den „Kurzschlussabgleich“ ist bei dem Messadapter
HZ188
aufmeasurement
der rechten Seite
gegenHZ188
den UhrDue todie
its Schraube
design, the
adapter
has a
zeigersinn
zu lösen und anschließend
der rechte Kontaktstift
fringing capacitance,
a residual inductance
and a residual
mit der Taste nach links zu drücken, bis beide Kontaktstifte
resistance which impact the accuracy of the measured vaelektrisch verbunden sind. Danach ist der rechte Kontaktlues.durch
To minimize
these
impacts,
the compensation
of imstift
drehen der
Schraube
im Urzeigersinn
zu fixieren
pedance
caused by adapters becomes necessary.
(siehe
Bilderrors
2).
For frequency dependent components, make sure to perform
an OPEN and SHORT compensation for each of the 69 test
frequencies.
To compensate or eliminate this measurement error, it is
recommended to perform an open and short compensation (OPEN/SHORT compensation) with the LCR bridge
HM8118. For the open compensation, for the test adapter
HZ188 you must loosen the screw on the right side counterclockwise and then push the right contact pin to the
right until both contact pins are electrically open. The resulting gap between the contact pins must correspond
to the dimensions of the SMD component to be measured. Fixate the right contact pin by turning the screw
clockwise.
The compensation values that are measured during the
compensation process will be stored in the memory of the
LCR bridge HM8118 and are valid until another compensation is performed. If any changes to the measurement setup are implemented, it becomes necessary to perform
a new compensation. For more information about the
OPEN/SHORT compensation, see chapter 7.2.
The test adapter HZ188 allows SMD components of up to a size
of 0603 to 1812 (in inches) to be tested. This corresponds to a
size of approximately 1.6mm to 4.5mm.
8.5 Sorting Components with Option HO118
Binning Interface
Bild 2 „Kurzschlußabgleich“
Screw
Fig. 8.15: Optional equipment HO118 (binning interface)
A binning interface (25 pol. interface) is particularly useful
for a production environment:
❙❙ To test incoming components, e.g. for incoming goods,
❙❙ To select components by limit,
❙❙ To test multiple components with similar values
Lever
Without SMD
Component
Fig. 8.13: Open compensation with HZ188
10 Änderungen vorbehalten
Für den „Kurzschlussabgleich“ ist bei dem Messadapter
For
thedie
short
compensation,
for the
test
adapter
HZ188
HZ188
Schraube
auf der rechten
Seite
gegen
den Uhrzeigersinn
lösen the
und anschließend
der
rechte
Kontaktstift
you
must zu
loosen
screw on the
right
side
counterclockmit der Taste nach links zu drücken, bis beide Kontaktstifte
wise
and then push the right contact pin to the left unelektrisch verbunden sind. Danach ist der rechte Kontakttil
both
contact
are electrically
connected.
Fixate the
stift durch
drehenpins
der Schraube
im Urzeigersinn
zu fixieren
(siehe
Bild
2).
right contact pin by turning the screw counterclockwise.
Screw
Lever
Fig.
Short compensation with HZ188
Bild8.14:
2 „Kurzschlußabgleich“
64
Locked
We recommended the factory-installed option HO118. Otherwise,
it becomes necessary to open the instrument which would break
the warranty seal which in turn would void the warranty.
The HO118 binning interface enables the use with external hardware which sorts components by physical type after the HM8118 measurement. Data lines for eight sorting
containers and control lines are intended (ALARM, INDEX,
EOM,TRIG).
8.5.1 HO118 Circuit
The HM8118 with integrated HO118 binning interface is always delivered in a condition that allows for an external
power supply to be connected. Specifically, this means
that jumper J1 is on position 2-3, jumper J3 on position 1-2
and the DIP switch set to „OFF“. These settings deactivate
the internal pull-ups.
The following conditions must be be met to operate the
binning interface:
❙❙ Use external pull-ups.
❙❙ Provide external power supply between 5V and 40V.
The circuit is „active low“, i.e.the voltage drops to 0V as
soon as the criterion for the respective BIN (set in the instrument) is met. The function of the binning interface can
Measuring Equipment
measurement types is limited to the modes needed for the
characterization of components.
❙❙ R-Q: Resistance value and quality
❙❙ C-D: Capacitance value and loss angle
❙❙ L-Q: Inductance and quality
Sorting bins (BINs):
❙❙ Pass bin: Bin 0...5 for primary parameters
❙❙ Fail bin: Bin 6 for secondary parameters, bin 7 for general
errors (General Failure BIN).
❙❙ Maximum current for an output voltage of 1 V is 15 mA.
Index:
Analog measurement completed.
Measurement completed:
Complete measurement completed.
Fig. 8.16: HO118 internal circuitry
be tested by connecting a simple, passive component (e.g.
1kOhm resistance) to the instrument. In the BIN menu, set
a generous pass/fail criterion and measure the voltage of
PIN 25 (BIN2 on the circuit, BIN1 in the instrument) for the
25-pole plug to PIN 1 (GND). In case of „Pass“, the voltage
should be 0V, in the case of „Fail“, it should correspond to
the external voltage which must be applied to PIN 9.
For detailed information on the binning interface in the
context of the PIN and jumper assignment, refer to the
HO118 manual at www.hameg.com.
Alarm:
Notification about a known bug.
External trigger:
Opto-isolated, selectable pull-up, pulse width >10µs.
8.5.3 Sorting Bin Preferences (BINs)
The HM8118 must be in manual mode. Select the respective function of the parameter to be sorted. As mentioned
in the section „Measurement Types“, all functions can be
used. To be able to enter binning parameters, press the
MENU key and select the option BIN. A binning interfact
must be integrated to be able to access the binning menu.
8.5.2 HO118 Description
BIN Type
Description
0...5
This sorting bin is used if the measured value is
within the user-defined bin limit. If the measured
value is within this limit, it will be assigned to bin 0
(BIN 0). Outside the limit that is defined for bin 0,
the assignment within the limit for bin 1 (BIN 1) is
performed. This process is repeated until the limit
for bin 5 (BIN 5) is exceeded. If the measured value
exceeds the defined range limits for bins 1 to 5, it
will be assigned to the General-Failure bin.
This sorting bin is used if the primary value is
within the range for the sorting bins 0 ... 5 and
only the secondary parameters exceed the limit for
sorting bin 6.
This sorting bin output is activated if the sorting
does not apply to one of the first 7 bins.
Pass BIN
6
Secondary
Parameter
Failure BIN
7
General Failure BIN
The Store/Recall feature enables you to determine a maximum of 9 binning configurations. Binning configurations can also be operated via remote control interface.
The bridge HM8118 can sort components in up to 8 separate bins: six pass sorting bins, one secondary parameter
sorting bin and one general sorting bin for errors. At any
given time, only one sorting bin (BIN) is activated.
Output signal:
Negative TRUE, open collector, opto-isolated, selectable
pull-ups.
Measurement types:
Since the HM8118 is used for classification, the number of
Example:
Binning:ON
BIN Number: 0
BIN:Open
Nominal:100.0
Low limit:
-4.0%
High limit:
+5.0%
Binning ON/OFF:
❙❙ ON: Binning function activated
❙❙ OFF: Binning function deactivated
BIN Number:
❙❙ Selecting the BIN number
❙❙ Bins 0 to 5 correspond to the primary pass bins
❙❙ Bin 6 corresponds to the secondary parameter failure bin
❙❙ Bin 7 (General Failure BIN 7) does not have a menu entry.
BIN OPEN or CLOSED:
❙❙ OPEN: The respective BIN is activated.
❙❙ CLOSED: The respective BIN is deactivated.
❙❙ At least the first bin must be activated.
Nominal value of the classification:
❙❙ Enter the nominal value with the number keys and
confirm with the Enter key.
❙❙ The new value and the associated units will be displayed.
A nominal value for bin 6 is not applicable.
65
Measuring Equipment
LOW LIMIT (as a percentage of Low Limit):
❙❙ The bin 6 does not have a relative limit but an absolute
limit instead.
9 Remote Control
HIGH LIMIT (as a percentage of High Limit):
❙❙ Automatically, the low limit is set symmetrically.
❙❙ If an asymmetrical low limit is required, you must first
define the high limit , followed by the low limit.
❙❙ For the symmetrical limits, only the high limit value must
be selected. The low limit acts as the counterpart to the
upper limit.
By default, the LCR bridge HM8118 includes a galvanically isolated RS-232 and USB interface (HO820). The instrument can optionally be fitted with a GPIB interface
(HO880) at the factory.
8.5.4 Binning Example
PASS/FAIL for a resistance (1 kΩ ±1%, Q < 0.0001)
1. Select RQ to measure the resistance in the automatic
range selection mode.
2. Press AUTO/HOLD to freeze the range. Press MENU
and BIN. Activate the binning function now (Binning
Feature).
3. Enter the nominal value (1.000 k) and 1.0 as high limit
value for bin 0. The negative limit will automatically be
set to -1%. Press BIN.
4. Select BIN 6 and enter the range limit (0.0001). Open
the bin (BIN).
Make sure that no other bins are open.
❙❙ Partial measurements within the defined range will be
moved to bin 0 (Pass BIN).
❙❙ Partial measurements that do not correspond to the
primary parameters will be moved to bin 7
(General-Failure BIN).
❙❙ Partial measurements that do not correspond to the
secondary parameters will be moved to bin 6 (Secondary
Parameter Failure BIN).
Control lines for the output are included in the binning interface to receive information about the classification of
the measured components and to allow status requests for
the bridge. A trigger input exists to start the measurement
process. The interface includes 8 control lines for process
sorting bins, sorting bin for failures, general sorting bin for
failures, active measurement and sorting bin data. The interface control lines are open collector outputs and are voltage proof for up to 40 volts. The trigger input responds
to TTL level and triggers with falling slopes. It is protected
against voltages of up to ±15 volts.
For more information on the binning interface in the context of the PIN and jumper assignment, refer to the HO118
manual at www.hameg.com.
We recommend the installation of or an upgrade to a HO820 /
HO880 installation via factory installation or the Hameg service
since the measuring instrument has to be opened and the warranty seal must be broken.
All data and signal cables of the instruments galvanically isolated by mass.
9.1RS-232
The RS-232 interface is built with a 9-pin D-SUB connector. This bidirectional interface allows measuring instrument parameters to be sent from an external instrument (DTE, e.g. a PC with measurement software) to the
HM8118 bridge (DCE), or to be read by the external instrument. It is also possible to send commands and read measurement data via this interface. Please find an overview
of available commands in chapter "Command Reference“.
It is possible to establish a direct connection from the PC
(serial port) to the RS-232 interface of the HM8118 bridge
via 9-pin shielded cable (1:1 wired). Only shielded cables
that do not exceed a maximum length of 3m may be used.
RS-232 Pin Assignment (9 Pin)
2
Tx Data (data from HAMEG instrument to PC)
3
Rx Data (data from PC to HAMEG instrument)
7
CTS Clear to Send
8
RTS Request to Send
5
Ground (reference potential connected to the
conductor via HAMEG instrument
(safety class 1) and power cord
Fig. 9.1: Pin assignment RS-232
The baud rate is set to 9600 baud and cannot be modified.
The maximum voltage variation at the TX, RX, RTS and
CTS connections is ±12 volts.
The RS-232 standard parameters for the interface are as
follows:
❙❙ 8-N-1 (8 data bits, no parity bit, 1 stop bit)
❙❙ RTS/CTS hardware protocol: None.
9.2 USB / VCP
66
Remote Control
The interface includes a type B connector. To establish a direct connection with a host controller or an indirect connection via USB hub requires a USB cable with a
type B socket on the one end and a type A socket on the
other end. It is not necessary to configure the measuring
instrument.
controller if applicable. It is only possible to select settings
The optional IEEE 488 interface (GPIB) can only be factory-fitted as it is necessary for this purpose to open the instrument and
break the guarantee seal.
prior to starting the instrument. Once operation has
started, it is no longer possible to do so. Technical data as
well as how to address the interface is described in the
manual of the HO880 interface (on the CD included in
delivery or at our website www.hameg.com).
We recommend using a National Instruments Adapter (NI-USBGPIB HS) as GPIB-USB adapter.
Fig. 9.2:
Type A Type B
Type A and type B of
the USB interface
The HO820 driver ZIP file contains a native USB and a virtual COM port driver. The traditional version of the VCP
(virtual COM port) allows the user to communicate with
the measuring instrument using any terminal program via
remote commands once the corresponding Windows drivers have been installed. The latest USB (VCP driver can
be downloaded from the Hameg website www.hameg.
com and unpacked into an appropriate directory. If you do
not have a driver for the HM8118 bridge installed on the
PC, the operation system issues the message "New hardware found“ once the connection between the bridge and
the PC has been established. Additionally, the Found New
Hardware Wizard will be displayed. Installing the USB driver is only necessary if this occurs. For more information
on the USB (VCP) driver installation, please read the installation guide within the driver file.
9.3 IEEE-488 (GPIB)
The HO820 USB driver can only be installed on the PC if the following minimum requirements are met:
1 A measuring instrument with integrated HO820 interface.
2 A PC with operating system Windows XP™, VISTA™, Windows 7™, Windows 8™ or Windows 10™ (32 or 64Bit).
3 Administrator rights are imperative for the driver installation.
If an error message or a write error are displayed it typically
means the required rights have not been assigned for the driver installation. If this is the case, please contact your IT department to obtain the necessary rights.
The GPIB address is set at the GPIB interface on the instrument back panel and is connected to the PC with a GPIB
cable. The cable establishes a connection to a IEEE-488
controller (control unit of a IEEE-488 bus system). Any PC
equipped with the corresponding plug-in card can function
as IEEE-488 controller. If a IEC-625 cable must be used, an
appropriate plug-in adapter is required.
The HO880 interface works in the Device mode, i.e.
commands are received by the controller and transmitted
to the measuring instrument, and signal data is sent to the
67
Command Reference
10 Command Reference
The REMOTE/LOCAL key is illuminated if communication
to the instrument has been established via interface (Remote Control). To return to the local operating mode (Local
Control), press the REMOTE/LOCAL key, provided that the
instrument has not been locked out from local operation
via interface (Local lockout). If local operation is locked,
the instrument cannot be operated via front panel keys.
No remote PC software is available for the HM8118 bridge. The
supported commands can be embedded in any software environment that is able to send ASCII characters.
10.1 Setting Up the Command Structure
A syntax with four letters in a command string specifies a
command. The remaining command string consists of parameters (variables). Multiple parameters in a command
string are separated by a comma. Parameters in brackets
{ } can optionally be used or queried whereas parameters
that are not in brackets are requested or queried. Commands that can be queried include a question mark in parentheses (?) following the syntax. Commands that can
only be queried include a question mark ? following the
syntax. Do not send ( ) or { } as part of a command. Certain
variables must be expressed as integers and others as floating point or exponentially. Normally, the variables i and j
are integers whereas the variable x is a real number.
To prevent communication errors, it is recommended to avoid
command strings. Each remote command ends with CR (carriage
return) or CR+LF (carriage return + line feed) (no individual LF).
measuring instrument and if the instrument is ready to perform another measurement.
*WAI
The *WAI command is a synchronization command that
stops every subsequent command before its execution
until all running measurements are completed. The commands STRT followed by *WAI and XALL? would start a
measurement . However it would block the processing of
further commands until the measurement has been completed. The XALL? command issues the measurement
result.
*SAV i
The *SAV command saves the current measuring instrument parameters in the memory location. You can select a
memory location between 0 and 9. The measuring instrument always starts with the parameters that are stored in
memory location 0.
*RCL i
The *RCL command activates the stored measuring instrument configuration i and uses it as the current setting.
You can select a memory location between 0 and 9. If the
saved settings (measuring instrument parameters) are incomplete or have not been saved (e.g. due to an empty
memory location), an error message is displayed when the
command is executed. The *RCL 9 command resets all
measuring instrument parameters to the factory settings.
LOCK 1
The LOCK 1 command allows you to lock the instrument
front panel operation. You can unlock this by pressing the
REMOTE key or by using the LOCK 0 command.
LOCK 0
The LOCK 0 command allows you to unlock an existing instrument lock.
10.2 Supported Command and Data Formats
The HM8118 bridge does not support parallel processing of
commands.
*IDN?
The query *IDN? queries the bridge HM8118 identification
string. The queried string has the following format:
HAMEG Instruments,‹instrument type›,‹serial
number›,‹firmware›
(Example: HAMEG Instruments, HM8118,013206727,1.54).
*RST
The *RST command resets all measuring instrument parameters to the bridge factory settings (Reset).
*OPC?
The query *OPC? (= Operation Complete) is used to synchronize the sequence of a measurement. The *OPC?
query returns the value 1 if all measurement values of a
measurement sequence were completely captured by the
68
$STL(?) {i}
The $STL command sets the trigger delay time (DELAY)
to i milliseconds. The trigger delay time i can be set anywhere between 0ms and 40000ms. The query $STL? queries the set trigger delay time.
AVGM(?) {i}
The AVGM command activates or deactivates the calculation of the average (AVG). The function AVG Average Value is activated, several individual measurements will be
used to form a mean value according to the set period.
i=0 deactivates the calculation of the average (NONE), i=2
sets the calculation of the average to MED. The MED (medium) setting is the medium averaging mode. The bridge
HM8118 performs 6 consecutive measurements, rejects
the lowest and highest measurement values and generates
an average based on the four remaining measurements.
This type of averaging hides individual erroneous measurements. If the calculation of the average is set to i=1,
you can use the NAVG command to select the number of
Command Reference
measurement values to be used for the calculation of the
average. The AVGM? query queries the status of the calculation of the average.
to set the series circuit, use i=1 to set the parallel circuit
of the equivalent circuit diagram. The CIRC? query queries
the current status of the equivalent circuit diagram setting.
NAVG(?) {i}
CONV(?) {i}
If you use the AVGM command to set the calculation of
the average to i=1, you can use the NAVG command to set
the number of measurement values to be used for the calculation of the average anywhere between 2 and 99.
The NAVG? query queries the number of measurement values to be used for the calculation of the average.
The CONV command activates (i=1) or deactivates (i=0)
the constant voltage (function CST V). The CONV? query
queries the current status of the constant voltage.
The constant voltage (CST V function) must be switched on for
measurements with bias current or external preload.
VBIA(?) {x}
The VBIA command sets one internal DC preload anywhere between 0V and 5V. This command returns an error
message (ERROR) if the HM8118 is not set to a measurement mode C-D, C-R, R-X or Z-Θ which would be suitable
for a preload. Use the BIAS 1 (= internal) command to activate the preload which was previously activated via VBIA
and to show it on the display. The VBIA? query queries the
current value of the applied DC preload.
IBIA(?) {x}
The IBIA command defines the DC bias current between
0.001A and 0.200A. This command returns an error message (ERROR) if the HM8118 is not set to perform an inductance measurement or a transformer measurement (LQ, L-R, N-Θ or M). Use the BIAS 1 (= internal) command
to activate the bias current which was previously activated via IBIA and to show it on the display. The IBIA? query
queries the current DC bias current.
The error message "DCR too high“ indicates that the resistance
of the connected DUT is too high for the selected bias current. In
this case, the bias current cannot be activated.
BIAS(?) {i}
The BIAS command activates or deactivates the DC preload or DC bias current defined in the HM8118. Use i=0
to deactivate the DC preload that is selected via VBIA, or
deactivate the DC bias current that is selected via IBIA.
Use i=1 to activate the internal BIAS and to show the value that was previously selected via VBIA or IBIA on the
display. Use i=2 to select the external BIAS which is only
possible with a DC preload. The internal BIAS preload can
only be selected if the instrument is set to the appropriate measurement function (see VBIA command). The internal BIAS bias current can only be selected if the instrument is set to the appropriate measurement function (see
IBIA command). The external BIAS function behaves correspondingly. The BIAS? query queries the current BIAS
status.
FREQ(?) {x}
Use the FREQ command to select the measurement frequency in Hz. The 69 available measurement frequency intervals are as follows:
Measurement Frequencies
20Hz
90Hz
500Hz
2.5kHz
12kHz
72kHz
24Hz
100Hz
600Hz
3.0kHz
15kHz
75kHz
25Hz
120Hz
720Hz
3.6kHz
18kHz
80kHz
30Hz
150Hz
750Hz
4.0kHz
20kHz
90kHz
36Hz
180Hz
800Hz
4.5kHz
24kHz
100kHz
40Hz
200Hz
900Hz
5.0kHz
25kHz
120kHz
45Hz
240Hz
1.0kHz
6.0kHz
30kHz
150kHz
50Hz
250Hz
1.2kHz
7.2kHz
36kHz
180kHz
60Hz
300Hz
1.5kHz
7.5kHz
40kHz
200kHz
72Hz
360Hz
1.8kHz
8.0kHz
45kHz
75Hz
400Hz
2.0kHz
9.0kHz
50kHz
80Hz
450Hz
2.4kHz
10kHz
60kHz
The FREQ? query queries the set measurement frequency
in Hz.
MMOD(?) {i}
Use the MMOD command to select the trigger type. Use
i=0 to select the continuous trigger, i.e. a new measurement will automatically be performed upon completion of
the previous measurement. Use i=1 to select the manual
trigger (TGM). In this case, a measurement will be performed only after the *TRG command was sent. Use i=2 to
select the external trigger (TGE). A measurement is performed when a rising slope is applied to the external trigger
input (TTL level +5V). The MMOD? query queries the current status of the triggering.
If the measuring instrument shows a blank screen (i.e. lines "- -“) without measurement values, no trigger event / measurement
has been triggered or the selected measurement function has
been selected incorrectly.
*TRG / STRT
Use the *TRG or STRT command to start a measurement
if the manual trigger mode was previously selected (see
MMOD).
RATE(?) {i}
CIRC(?) {i}
Use the CIRC command to select the circuit type of the
equivalent circuit diagram (measurement circuit). By default, the automatic circuit type (i=2) is selected. Use i=0
Use the RATE command to set the measurement speed
(SPD function) in the increments FAST (i=0), MED (i=1)
or SLOW (i=2). The number of measurements for a continuous triggering (CONT) is approximately 1.5 per se69
Command Reference
cond at the SLOW setting, 8 per second at MED or 14 per
second at FAST. The RATE? query queries the selected
measurement speed.
RNGE(?) {i}
The RNGE command sets the measurement range and the
related source resistance:
i = 1: between 1 and 25 Ω;
i = 2: between 2 and 25 Ω;
i = 3: between 3 and 400 Ω;
i = 4: between 4 and 6.4 kΩ;
i = 5: between 5 and 100 kΩ;
i = 6: between 6 and 100 kΩ.
The RNGE? query queries the selected measurement
range.
RNGH(?) {i}
The RNGH command deactivates (i=0) or activates (i=1)
the manual measurement range selection. If the manual
measurement range selection is deactivated, the automatic HM8118 measurement range selection is activated
(AUTO). The RNGH? query queries the status of the manual measurement range selection.
relative measurement value deviation % (i=1) or
absolute measurement value deviation (i=2).
The OUTP? query queries the status of the main measurement value display.
PREL(?) {x}
The PREL command sets the parameter x to determine the
relative measurement value deviation (REF_M) for the main
measurement value display, if the measurement value deviation of the main measurement value display was previously activated via OUTP 1 or OUTP 2 command (DEV_M).
The PREL command generates an error message (ERROR),
if the automatic HM8118 measurement range selection
(AUTO) is activated. The unit for x is:
Ohm: For R+Q, Z+Θ and R+X measurements,
Henry: For L+Q, L+R and M measurements,
Farad: For C+D and C+R measurements and
Siemens: For Y+Θ and G+B measurements.
The PREL? query queries the set value of the relative
measurement deviation (REF_M) of the main measurement
value display.
OUTS(?) {i}
PMOD(?) {i}
Use the PMOD command and the parameter to select the
measurement function:
i=0
: AUTO
i=1
: L-Q
i=2
: L-R
i=3
: C-D
i=4
: C-R
i=5
: R-Q
i=6
: Z-Θ
i=7
: Y+Θ
i=8
: R+X
i=9
: G+B
i=10
: N+Θ
i=11
:M
The PMOD? query queries the selected measurement
function.
If the automatic measurement range selection is activated, it is
not possible to perform relative measurements and measurements with integrated binning interface.
VOLT(?) {x}
The VOLT command sets the measurement voltage to
x volts. You can select any value between 0.05 V and
1.5 V for x. Interim values will be rounded by 0.01 V to
the nearest figure. The VOLT? query queries the selected
measurement voltage.
OUTP(?) {i}
The OUTP command sets the main measurement value
display for the measurement values to
Normal (i=0),
70
The OUTS command sets the secondary measurement value display for the measurement values to
Normal (i=0),
relative measurement value deviation % (i=1) or
absolute measurement value deviation (i=2).
The OUTS? query queries the status of the secondary
measurement value display.
SREL(?) {x}
The SREL command sets the parameter x to determine
the relative measurement value display for the secondary measurement value display (REF_S), if the secondary measurement value display was previously activated via OUTS 1 or OUTS 2 command (DEV_S). This command generates an error message (ERROR), if the automatic HM8118 measurement range selection (AUTO) or the M
measurement is activated (by means of the interference of
mutual inductance). The unit for x is:
Ohm: For L+R, C+R and R+X measurements,
Degree: For Z+Θ, Y+Θ and N+Θ measurements
and
Without unit: For all other measurements.
The SREL? query queries the set value of the measurement deviation (REF_S) of the secondary measurement value display.
CALL 0
The CALL 0 command determines the bridge settings and
ensures that the subsequent command (CROP or CRSH)
performs an open or short compensation for the frequency that is currently set for the instrument. It is necessary to first send CROP or CRSH before the compensation
is performed.
Command Reference
CALL 1
The CALL 1 command determines the bridge settings and
ensures that the subsequent command (CROP or CRSH)
performs an open or short compensation for all 69 test frequencies. It is necessary to first send CROP or CRSH before the compensation is performed.
CROP
The CROP command performs an open compensation.
The HM8118 automatically reports immediately if a compensation was successful (0) or if it failed (-1).
current measurement. If the binning interface is not switched on / not activated or if the current measurement is invalid, the sorting bin value 99 issued.
BBUZ(?) i
The BBUZ command activates (i=1) or deactivates (i=0) the
alarm function of the binning interface. The BBUZ? query
queries the current status of the alarm function.
BCLR
The BCLR command deletes the nominal values and limits
for all sorting bins. It also deactivates the binning interface.
CRSH
The CRSH command performs a short compensation. The
HM8118 automatically reports immediately if a compensation was successful (0) or if it failed (-1).
XALL?
The XALL? query queries the measurement values of the
main measurement value display, the secondary measurement value display and the number of sorting bins. The
measurement values are issued separated by a comma. If
the binning interface is not activated / not integrated or if
the current measurement is invalid, the sorting bin value
99 issued.
XMAJ?
The XMAJ? query queries the measurement value of the
main measurement value display. If the measurement value display is set to percentage deviation and if the nominal measurement value is „0“, an error message will be
issued.
BING(?) {i}
The BING command locks (i=0) and enables (i=1) the binning. If no sorting bin is opened or if the measurement
mode „AUTO“ is selected for the HM8118 , an error message is issued.
BLIH j,(?) {x}
The BLIH command sets the maximum limit (i = 0) of a
sorting bin j to x % between 0 and 7. The BLIH? query
queries the maximum limit (i = 0) of the sorting bin.
BLIL j,(?) {x}
The BLIL command sets the lower limit (i = 1) for a sorting
bin j x % between 0 and 7. The lower limit must be less
than or equal to the upper limit. If no lower limit has been
set, the HM8118 applies the negative value of the upper limit as lower limit. The query BLIL? queries the lower limit (i
= 1) of the sorting bin.
BNOM i,(?) {x}
XMIN?
The XMIN? query queries the measurement value of the
secondary measurement value display. If the measurement
value display is set to percentage deviation and if the nominal measurement value is „0“, an error message will be
issued.
XDLT?
The XDLT? query queries the absolute deviation between
the measurement value and the nominal measurement value (see also PREL command). If the automatic measurement mode (AUTO) is selected, an error message is
issued.
The BNOM command set sets the nominal value of the
sorting bin i to the value x. The value i can be anywhere
between 0 and 8 (sorting bin 8 is the QDR sorting bin for
failures). If no nominal value has been set for the sorting
bin, the HM8118 applies the nominal value of the subsequent lowest numbered sorting bin with a nominal value of unequal 0 (multiple sorting bins can have the identical nominal value without having a value entered for each
sorting bin). The lowest numbered active sorting bin must
have a selected nominal value. The sorting bin 0 must always be set for the binning to work. The query BNOM?
queries the nominal value of the sorting bin.
XDMT?
The XDMT? query queries the relative deviation between
the measurement value and the nominal measurement value (see also PREL command). If the nominal measurement
value is set to „0“ or if the automatic measurement mode
(AUTO) is selected, an error message is issued.
10.3 Command List Binning Interface
(only with integrated binning interface HO118)
XBIN?
The XBIN? query queries the number of sorting bins for the
71
Technical Data
Technical
DataData
11
Technical
Drive level accuracy
±(5 % + 5 mV)
Internal bias voltage
0 to +5,00 VDC
Resolution
10 mV
External bias voltage
0 to +40 Vdc (fused 0.5 A)
Internal bias current
0 to +200 mA
All data valid at 23 °C after 30 minutes warm-up.
Resolution
1 mA
Conditions
Range selection
Auto and Hold
Trigger
Continuous, manual or external via interface,
binning interface or trigger input
Trigger delay time
0 to 999 ms in 1 ms steps
200 kHz LCR-Bridge HM8118
Test signal voltage
1V
Open and short corrections performed
Measurement time
SLOW
Display
Measurement time (f ≥1 kHz)
Measurement modes
Auto, L-Q, L-R, C-D, C-R, R-Q, Z-Θ, Y-Θ, R-X,
G-B, N-Θ, M
FAST
70 ms
MEDIUM
125 ms
Equivalent circuits
auto, series or parallel
SLOW
0,7 s
Parameters displayed
Value, deviation or % deviation
Miscellaneous
Averaging
2 to 99 measurements
Test signal level monitor
Voltage, current
Error correction
Open, short, load
Save/Recall
9 instrument settings
Front-end protection
Vmax <√2/C @ Vmax <200 V, C in Farads
(1 Joule of stored energy)
Accuracy
Primary parameters
Impedance:100 MΩ
4 MΩ
Basic accuracy
(Test voltage: 1.0 V,
measurement SLOW/MEDIUM,
autoranging mode, constant voltage OFF,
bias off). For FAST mode double the basic
accuracy values
Ground, driven guard or auto (fused)
Constant voltage mode (25 Ω source)
0.2% + I Z I / 1.5 GΩ
Temperature effects R, L or C ±5 ppm/°C
1 MΩ
25 kΩ
Low potential and
low current guarding
0.5% +
0.05% +
0.1% +
I Z I / 2 GΩ
I Z I / 1,5 GΩ
Interface
Dual interface USB/RS-232 (HO820),
IEEE-488 (GPIB) (optional)
Safety
Safety class I (EN61010-1)
Power supply
110 to 230 V ±10 %, 50 to 60 Hz, CAT II
Power consumption
approx. 20 W
I Z I / 100 MΩ
0.2% +
I Z I / 100 MΩ
100 Ω
0.5% +
5 mΩ / I Z I
+
0.2% +
0.1% + 1 mΩ / I Z I
I Z I / 10 MΩ
2 mΩ / I Z I
2.5 Ω
Operating temperature
+5 to +40 °C
Storage temperature
-20 to +70 °C
Rel. humidity
5 to 80 % (non condensing)
Dimensions (W x H x D)
285 x 75 x 365 mm
Weight
approx. 4 kg
0.5% +
0.3% + 1 mΩ / I Z I
2 mΩ / I Z I
0,01 mΩ
20 Hz
1 kHz
10 kHz
100 kHz
Secondary parameters
Basic accuracy D, Q
±0,0001 if f = 1 kHz
Phase angle
±0,005° if f = 1 kHz
Ranges
|Z|, R, X
0,01 mΩ to 100 MΩ
|Y|, G, B
10 nS to 1.000 S
C
0,01 pF to 100 mF
L
10 nH to 100 kH
D
0,0001 to 9,9999
Q
0,1 to 9.999,9
θ
-180 to +180 °
∆
-999,99 to 999,99 %
M
1 µH to 100 H
N
0,95 to 500
Measurement conditions and functions
Test frequency
20 Hz to 200 kHz (69 steps)
Frequency accuracy
±100 ppm
AC test signal level
50 mVrms to 1.5 Vrms
Resolution
10 mVrms
72
Accessories supplied: Line cord, operating manual,
HZ184 4-terminal kelvin test cable and HZ188 4-terminal
SMD component test fixture, CD
Recommended accessories:
HO118 Binning interface
HO880 Interface IEEE-488 (GPIB), galvanically isolated
HZ13 Interface cable (USB) 1.8 m
HZ14 Interface cable (serial) 1:1
HZ33 Test cable 50 Ω, BNC/BNC, 0.5 m
HZ34 Test cable 50 Ω, BNC/BNC, 1.0 m
HZ42 19“ rackmount kit 2RU
HZ72 GPIB-cable 2 m
HZ181 4-terminal test fixture including shorting plate
HZ186 4-terminal transformer test cable
Technical Data
73
Technical Data
74
Technical Data
75
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Mühldorfstr. 15, 81671 München, Germany
Phone: +49 89 41 29 - 0
Fax: +49 89 41 29 12 164
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R&S® is a registered trademark of Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG.
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