Wie man Schaltvorgänge bei DAQ-Messungen reduziert

+ Datenerfassungssystem

Schaltvorgänge

Sequenzielle Mehrkanalmessungen erfordern ein Datenerfassungssystem (DAQ), das Relaispfade beim Wechsel von einem Eingangskanal zum nächsten öffnet und schließt. Während des Schaltvorgangs können niederohmige Quellen und Streukapazitäten im Messpfad beim Schließen eines Relais kurze, hochstromige Impulse erzeugen. Diese DAQ-Schaltvorgänge können sich als temporäre Spannungsfehler, Kanalübertrag, Störungen auf gemeinsamen Massepfaden oder unerwartetes Verhalten in der mit dem Prüfling verbundenen Schaltung äußern. Bei Mehrkanal-Spannungsmessungen ist dieser Effekt oft schwer von einer tatsächlichen Änderung des Messsignals zu unterscheiden, da die Störung gleichzeitig mit dem Wechsel des Messpfads auftritt. Die Stärke und Dauer des Transienten hängen von der Quellimpedanz, der gespeicherten Ladung, der Verdrahtung, der Kanalkonfiguration und den elektrischen Bedingungen beim Schalten des Relais ab.

Wiederholte Schaltvorgänge können auch mechanische Relaiskontakte elektrisch belasten. Daher ist der Kontaktschutz bei der Bewertung unerwarteten Verhaltens zu berücksichtigen. Ein zuvor ausgewählter Kanal kann Restladung im Messpfad hinterlassen, die den nächsten Kanal nach dem Schließen seines Relais beeinflusst und eine scheinbare Spannung erzeugt, die nicht dem neuen Eingangssignal entspricht. Ingenieure können inkonsistente Messwerte, verlängerte Einschwingzeiten, Störungen auf benachbarten Kanälen, intermittierende Systemreaktionen oder Messergebnisse beobachten, die sich mit der Scanreihenfolge ändern. Diese Effekte können deutlicher sichtbar werden, wenn Messungen zwischen Kanälen mit unterschiedlichen Spannungspegeln oder Quellimpedanzen erfolgen. Das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Relaisübergängen, Streukapazität, Quellimpedanz und beobachteten Messartefakten definiert das zugrunde liegende Problem, das vor der Bewertung eines DAQ-Transientenreduzierungsverfahrens charakterisiert werden muss.

Lösung zur Datenerfassung mit reduziertem Schaltvorgang

Um Schaltvorgänge zu reduzieren, müssen niederohmige Messkanäle identifiziert und der Spitzenstrom, der beim Wechsel der Relaispfade während eines Scans auftritt, kontrolliert werden. Ein Keysight-Datenerfassungssystem mit einem universellen Multiplexer bietet die notwendige Schalt- und Messinfrastruktur für diesen Workflow und unterstützt sequentielle Mehrkanalmessungen, automatisiertes Scannen sowie Zwei- oder Vierdrahtkonfigurationen. Ingenieure können analysieren, welche Kanalübergänge Schaltvorgänge in der Datenerfassung verursachen, und bei Bedarf Strombegrenzung oder einen Zwischenentladepfad einsetzen. Ein Serienwiderstand kann den Spitzenstrom von niederohmigen Quellen reduzieren, während ein Entladekanal dazu beiträgt, gespeicherte Ladung vor dem Anschluss der nächsten Messung abzubauen. Durch die Wiederholung derselben Mehrkanal-Spannungsmesssequenz können Ingenieure das Einschwingverhalten, Nachbarkanaleffekte und die Systemstabilität vor und nach der Optimierung vergleichen. Dieser Ansatz zur Datenerfassung unterstützt den Schutz von Relaiskontakten und die Reduzierung von Schaltvorgängen in der Datenerfassung und hilft gleichzeitig, Schaltartefakte vom tatsächlichen Verhalten des Prüflings zu trennen.

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