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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Null-Messung Multimeter


Autor: Stefan D. (mackie05)
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Hallo,

ich habe gestern mein Multimeter(HMC8012) von der Kalibrierung 
zurückbekommen und eine Frage zur Null-Abweichung.

Laut Kalibrierbericht liegt die Null-Abweichung bei 0,00 µA für den 20mA 
Messbereich mit einer Messunsicherheit von 1 µA. Oberes Limit liegt bei 
2 µA.

Wenn ich jetzt das Messgerät anschalte, ca. 2 Stunden bei Raumtemperatur 
(23°C)laufen lasse würde ich einen, nicht allzuweit abweichenden Wert 
für die Nullmessung erwarten.
Tatsächlich pegelt sich das Gerät aber, nach anfänglichen -0,4µA bei 
einem Messwert von 1,8 µA ein. Das ist schon nahe dem oberen Grenzwert. 
Gemessen habe ich sowohl mit offenen Eingängen als auch mit 
kurzgeschlossenem Eingang(1m Laborstrippe). Ergebnis ist unverändert.

Gegebenenfalls erfolgte die Messung im Kalibrierlabor im nicht 
ausreichend konditionierten Zustand?

Ein zweites HMC8012 pendelt sich bei gleichem Messaufbau bei 0,2 µA ein.

Meine Frage: Wie wird die Null-Abweichung im Kalibrierlabor ermittelt?
Was könnten weitere Gründe für die Abweichung meines Messwertes zum 
Messwert des Kalibrierlabores sein?

Danke und Gruß

Autor: Max707 (Gast)
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Punkt eins: die Kalibrierung erfolgt nach einer bestimmten Anweisung
Punkt zwei: das Gerät muß in einem einwandfreien Zustand sein
Punkt drei: es ersetzt keine Fehlersuche

Autor: Stefan D. (mackie05)
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Max707 schrieb:
> Punkt eins: die Kalibrierung erfolgt nach einer bestimmten Anweisung

Das denke ich mir.

> Punkt zwei: das Gerät muß in einem einwandfreien Zustand sein

Ist es, wurde direkt vor der Kalibrierung bei R&S gecheckt, die 
Kalibrierung erfolgte ebenfalls bei R&S.

> Punkt drei: es ersetzt keine Fehlersuche

Deshalb meine Frage nach weiteren Gründen für die Abweichung, bzw. 
Fehlerquellen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Hp M. (nachtmix)
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Stefan D. schrieb:
> Gemessen habe ich sowohl mit offenen Eingängen als auch mit
> kurzgeschlossenem Eingang(1m Laborstrippe). Ergebnis ist unverändert.

Auch mal ohne die Meßstrippen?

Bei kurzgeschlossenen Leitungen musst du immer mit Thermospannungen 
rechnen, und bei offenen mit Brummeinstreuungen.

Autor: Max707 (Gast)
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Gecheckt klingt gut, nur hast du auch diesen Fehler auch hingewiesen?

Autor: Achim S. (Gast)
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@ Stefan: nur zur Sicherheit: du hast die Messungen schon im DC-Bereich 
durchgeführt, oder?

Autor: Lurchi (Gast)
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Ein leicht übersehene Fehlerquelle sind HF Störungen, etwa ein Handy in 
der Tasche.

Den Strom Nullpunkt misst man offen. Bei einem Gerät mit einfach nur 
Shunt sollte aber auch mit Kurzschluss kein Strom fließen und im µA 
Bereich sind Leckströme noch nicht so relevant, die liegen üblicherweise 
unter 1 nA.

Der Transport zur und von der Kalibrierung ist ggf. deutlicher Stress 
für das Gerät, vor allem wenn es per Luftfracht nach Übersee geht. So 
schlimm sollte es aber eigentlich noch nicht sein.

2 µA dürften 20 µV an einem 10 Ohm shunt entsprechen und damit doch 
deutlich mehr als technisch machbar. Das spricht entweder für eine sehr 
konservative Spezifikation oder einen billigen Aufbau.

Ein kurzer Check auf Funktion gehört mit zur Kalibrierung. Soweit es 
einfach möglich ist sollte man aber trotzdem vorher testen (etwa den 
Nullpunkt), da kann man sich bei einem schlechten Gerät die Kalibrierung 
ggf. sparen und erst mögliche Fehler abklären.

Autor: Stefan D. (mackie05)
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Hp M. schrieb:

> Auch mal ohne die Meßstrippen?

Ja, einmal mit offenen Eingängen und einmal mit einem kurzen Draht ca. 
5cm. Das Ergebnis was das selbe wie mit den 1m Laborstrippen.. Eine 
direkte Brücke für Bananenbuchsen habe ich leider nicht.

> Bei kurzgeschlossenen Leitungen musst du immer mit Thermospannungen
> rechnen, und bei offenen mit Brummeinstreuungen.

Welche Messmethode bevorzugst Du?

Autor: Stefan D. (mackie05)
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Hallo,

danke für die Antworten.

Achim S. schrieb:
> @ Stefan: nur zur Sicherheit: du hast die Messungen schon im DC-Bereich
> durchgeführt, oder?

Ja DC-Bereich.

Lurchi schrieb:
> Ein leicht übersehene Fehlerquelle sind HF Störungen, etwa ein Handy in
> der Tasche.

Der Wert steht recht konstant nachdem sich es sich eingepegelt hat. Ein 
darunter stehendes Gerät pegelt sich wie beschrieben auf 0,2µA ein.

> Den Strom Nullpunkt misst man offen. Bei einem Gerät mit einfach nur
> Shunt sollte aber auch mit Kurzschluss kein Strom fließen und im µA
> Bereich sind Leckströme noch nicht so relevant, die liegen üblicherweise
> unter 1 nA.

Ok

> Der Transport zur und von der Kalibrierung ist ggf. deutlicher Stress
> für das Gerät, vor allem wenn es per Luftfracht nach Übersee geht. So
> schlimm sollte es aber eigentlich noch nicht sein.

Das könnte ein Punkt sein, die Kalibrierung erfolgte bei R&S in Vimperk, 
Cz.

Autor: Stefan D. (mackie05)
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Hallo,

mittlerweile liegt der Wert für die Null-Abweichung im Strommessbereich 
bei 2,5µA was 0,5µA oberhalb des zulässigen Grenzwertes ist. Was ich nun 
nicht genau verstehe ist der Angabe der Unsicherheit mit 1µA. Nach 
meinem Verständnis kommt dieser Wert aus der Unsicherheit der 
Messmethode/Aufbaus und des Kalibriernormales. Da bei einer Null-Messung 
aber kein Kalibriernormal und auch kein Messaufbau(Eingänge offen) zum 
Einsatz kommt weiß ich nicht was die Unsicherheit hier aussagen soll.
Weiß jemand Rat?

: Bearbeitet durch User
Autor: Lurchi (Gast)
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Die Nullmessung wird vermutlich auch etwas schwanken / rauschen. Auch 
das gibt eine Unsicherheit. Außerdem muss man damit rechnen, das der 
Offset auch von der Temperatur abhängt.

HF Störungen können ggf. auch nominell gleiche Geräte unterschiedlich 
stark beeinflussen. Je nachdem was die Quelle ist (z.B. power Line, 
WLAN, Handy, Schaltnetzteil) kann die Störung auch relativ konstant 
aussehen.

Autor: Stefan D. (mackie05)
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Hallo Lurchi,

seit das Gerät von der Reparatur (Mainboardtausch) zurück ist steigt 
dieser Wert weiter an - schwankt aber nur langsam um ca. +/-0,2µV.

Bedeutet das dann, dass ein Wert von 2,5µA dann noch ok ist, da ich zwar 
0,5µA oberhalb des oberen Limits bin, aber mit der Unsicherheit die 
Toleranz bei +/- 3µA liegt?

Heißt: Entspricht mein Gerät noch der Spezifikation?

Danke

Autor: Lurchi (Gast)
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Der Wert von 2,5 µV ist nicht mehr innerhalb der Spezifikation ( <=2 
µA).

Im Zweifelsfall müsste man den Fehler eher in die andere Richtung 
rechnen. Es wäre also schön wenn die Anzeige unter 1 µA geht, damit man 
trotz möglichem Fehler noch sicher unter 2 µA ist. Wobei es schon 
ungewöhnlich ist da noch eine extra Unsicherheit anzunehmen. Es ist ja 
kein Normal oder so beteiligt, sondern nur das Gerät - nicht mal ein 
Kabel.

Ich kann mir beim Offset für die Shunts eher nicht vorstellen, dass da 
in Software noch eine Korrektur gemacht wird, das sollte ähnlich wie bei 
der Spannungsmessung mit einer Nullmessung erfolgen.

Wenn ich das Richtig verstehe sollten die 2 µA 20 µV am 10 Ohm shunt 
entsprechen. Das sollte die Schalung eigentlich ohne Probleme hin 
bekommen, auch wenn da 1 Relais im Signalweg ist. Das Relais könnte man 
ggf. mal bewegen indem man zwischendurch mal AC Strom auswählt.

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