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R.E.A. Varese 178250
6600A Dual Source High Resistance Bridge
Il modello 6600A di Measurements International è il primo ponte automatico commerciale a doppia sorgente per alte resistenze. Il principio di misura a ponte per alte resistenze con doppia sorgente è diventato la tecnica primaria adottata dai laboratori metrologici nazionali in tutto il mondo grazie all’elevatissimo livello di accuratezza e stabilità rispetto ad altri metodi. Le molteplici modalità operative del 6600A consentono di effettuare misure di resistenza in modi differenti.
Sviluppato e progettato da metrologi per metrologi e tecnici di taratura, il sistema è basato su una tecnologia scelta dagli NMI e consente misure in rapporto reale di standard ad alta resistenza, con funzionamento automatico o manuale e tensioni selezionabili da 1 V a 1000 V, con opzione fino a 5000 V.
| Caratteristica | Vantaggio |
|---|---|
| Unica vera modalità a ponte in rapporto per il confronto diretto di standard ad alta resistenza. | Consente di ottenere il massimo della tecnologia disponibile commercialmente. |
| Unico ponte per alte resistenze con tensione selezionabile liberamente tra 0 e 1000 V. | L’utente non è più limitato a tensioni predefinite attraverso i resistori. |
| Supporta qualsiasi rapporto fino a 1000:1. | L’utente può utilizzare liberamente qualsiasi rapporto fino a 1000:1 senza limitazioni. |
| Le tensioni possono essere estese fino a 5000 V. | Permette di ampliare il campo di tensione oltre 1000 V, fino a 5000 V. |
| Basato su tecnologia scelta dagli NMI. | Permette di utilizzare una tecnologia di misura ad altissima precisione e all’avanguardia. |
| Campo di misura | Tensione applicata | Incertezza modalità ratio live 1:1 e 10:1 (ppm) | Incertezza modalità ratio live 100:1 (ppm) | Misura diretta |
|---|---|---|---|---|
| 100 kΩ to 1 MΩ | 1 V to 100 V | < 7 | < 20 | 100 |
| 1 MΩ to 10 MΩ | 1 V to 100 V | < 7 | < 20 | 50 |
| 10 MΩ to 100 MΩ | 10 V to 1000 V | < 7 | < 20 | 50 |
| 100 MΩ to 1 GΩ | 10 V to 1000 V | < 7 | < 20 | 50 |
| 1 GΩ to 10 GΩ | 10 V to 1000 V | < 7 | < 20 | 100 |
| 10 GΩ to 100 GΩ | 100 V to 1000 V | < 12 | < 40 | 100 |
| 100 GΩ to 1 TΩ | 100 V to 1000 V | < 20 | < 50 | 500 |
| 1 TΩ to 10 TΩ | 100 V to 1000 V | < 100 | < 250 | 1,000 |
| 10 TΩ to 100 TΩ | 100 V to 1000 V | < 500 | < 1,000 | 1,500 |
| 100 TΩ to 1 PΩ | 1000 V | < 1,000 | < 10,000 | 10,000 |
| 1 PΩ to 10 PΩ | 1000 V | < 15,000 | < 50,000 | 100,000 |
1. Livello di confidenza dell’incertezza: 99 %.
2. L’incertezza in modalità ratio non include l’incertezza del resistore di riferimento (risultati di taratura con modello 8000B).
3. Incertezze a 12 mesi relative agli standard di taratura utilizzati.
4. Le specifiche non includono tempo di assestamento, dielettrico o coefficiente di tensione del resistore misurato.
| Generazione di tensione – Campo | Risoluzione | 24 ore ppm | 1 anno ppm | Misura di corrente – Campo | Risoluzione | Accuratezza ±% lettura 18 °C – 28 °C, 1 anno | Coefficiente di temperatura ±% lettura/°C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 – 20.2 V | 10 μV | 2 | 10 | 20 pA | 100 aA | 1 | 0.1 |
| 0 – 202 V | 100 μV | 2 | 10 | 200 pA | 1 fA | 1 | 0.1 |
| 200 – 1025 V | 1 mV | 2 | 10 | 2 nA | 10 fA | 0.2 | 0.1 |
| 20 nA | 100 fA | 0.2 | 0.03 | ||||
| 200 nA | 1 pA | 0.2 | 0.03 | ||||
| 200 μA | 1000 pA | 0.1 | 0.005 |
| Modalità resistenza | Modalità corrente | Alimentazione / potenza | Temperatura | Umidità relativa | Warm-up | Connessione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 105 to 1015 Ω | 20 pA to 20 mA | 450 W (100, 120, 220, 240 V, 50/60 Hz) | Operating: 23 °C ± 5 °C Storage: -5 °C to +60 °C |
Operation: < 80 % to 30 °C < 70 % to 40 °C < 40 % to 50 °C |
10 minutes | N-Type Connectors |
| Codice | Descrizione |
|---|---|
| 4610A | Scanner a matrice coassiale per alta resistenza a 10 canali |
| 4620A | Scanner a matrice coassiale per alta resistenza a 20 canali |
| 9300A | Bagno d’aria programmabile ad altissima stabilità |
| 9300 | Bagno d’aria ad alta stabilità |
| 66001 | Estensore di campo di tensione |
| 6600A-Cal | Taratura accreditata |
| 6600A-SW | Software di controllo e acquisizione dati incluso |
| 9331G-XXX | Resistori campione 100 MΩ, 1 GΩ, 10 GΩ, 100 GΩ, 1 TΩ, 10 TΩ, 100 TΩ |
| 9331G-01 | Set cavi, N-Type a GR |
| 9331G-02 | Set cavi, N-Type a N-Type |
| 9331G-03 | Set cavi, N-Type a BNC |
| 9331G-XX | Set cavi, N-Type a speciale |
| HF556 | Trasmettitore HygroFlex di umidità e temperatura |
Per l’utilizzo con il 6600A sono disponibili gli scanner a matrice MI. I modelli 4610A e 4620A, rispettivamente a 10 e 20 canali, sono progettati specificamente per misure di alta resistenza. Grazie a un design completamente coassiale proprietario, i percorsi di perdita sono minimizzati, consentendo misure fino a 1 TΩ con incertezza aggiunta nulla. Sul pannello posteriore sono presenti connessioni N-type high e low, etichettate per le elevate proprietà di isolamento. Sono inoltre disponibili cavi aggiuntivi per altri tipi di terminali ad alta resistenza come BPO e Triax.
Il modello MI 9331G è diventato uno standard primario per le misure di alta resistenza in molti laboratori. È disponibile in valori standard da 100 MΩ a 100 TΩ, con valori personalizzati all’interno di questo intervallo. L’elevata stabilità e i coefficienti di temperatura alpha e beta forniti rendono il 9331G ideale per il trasporto e l’utilizzo in ambienti di lavoro compresi tra 18 °C e 28 °C. I resistori standard non richiedono bagni d’olio o d’aria controllati per rispettare le specifiche, anche se per prestazioni migliori possono essere collocati in un bagno d’aria modello 9300 o 9300A.
I modelli 9300 e 9300A Laboratory Air Baths sono progettati per mantenere la temperatura dei resistori standard in modo pratico. Il riscaldamento e il raffreddamento sono ottenuti tramite moduli Peltier per un funzionamento a basso rumore. I bagni d’aria possono essere impostati su un ampio intervallo di temperature per determinare i coefficienti di temperatura. Il modello 9300A è schermato e controllabile via GPIB.
Bridge Mode
Nella modalità Bridge, il campione in prova viene misurato direttamente rispetto a un resistore campione di riferimento, dove il rapporto tra le sorgenti è uguale al rapporto tra le resistenze (E1/E2 = R1/R2). Questo è il tipo di misura più accurato e affidabile per le alte resistenze. Sono forniti cavi N-type / N-type.
Direct Mode e Insulation Resistance Mode
Le modalità Direct e Insulation Resistance, eseguite sul canale R1, consentono di effettuare misure di tipo teraohmetro senza dover collegare un resistore campione di riferimento, dove R = E1/I1. Queste modalità sono utili per determinare il valore nominale del resistore, il suo tempo di stabilizzazione, la resistenza di perdita e altri parametri. Sono forniti cavi N-type / N-type e N-type / coccodrillo.
Tutte le modalità operative consentono di scegliere tensioni di prova del campione da 1 V a 1000 V con risoluzione a sei cifre. Altre unità disponibili commercialmente sono limitate all’interno di questo intervallo e non offrono la stessa libertà operativa del MI 6600A.
I metrologi di qualsiasi laboratorio possono ottenere risultati misurabili e incertezze che in precedenza erano raggiungibili solo nei laboratori NMI di livello più elevato per misure superiori a 100 MΩ. Ciò è dovuto alla tecnologia avanzata del ponte a doppia sorgente. Mentre altri strumenti commerciali sono limitati alla misura di un solo campione per volta, il 6600A offre una vera modalità di misura a ponte per confrontare uno standard noto con un resistore incognito. Sono possibili rapporti di 1:1, 10:1, 100:1 e 1000:1, con le migliori incertezze ottenibili in rapporto 1:1 o 10:1 a qualsiasi tensione.
Principio di misura in rapporto
L’architettura del ponte nel 6600A è realizzata sostituendo due dei bracci resistivi di un ponte di Wheatstone con sorgenti di tensione a bassa impedenza e programmabili digitalmente.
Sorgenti di tensione
Le sorgenti in corrente continua da 1000 V del 6600A offrono rapporti di tensione di 1:1, 10:1, 100:1 e 1000:1, oppure qualsiasi rapporto intermedio. Le impostazioni di tensione sono visibili sul display frontale. Il modello 6600A è l’unico ponte commerciale per alte resistenze che offre qualsiasi tensione selezionabile tra 1 V e 1000 V. Altri produttori sono limitati a tensioni specifiche all’interno di questo intervallo. Il 6600A è alloggiato in una camera schermata per limitare gli effetti dell’ambiente esterno dovuti al movimento dell’aria e all’elettricità statica causata dal passaggio di persone o dall’attività dei tecnici nell’area.
Taratura del 6600A
La taratura del 6600A avviene calibrando le sorgenti e l’elettrometro. Un menu diagnostico incluso nel software consente all’utente di eseguire verifiche diagnostiche su tutte le unità del sistema. Una routine di calibrazione integrata, che controlla un DMM 3458A esterno calibrato, calibra le sorgenti una alla volta. Le tensioni di sorgente vengono misurate e memorizzate automaticamente nella tabella delle sorgenti come Source 1 e Source 2, come scostamenti rispetto al valore nominale. Tali offset vengono applicati alle tensioni selezionate durante la misura. In alternativa, per una migliore accuratezza, è possibile utilizzare il sistema MI modello 8000B per calibrare le sorgenti.
La taratura dell’elettrometro viene effettuata utilizzando una sorgente calibrata e un resistore calibrato per determinare le letture assolute di corrente sull’elettrometro. L’effetto dell’incertezza dell’elettrometro viene fortemente ridotto quando il 6600A opera in modalità bridge, poiché l’elettrometro viene utilizzato in una finestra molto piccola, riducendo di fatto a zero l’incertezza di tipo B e lasciando solo quella di tipo A. In modalità direct viene utilizzata la combinazione dell’incertezza di tipo B con quella di tipo A.
Nel 6600A i resistori vengono misurati con il contenitore collegato a terra, in modo che un percorso di resistenza di perdita tra il terminale alto del resistore e il contenitore risulti di fatto in parallelo con la sorgente di tensione A e non contribuisca a errori di misura. La resistenza di perdita al terminale basso del resistore è invece di fatto in parallelo con il rivelatore, dove è presente una tensione molto piccola che pilota questa perdita.
I resistori vengono collegati a R1 e R2. Ognuno dei due può essere designato come standard. Il metodo di inversione viene utilizzato per eliminare i segnali di tensione termica e consentire l’assestamento dell’effetto capacitivo dei cavi e della costante di tempo del resistore.
Software
L’esecuzione di una misura con il 6600A è semplice. Il software permette all’utente di definire misura e parametri di prova utilizzando lo stesso software collaudato impiegato sulle serie MI 6010 e 6000 di ponti DC. Le funzioni includono protezione del resistore, tempo di assestamento per verificare le costanti di tempo dei resistori, numero di misure, statistiche, tensione, coefficienti di temperatura e grafici.
Il menu Programs consente di creare e combinare diverse attività di programma, come confronti tra standard e standard, standard e misurandi, e misurandi tra loro. I parametri selezionabili includono tempi di ritardo, velocità di inversione, numero di misure, numero di statistiche, tensione applicata, standard utilizzati, soglia di corrente e incertezza del resistore campione. Tutti i parametri di misura, inclusi i dati statistici, vengono visualizzati durante la misura.
Analisi delle misure
Il software del 6600A consente l’analisi completa di tutte le misure. Nella schermata Measurements i dati comprendono il rapporto, il valore assoluto e il grafico della misura. La rappresentazione grafica di tensione e potenza consente di osservare l’andamento della misura corrente o di analizzarla a misura completata. Tutti i dati possono essere esportati in Excel tramite la macro fornita, per ulteriori analisi, con possibilità di ritagliare insiemi di campioni o rimuovere outlier.
I dati dei resistori possono essere memorizzati nel file storico in base al numero di serie, aggiornato ogni volta che il resistore viene misurato. Nel menu Resistor History è possibile richiamare e rappresentare graficamente i dati del resistore, inclusa la deviazione standard di ogni misura. È possibile visualizzare una linea di tendenza lineare, logaritmica o polinomiale, nonché effettuare analisi di regressione per determinare valori proiettati nel tempo e scalare l’asse Y in funzione del grafico.
Estensione di tensione
È disponibile come opzione il modello 66001 Voltage Extender per aumentare l’uscita E1 del 6600A fino a 5 kV nelle misure in modalità direct. Questa opzione è utile per la taratura di resistori campione ad alta tensione impiegati per la verifica di strumenti hipot, tester di rottura dell’isolamento oppure per misure di resistività superficiale e volumica.
