Sorgen Sie für Präzision bei Ihren Niederstrommessungen - warum Genauigkeit wichtig ist!

Bei der Entwicklung energieeffizienter Hardware-Lösungen ist eine genaue Strommessung entscheidend für die Optimierung der Batterielebensdauer und der allgemeinen Performance. Um dies in die Praxis umzusetzen, vergleichen wir die Genauigkeit von zwei Geräten von Qoitech - dem Otii Ace Pro und dem Otii Arc Pro - mit einem Standardmessgerät, das üblicherweise in Labors verwendet wird.

Das Otii Ace Pro bietet eine Genauigkeit von ±(0,05% + 25 nA), das Otii Arc Pro bietet ±(0,1% + 50 nA), und typische Geräte bieten üblicherweise ±(1% + 1 µA). Der Unterschied wird bei der Messung von Ruheströmen im Mikroampere-Bereich deutlich.

Nehmen wir an, Sie müssen einen Ruhestrom von 1 uA messen. Die Verwendung der drei oben genannten Instrumente führt zu folgendem Ergebnis:

• Otii Ace Pro → 1 µA ± 25,5 nA (0,05% von 1 µA sind 0,5 nA, plus zusätzliche 25 nA) = 25,5 nA
• Otii Arc Pro → 1 µA ± 51 nA (0,1% von 1 µA sind 1 nA, plus zusätzliche 50 nA) = 51 nA
• Standardmessgerät → 1 µA ± 1 µA (1% von 1 µA sind 10 nA, plus weitere 1 µA) = 1010 nA

Aufgrund dieser Ergebnisse ist das letztgenannte Instrument bei der Messung eines Ruhestroms von 1 µA nicht sehr hilfreich. Zum besseren Verständnis sind in Abbildung 1 die erwarteten absoluten Fehler bei der Strommessung mit den verschiedenen Instrumenten bei unterschiedlichen Messgenauigkeiten für kleine Ströme dargestellt.

Abbildung 1: Erwartete absolute Fehler bei der Strommessung mit Otii Ace Pro, Otii Arc Pro und einem herkömmlichen Messgerät, alle mit unterschiedlichen Genauigkeiten bei der Niederstrommessung. (Bildquelle: Qoitech)

Über den gesamten Messbereich betrachtet, ist die Genauigkeit unterschiedlich. Es könnte eine große Genauigkeit für einen kleinen Bereich der gemessenen Ströme sein, aber auch sehr ungenaue Messungen für andere Bereiche. Wir wollen dies anhand von tatsächlichen Messfehlern auf der Grundlage von Datenblättern über einen größeren Bereich von Strommessungen für mehrere auf dem Markt befindliche Geräte sehen (Abbildung 2).

Abbildung 2: Strommessbereiche und Genauigkeiten für verschiedene auf dem Markt erhältliche Instrumente und Messkarten. (Bildquelle: Qoitech)

Was können wir daraus schließen? Nun, das kommt darauf an. Bei der Auswahl eines Messgeräts ist es wichtig, sowohl die kurz- als auch die langfristigen Anforderungen zu berücksichtigen, indem man die Genauigkeit über alle Bereiche im Datenblatt prüft, um die Präzision zu verstehen. Möglicherweise benötigen Sie ein hochpräzises Instrument, d. h. Sie zahlen mehr für eine herausragende Eigenschaft (lila Kurve). Oder Sie sind bereit, eine geringere Leistung für eine günstigere Option zu akzeptieren (blaue Kurve). Je nach Anwendung ist eine angemessene Genauigkeit über einen breiten Bereich von Messungen, kombiniert mit Funktionen zur Energieoptimierung, ausreichend.

Viele Messgeräte verwenden Auto-Ranging, um über einen breiten Strombereich (von nA bis A) zu messen. Während des Bereichswechsels können die Messungen jedoch ungenau oder nicht verfügbar sein, was die Überwachung dynamischer Lasten erschwert, bei denen die Ruheströme im einstelligen µA-Bereich liegen und die Betriebsströme Hunderte von mA erreichen können. Der Otii Ace/Arc Pro reduziert diese Probleme, indem er das Umschalten auf ein Minimum reduziert und es nur einmal durchführt. Dies ist möglich, weil sie eine parallele Messung mit höherem Messbereich mit einem zweiten Shunt und einem Analog/Digital-Wandler verwenden, was einen nahtlosen Bereichswechsel ohne Datenverlust ermöglicht und kontinuierliche und genaue Messungen gewährleistet.

Wenn Sie also das nächste Mal ein Strommessgerät für Ihr Labor kaufen, sollten Sie auf Folgendes achten:

• Verstehen Sie die Genauigkeitsspezifikationen: Achten Sie auf die Genauigkeitsangaben im Datenblatt des Geräts, einschließlich Verstärkungs- und Offsetfehler. Diese bestimmen, wie zuverlässig Ihre Messungen sein werden.
• Kennen Sie Ihren Messbedarf: Definieren Sie klar die Strombereiche, die Sie messen müssen. Dies hilft Ihnen bei der Auswahl eines Geräts, das Ihren spezifischen Anforderungen gerecht wird, sei es für stromsparende Ruhezustände oder Hochstrombetrieb.
• Minimieren Sie Bereichswechsel: Instrumente, die häufig zwischen Bereichen wechseln, können Unterbrechungen und ungenaue Daten verursachen. Entscheiden Sie sich für Geräte, die den Bereichswechsel reduzieren oder ganz vermeiden, um kontinuierliche, zuverlässige Messungen zu gewährleisten.