Проверка линейности измерительного тракта Keithley — это процедура, которая подтверждает, что показания прибора пропорциональны входному сигналу во всём рабочем диапазоне. Для стендов, где регистрируются малые токи и высокие сопротивления, нелинейность может стать источником систематической погрешности, не обнаруживаемой при обычной калибровке. Инженер выполняет проверку линейности, чтобы убедиться в пригодности тракта для серийных измерений и корректно распределить допуски в методике.

Проверка линейности измерительного тракта Keithley

Перед началом проверки необходимо зафиксировать условия окружающей среды: температуру, влажность и время прогрева оборудования. Эти параметры влияют на стабильность показаний, поэтому их записывают в протокол. Также определяют диапазоны, в которых будет проводиться проверка: они должны перекрывать рабочие значения измеряемых сигналов. Если стенд предназначен для измерения токов от пикоампер до миллиампер, проверку линейности выполняют в каждом поддиапазоне, где ожидается использование.

Важно убедиться, что измерительный тракт не содержит повреждённых кабелей, загрязнённых разъёмов или ослабленных соединений. Любой из этих дефектов может внести нелинейные искажения, особенно на младших диапазонах. Рекомендуется провести визуальный осмотр и проверить целостность экранирования. Для трактов с высоким сопротивлением изоляции дополнительно контролируют состояние охранных цепей, чтобы исключить токи утечки.

Методика проверки линейности

Основной метод — подача на вход тракта ряда известных опорных сигналов и регистрация показаний. Опорные значения должны быть равномерно распределены по диапазону, включая нижнюю и верхнюю границы. Для этого используют калиброванные источники напряжения или тока, точность которых выше точности проверяемого прибора. Количество контрольных точек выбирают достаточным для выявления локальных отклонений, обычно не менее пяти на декаду.

После снятия показаний строят зависимость измеренного значения от опорного и вычисляют отклонение от идеальной прямой. Если отклонение укладывается в допуск, указанный в документации производителя, линейность считается приемлемой. В противном случае анализируют возможные причины: неисправность входного усилителя, неправильный выбор диапазона, влияние внешних помех или термоэлектрических ЭДС. Каждую контрольную точку повторяют несколько раз, чтобы оценить случайную составляющую погрешности.

Анализ результатов и оформление

Результаты проверки линейности оформляют в виде таблицы, где для каждой точки указаны опорное значение, измеренное значение, абсолютное и относительное отклонение. Дополнительно рассчитывают коэффициент нелинейности, который показывает максимальное отклонение от прямой, отнесённое к полной шкале. Этот коэффициент включают в бюджет неопределённости стенда. Если проверка проводится для аттестации, протокол подписывает ответственный метролог.

При обнаружении нелинейности, превышающей допуск, необходимо провести диагностику тракта. Проверяют раздельно источник и измеритель, чтобы локализовать неисправность. Также проверяют качество соединений и отсутствие паразитных ёмкостей. После устранения причины проверку линейности повторяют. Важно сохранять исходные отсчёты для последующего анализа и контроля стабильности во времени.

Подбор и заказ

Подобрать и заказать оборудование Keithley можно через Делазию. Перейдите в каталог оборудования и передайте исходные требования через форму заявки.