Узким местом для слабых сигналов обычно является ключ
Термопары, тензодатчики, датчики давления и подобные преобразователи выдают микровольтные или милливольтные сигналы и наиболее уязвимы до первого каскада усиления. Ключ, установленный в этом тракте, может внести собственное тепловое смещение, добавить путь утечки на землю или вовсе ослабить сигнал. Во многих измерительных цепях именно мультиплексор, а не усилитель или АЦП, задаёт нижний предел точности.
Термо-ЭДС — это смещение, которое нельзя случайно откалибровать
Соединение двух разнородных металлов генерирует напряжение Зебека. В обычном реле сумма этих соединений может достигать десятков микровольт — достаточно, чтобы на термопаре типа T это читалось как значительная ошибка температуры. Линия SHR AUTOSENSOR с низкой термической ЭДС контролирует материалы контактов, материалы выводов и симметрию соединений, чтобы удерживать добавленное термическое смещение в пределах ±1 µV, так что реле вносит почти нулевое собственное напряжение в измерительный узел.
Защитный экран и электрическая прочность
Низкое тепловое смещение устраняет одну составляющую погрешности; высокоимпедансные цепи добавляют другую. Эти реле содержат внутренний электростатический экран, который можно подключить к защитному потенциалу, отводя утечку от измерительного узла и повышая отношение сигнал/шум во входных цепях с высоким импедансом. Там, где тот же канал нуждается и в изоляции, семейство обладает высокой электрической прочностью — например, для серии BT задана минимальная электрическая прочность 2000 V, поэтому низкотепловую коммутацию и изоляцию не нужно разделять между двумя компонентами.
Пикоамперные и фемтоамперные входы требуют изоляции в ТОм
Коммутация токов диапазона pA или fA повышает требование к изоляции примерно до 1014–1015 Ω, потому что ниже этого диапазона утечка через переключатель становится сопоставимой с измеряемой величиной. Герметично запаянные контакты на керамической или высококачественной полимерной изоляции — это то, что делает эту цифру достижимой. Серия HVFR решает эту задачу несколькими конфигурациями, сохраняя архитектуру с высокой изоляцией при коммутируемых напряжениях до 1.0 kVDC.
Серии HVFR и BT — краткий обзор
- Коммутируемое напряжение: до 1.0 kVDC
- Сопротивление изоляции между контактами: обычно до 1012 Ω (1014 Ω в специальных исполнениях)
- Сопротивление изоляции между контактом и катушкой: обычно до 1013 Ω (1015 Ω в специальных исполнениях)
- Электрическая прочность контакт–контакт: 1.5 kVDC
- Электрическая прочность контакт–катушка: 4.5 kVDC
- Тепловое смещение: ниже 10 mV в стандартном исполнении; ниже 1.0 mV в серии BT
Типичные применения
- Сканирование термопар и калибровка температуры
- Мультиплексирование датчиков давления и деформации
- Считывание электрометра и ионизационной камеры
- Измерение малых утечек и сопротивления изоляции
- Параметрические испытания полупроводников на микровольтном и пикоамперном уровнях
Правила топологии, сохраняющие характеристики
Низкотепловое реле не спасёт плату, которая работает против него; окружающая схема должна выполнять свою часть.
- Управляйте электростатическим экраном от низкоимпедансной защиты, повторяющей сигнал, чтобы утечка текла от защиты к защите, а не через измерительный узел.
- Сохраняйте соединения сигнального тракта изотермическими. Градиент температуры на клеммной колодке или проводе создаёт собственную термо-ЭДС поверх смещения реле.
- Дайте время на установление после срабатывания, прежде чем снимать микровольтное показание: контактному соединению нужен короткий момент для достижения теплового равновесия.
- Держите изоляцию сигнальных узлов чистой и свободной от флюса; поверхностное загрязнение образует резистор утечки, который не преодолеет никакая характеристика реле.
Выбор между семействами
Для цепи микровольтового уровня серия BT является отправной точкой благодаря тепловому смещению ниже милливольта и диэлектрической прочности 2000 V. Для каналов, маршрутизирующих токи вплоть до фемтоампер при повышенном напряжении, переходите к серии HVFR и её 1014–1015 Ω варианты изоляции. Сопоставление реле с доминирующим членом погрешности — смещение для низкого напряжения, изоляция для низкого тока — это то, что не даёт переключателю стать пределом точности.
О SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) производит высоковольтные герконовые реле, реле со ртутно-смачиваемыми контактами и высоковольтные контакторы постоянного тока. Контакт: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com