Hold住低電壓測量(二)
磁場
除了熱噪聲,電路引線在磁場中的運動也會產生寄生電壓。即使地球相對很弱的磁場也會在搖擺的引線中產生納伏級的噪聲,因此引線應盡量短并嚴格固定好。
物理學基本原理認為磁場在電路中感應的電壓大小與電路引線包圍的面積成正比。因此,引線必須靠緊布線,或者進行屏蔽以盡量減少磁場感應的電壓。最常用的一種磁屏蔽材料是鎳鐵高導磁合金,它是一種在低磁通密度下具有高磁導率的特殊合金材料。載流導線也應該進行屏蔽或者采用雙絞線的方式,以防止產生磁場影響其它電路。
接地環(huán)路
所謂的接地環(huán)路也會產生噪聲和誤差電壓。這些環(huán)路通常是當測試中使用的各種儀器的接地點不同而形成的。一個典型的例子是多臺儀器插在不同儀器架上的配電板中。通常情況下,這些接地點之間存在較小的電位差。這種電位差會引起較大的循環(huán)噪聲電流,產生意外的電壓降。
解決接地環(huán)路的辦法是將所有設備在一個點上接地。實現(xiàn)這一目標最簡單的方法是使用隔離的電源和儀器,然后為整個系統(tǒng)尋找一個良好的接地點。
很多數(shù)字萬用表都具有支持這類測量的1μV靈敏度。這些儀器通常都有隔離輸入端和低達100nV的靈敏度。但是這種設備往往具有幾個微伏的不確定度,并且在100nV分辨率下速度較慢。
還有一種具有幾百微伏噪聲和偏移的數(shù)字納伏計。這類儀器的設計能夠在單數(shù)字轉換情況下產生15nV噪聲電平以內的測量讀數(shù)。
測試系統(tǒng)的安全性
很多電氣測試系統(tǒng)或儀器能夠測量或提供危險的電壓和電功率。還有一種可能是,系統(tǒng)在某種故障情況下(例如編程錯誤或儀器失效),即使系統(tǒng)顯示不存在危險,也輸出了危險電壓。
因此,保護操作人員始終不受這些高壓和電功率的傷害是十分必要的。具體保護措施包括:
設計測試夾具防止操作人員接觸任何危險電路。
確保待測器件完全密封,以保護操作人員不受飛出碎片的傷害。
對操作人員可能接觸到的所有電氣連接進行雙重絕緣。雙重絕緣能夠確保即使一層絕緣失效也可以保護操作人員。
使用高可靠、具有故障保險功能的互鎖開關,使得當測試夾具封口打開時能夠斷開電源。
如果可能,使用全自動的機械手,這樣操作人員就不需要接觸測試夾具的內部或打開防護罩。
對系統(tǒng)的所有用戶進行正確的培訓,使得他們了解所有潛在的危險,懂得如何保護自己不受傷害。
測試系統(tǒng)的設計者、集成商和安裝人員都有責任確保操作和維護人員的保護措施都健全有效。