Аксессуары к измерительным приборам – залог точности и безопасности измерений

С.A. Корнеев, АО «ПриСТ» В статье приводится обзор соединительных кабелей и аксессуаров к измерительным приборам производства компании Pomona (США). Рассматриваются особенности современных разработок в области измерительных принадлежностей и варианты их использования

Большой ассортимент различных пробников, адаптеров, переходов и кабелей пополнился новой маркой качественных измерительных аксессуаров производства компании Pomona (США). В измерениях мелочей не бывает, и только качественная продукция может гарантировать точность в измерениях, а самое главное обеспечить безопасность в области электроизмерений.

Для точных измерений, как в области радиочастот, так и для электроизмерений немаловажное значение имеют не только технические характеристики СИ, но и соединительные кабели, как самостоятельный элемент схем коммутации при тестировании. Сегодня компании-изготовители предлагают широкий ассортимент этой продукции: измерительные кабели, адаптеры, прецизионные переходники для сопряжения различных типов разъемов. Ассортименту и особенностям измерительных принадлежностей компании «Huber-Suhner» (Швейцария), которая изготавливает СВЧ–кабели и переходы на современном высокотехнологичном уровне, посвящена публикация размещенная на сайте ЗАО «ПриСТ»: https://prist.ru/info/articles/huber-suhner.htm class=l>https://prist.ru/info/articles/huber-suhner.htm. Продукция этой фирмы уже давно нашла постоянных пользователей в сфере СВЧ измерений в силу высочайшего качества, продуманности конструкции и использования качественных материалов, наличия широкого ассортимента.

В области электроизмерений подход к конструкции кабельной сборки или перехода должен осуществляться исходя из специфики и условий его применения. Американская компания Pomona, имеющая более чем 50-летний опыт в производстве аксессуаров к измерительным приборам учитывает все современные требования к такой продукции. Компания предлагает кабельные сборки с различными типами разъёмов (для калибраторов, мультиметров, источников питания и пр.), соединительные кабели-переходы между различными типами приборов, адаптеры для подключения измерительных проводов, провода под пайку и пр.

Специфика использования кабелей и адаптеров в электроизмерениях:

• использование в нормальных условиях эксплуатации;
• использование при высоких и низких температурах;
• электрические измерения при повышенной влажности;
• использование в условиях электромагнитного воздействия;
• измерение высоких напряжений или больших токов;
• измерение малых значений напряжения или сопротивлений;
• прецизионные измерения.

Конструктив

Рассмотрим конструктив измерительных кабелей, чтобы иметь представление об особенностях применения той или иной модели. Оболочка кабеля предназначена для защиты проводников и изоляторов от внешних воздействий, прежде всего от влаги, которая приводит к нарушению изоляции электрических кабелей. Пробой изоляции при работе с высокими напряжениями может привести к выходу дорогостоящего оборудования из строя и, что важнее, к травмам оператора. Приборы, которые попадают в сферу контроля на электрическую безопасность проходят испытания на подтверждение соответствия этим условиям (в России – испытания на соответствие стандартам ГОСТ Р). Измерительные кабели такой проверки не подвергаются. Поэтому, приобретая провода неизвестной торговой марки, оператор, работающий с большими напряжениями или токами, не может быть уверен в их безопасной эксплуатации. Кабели и адаптеры фирмы Pomona соответствуют международным нормам по электробезопасности (IEC61010). В их производстве используются только высококачественные изоляционные материалы, такие как полипропилен. Он пластичен, стоек к температурным нагрузкам, негигроскопичен, благодаря этому, он используется в качестве изолирующего материала в качественных проводах. Максимальное рабочее напряжение для различных кабелей достигает 1000 Вскз. Для повышения предела по напряжению используют другие материалы, например полиэтилен. Современная полиэтиленовая изоляция обеспечивает высокие эксплуатационные параметры и свойства, выдерживает высокие температуры, имеет высокую надёжность и долговечность. Например, кабель с обжимными клеммами «под винт» (модель 1756) имеет экранированный центральный 12-жильный медный провод в полиэтиленовой изоляции и рассчитан на токи до 20 А при рабочем напряжении до 2000 Вскз!

Материалы

Для лучшего согласования и уменьшения паразитной электрической ёмкости, которая может привести к нежелательным токам утечки, Pomona использует только высококачественные провода для производства измерительных кабелей, которые по своим характеристикам являются лучшими среди аналогов. К примеру, в кабельных сборках 2BC-BNC, 4530-C, 5268-C, 2BC и в большинстве других типов используется кабель RG58С/U. Это тонкий гибкий коаксиальный кабель с центральной жилой из переплетённых медных проводов, удовлетворяющий требованиям американского стандарта для военной промышленности  (MIL C-17). Плотная (95%) оплётка из лужёной меди прекрасно защищает сигнальный провод от электрических шумов и перекрёстных помех. Используемый диэлектрик из твёрдого вспененного полиэтилена обеспечивает высокую стабильность КСВ в широком диапазоне частот. Погонная ёмкость (как для этого типа кабеля, так и для других) составляет не более 102,7 пФ/м. Этот кабель отлично подходит для наиболее ответственных приложений в области ВЧ и электроизмерений. Другой кабель RG174/U, используемый  в кабельной сборке 2247-K,   является тонким коаксиальным кабелем повышенной гибкости, и также обеспечивает превосходные показатели экранирования и помехозащищённости. 12- жильные медные провода, используемые в кабельных сборках 1693-60, 1756-24, 5295 позволяют выдерживать нагрузку до 20 А. Для дополнительной защиты от токов утечки или от влияния наведённых электрических шумов могут применяться дополнительные изолирующие материалы. К примеру, в кабеле типа 2BNC-BNC используется тефлоновый диэлектрик. Тефлон является хорошим диэлектриком, и в сочетании с высококачественной электротехнической медью обеспечивает кабелю ультранизкие потери и стабильность измерений на протяжении длительного срока службы кабеля.

При изготовлении кабельных сборок и адаптеров используются различные материалы, которые в совокупности обеспечивают высокие потребительские качества и технические характеристики. Медный провод обеспечивает кабелю малые потери при передаче сигнала. Латунные контакты с никелированным или золотым покрытием имеют высокую прочность, что обеспечивает большой ресурс многократных подсоединений. Однако, известно, что применение различных материалов при изготовлении кабелей может привести к появлению отрицательных явлений. Одним из таких явлений является термоэлектрический эффект, когда в цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термо-ЭДС. Это приводит к увеличению погрешности измерений на малых значениях напряжения. Применение твердосплавной меди Cu110 (Cu Mn2) с золотым покрытием минимизирует термоэлектрический эффект. Кабели в таком исполнении идеально подходят для микро- и нано-вольтных измерений, где снижение тепловых шумов и паразитных наводок имеет существенное значение. В адаптере 2305 используется теллуровая медь с золотым покрытием, которая минимизирует термоэлектрический эффект. Такой адаптер выдерживает 5000 В постоянного напряжения и идеально подходит для прецизионных измерений низких напряжений (нВ) и высоких сопротивлений (ГОм). Другой проблемой, с которой сталкивается оператор при измерениях – падение напряжения на переходных контактах. Для борьбы с такими видами потерь применяют латунные соединители с никелированным покрытием и прижимные пружины из бериллиевой меди. Такие решения обеспечивают малое переходное сопротивление, а изделия в целом обладают большим эксплуатационным ресурсом.  В модели соединительного кабеля HB конструкцией и материалами гарантировано переходное сопротивление между штепселем и разъёмом менее 1 мОм. Золото обладает высокой проводимостью и антикоррозийностью, это гарантирует высокое качество передачи сигнала и долговечность применения. Поэтому золото применяется для покрытия контактов в более дорогих моделях кабелей и переходов. Например, адаптер 1286 с никелированным покрытием контактов имеет аналог – модель 5405 с позолоченными контактами. Разница в цене составляет около 200 рублей.

Варианты исполнения

Кабели и адаптеры, как уже говорилось выше, имеют различное исполнение. Кабельная сборка, предназначенная для перехода между различными разъёмами, может иметь защитную изоляционную окантовку, которая защищает место крепления разъёма к кабелю от перегиба,  или изготавливаться без неё. Если кабель подвергается частой деформации, то следует выбрать именно первый тип сборки. Это обеспечивает максимальную безопасность при работе с высокими токами и напряжениями. Кабельные сборки и адаптеры с разъёмами BNC изготавливаются в двух вариантах – «BNC-мама» и «BNC-папа». Штекеры изготавливаются в двух стандартных вариантах – с диаметром 4 мм и 2 мм (адаптеры 3073 и 3966). Для большей безопасности штекер может быть изолированным, как в кабельной сборке 5295. Кабели и переходы могут изготавливаться с проходными отверстиями и разъёмами в торце штепселя для осуществления дополнительных подключений проводов к ним. Такие отверстия могут быть продольными (соосными) или поперечными, В зависимости от условий подключения, они используются, например, для обеспечения общей потенциальной точки средств измерений или для параллельного (последовательного) подключения к цепи.

Адаптер 1286, с изолятором из прочного поликарбоната, имеет 2 разъёма 4 мм в изоляции, 4 дополнительных отверстия для подключения 4 мм штекеров и 2 крепления под винт для ответственных подсоединений. Таким образом, ассортимент продукции Pomona подойдёт для любых, самых сложных измерений.

Аксессуары фирмы Pomona – это настоящее американское качество по разумной цене. При заказе измерительного оборудования для оснащения рабочих мест поверителей, инженеров, разработчиков и наладчиков РЭА, выбор правильных аксессуаров обеспечит единство измерений и безопасность оператора.

Таким образом, измерительные аксессуары производства  Pomona подойдут для самых сложных измерений.

Автор:  Корнеев С.А.
Дата публикации:  16.08.2010