Multimetry cyfrowe z funkcją rejestratora danych i wizualizacją

Wykrywanie nieregularnych zaburzeń, przypadkowych anomalii i zakłóceń wymaga przeprowadzenia wielkiej liczby pomiarów w długim czasie, a następnie analizy danych w celu oceny wolno zmieniających się trendów i zjawisk statystycznych. Do takich zadań nie da się wykorzystać popularnej aparatury pomiarowej i trzeba sięgnąć po specjalizowane mierniki.

Do takich zadań przeznaczone są nowe 6,5-cyfrowe multimetry DMM4050 i DMM4040 firmy Tektronix, zawierające funkcję TrendPlot o działaniu podobnym do rejestratora cyfrowego. Pozwala ona rejestrować pomiary przez długi czas, a następnie wyświetlać zobrazowania pozwalające na uchwycenie nawet drobnych wahań.

Doskonałym przykładem pomiarów, które należy wykonywać przez długi czas, są pomiary parametrów napięcia sieci energetycznej, gdzie zmienia się nie tylko wartość napięcia, ale także częstotliwości, powstają chwilowe zaniki i przepięcia. To damo dotyczy rezystancji złączy poddawanych naprężeniom mechanicznym, temperatury, chwilowych wzbudzeń, które mogą dostarczyć cennej wiedzy na temat anomalii w pracy. Najprostszą metodą gromadzenia danych jest dokonanie serii pomiarów co pewną chwilę.

Im okres pomiędzy pomiarami jest mniejszy, tym oczywiście skuteczność wykrycia losowych zjawisk większa, niemniej wymagania co do ilości pamięci, w jaką musi zostać wyposażony przyrząd, wzrastają. Przy bardzo krótkim czasie to negatywne zjawisko pogłębiane jest przez ograniczony czas zapisu danych do pamięci. Dlatego akwizycja danych ze stałym i niezmiennym interwałem czasowym między pomiarami nie jest praktycznym rozwiązaniem w pomiarach trwających przez godziny lub dni.

Min-max

Jedną z odmian opisanej techniki akwizycji danych jest technika min-max, gdzie czas pomiędzy kolejnymi pomiarami jest stosunkowo długi, ale w trakcie przerwy przyrząd pomiarowy dokonuje pomiarów przez cały czas, zapisując wartość minimalną i maksymalną sygnału.

Nowa metoda

Rys. 1. Funkcja TrendPlot

Metoda zapisu danych TrendPlot wykorzystywana przez multimetry DMM4050 i DMM4040 dostarcza takich samych danych jak opisana powyżej „min-max”, ale w sposób automatyczny wykorzystuje dostępną pamięć przyrządu, aby zapewnić maksymalną rozdzielczość pomiarów. Podczas pomiarów min-max multimetr kompresuje automatycznie skalę czasu, realizując serię szybkich pomiarów aż do wyczerpania pojemności dostępnej pamięci, a następnie wbudowany procesor obrabia dane, wyszukując wartości min i max i przystępuje do nowego cyklu.

W ten sposób unika się zapisywania do pamięci tych samych pomiarów i unika czasu martwego, w których przyrząd nie obserwuje, co dzieje się z mierzonym sygnałem. Funkcja TrendPlot działa przy pomiarze napięć, prądów i rezystancji, temperatury i innych dowolnych funkcji pomiarowych dostępnych w multimetrze.

Efektem działania jest wykres obrazujący zmianę mierzonej wielkości w funkcji czasu. Skala czasu jest dobierana automatyczne. Zobrazowanie takie nie daje możliwości pobrania i obserwacji surowych danych pomiarowych z każdego punktu ani też nie pozwala na dowolne manipulowania skalą wykresu, niemniej jest bardzo użyteczna do obserwacji krzywej ładowania baterii, wahań napięcia sieciowego i podobnych zastosowań pomiarowych.

Dane bezwzględne dostępne są jedynie w granicach wielkości pamięci przyrządu (10000 pomiarów). W tym zakresie można mierzyć i przesyłać wyniki do peceta w celu dalszej analizy, na przykład za pomocą arkusza kalkulacyjnego lub innego oprogramowania. Zobrazowanie TrendPlot dla przebiegu stałego w czasie jest cienką linią o grubości pojedynczego piksela; w przypadku gdy zanotowane zostaną wahania, linia ta pogrubia się tak, że górna część obrazuje zmierzoną wartość maksymalną, a dolna minimalną.

Bardziej szczegółowe analizy mogą być wykonane za pomocą specjalnej wersji programu SignalExpress National Instruments (wersja „Tektronix Limited Edition”), która pozwala na akwizycję, zapamiętywanie i analizę pomiarów dokonywanych multimetrem oraz na sterowanie funkcjami pomiarowymi. Wykorzystanie programu wymaga połączenia multimetru kablem USB z pecetem. Połączenie z pecetem daje również możliwość akwizycji dowolnej ilości danych pomiarowych, bez ograniczenia ze strony pamięci multimetru.

Trevor Smith, Market Development
Manager Tektronix

Farnell
www.farnell.com/pl