APPARATUUR MET EEN DIGITAAL HART
Meetkabels
Foto 1. Typische meetkabel voor multimeters. Deze heeft aan één kant een gehoekte banaanstekker met geïsoleerde veer, en aan de andere kant een meetnaald met kapjes voor het uiteinde
Meetkabels zijn verbindingselementen die bestemd zijn voor samenwerking met meetapparatuur. Hierdoor zijn hun parameters aangepast aan de functies van de het type meters waar ze mee samenwerken. De grootste groep wordt gevormd door meetkabels voor samenwerking met multimeters (foto 1).
Aan de kant van de meter zijn ze uitgerust met banaanstekkers met een genormaliseerde doorsnede van 4 mm met een uiteinde dat blootligt of is bedekt met een kunststof kapje. De bedekte versies reduceren het gevaar op elektrische schokken uit het onderzochte circuit tijdens het aansluiten en manipuleren, zodat u met multimeters hoge spanningen kunt meten.
Naast multimeters kunt u meetkabels ook gebruiken voor het aansluiten van:
- spanningen uit laboratoriumvoedingen;
- RLC-meters;
- generatoren;
- elektronische belastingen;
- vergelijkbare apparaten.
De meetkabel zelf moet zo flexibel mogelijk zijn en tegelijkertijd de mogelijkheid bieden dat het apparaat de stroom kan meten (grotere doorsnede) en effectief isoleren tegen hoge spanningen.
Producenten vertalen deze elkaar tegensprekende criteria in een breed assortiment. In plaats van een kabel "voor alles" zijn er versies beschikbaar met siliconenisolatie die zeer flexibel zijn, versies voor het meten van hoge stromen (met een doorsnede tot maar liefst 2,5 mm2) of voor het meten van hoge spanningen.
Het andere uiteinde van de meetkabel bevat meetuiteinden in de vorm van naalden, krokodillenbekken, banaanstekkers of grijpers waarmee u het uiteinde op het meetpunt kunt zetten. Met kabels van het type banaan-banaan heeft u de mogelijkheid om op het tweede uiteinde een grijper of meetklem te plaatsen, waardoor u ze flexibel kunt toepassen. Door het brede aanbod op de markt kunt u ook een kabel kiezen op basis van kleur en lengte, met rechte of gehoekte stekkers.
Kwaliteitsnormen voor de isolatie en categorieën
De geldende norm IEC/EN61010-1 stelt vier veiligheidscategorieën vast voor het gebruik van meetapparatuur (I-IV).
Hoe hoger de categorie, hoe effectiever de meter is beschermd tegen overspanningen en hoe beter de kwaliteit van de isolatie van de meetkabel.
Het categorienummer wordt vermeld in combinatie met de maximale bedrijfsspanning die mag optreden tussen de meetklemmen van het instrument of tussen de klemmen en de aarde (tabel 1). Tegelijkertijd is de weerstand tegen overspanning gedefinieerd.
| Veiligheidscategorie | Bedrijfsspanning [V] | Max. overspanning [V] | Bronimpedantie [Ω] | Applicaties |
| I | 600 | 2500 | 30 | Elektronische apparatuur |
| 1000 | 4000 | |||
| II | 600 | 4000 | 12 | Apparaten in enkelfasige gebouwnetwerken |
| 1000 | 6000 | |||
| III | 600 | 6000 | 2 | Industriële apparaten en verlichting en in driefasige netwerken |
| 1000 | 8000 | |||
| IV | 600 | 8000 | Energiedistributiesystemen in driefasige netwerken |
Tabel 1. Veiligheidscategorieën vlg. IEC/EN61010-1.
In het geval van meetkabels,
hoe hoger de kabelcategorie, hoe groter de veiligheidsgarantie voor de bedienende persoon,
dit is vooral belangrijk in onbekende situaties, waarin de potentialen de nominale waarde vele malen kunnen overstijgen.
Hoe hoger de categorie, hoe sterker de punt van de testnaald is afgedekt, om de afstand tussen het meetpunt en de vinger die de sonde vasthoudt te vergroten.
Bij kabels van de categorieën III en IV is het ontblote deel slechts 4 mm lang, bij de categorieën I en II is dit al 19 mm (foto 2).
Het garanderen van effectieve bescherming bij meetkabels uit alle categorieën vereist speciale maatregelen, zoals kabels met dubbele isolatie, schermen die toegang tot de metalen elementen van banaanstekkers en krokodilstekkers onmogelijk maken en daarmee het aanraken van metalen onderdelen voorkomen.
Omdat meetkabels vaak worden gebogen kan de isolatie schuurplekken en mechanische beschadigingen krijgen. Daarom beschikken gerenommeerde producten over kabels die zijn bedekt met twee isolatielagen met contrasterende kleuren. Beschadiging van de buitenste laag veroorzaakt dat de binnenste laag zichtbaar wordt (foto 3).
Foto 3. In overeenstemming met de nieuwste eisen van de norm IEC/EN6101-031 moeten meetkabels een slijtage-indicator hebben, of worden gemaakt van kabels met een dubbele isolatielaag.
Dit mechanisme waarschuwt de gebruiker en is een eigen slijtage-indicator van de meetkabel die aangeeft dat de kabel vervangen moet worden.
Bij de laatste actualisering van de norm, in versie IEC/EN6101-031, zijn producenten verplicht om in hun meetkabels een slijtage-indicator te implementeren of, als dit niet mogelijk is, gebruik te maken van kabels met dubbele isolatie. Verder moet het bij krokodillen en stekkers in gesloten vorm onmogelijk zijn om de metalen onderdelen aan te raken – dit zijn de zg. veiligheidsstekkers (fot. 4).
Foto 4. In gesloten vorm moeten de metalen delen van grijpers uit de categorieën II-IV afgeschermd zijn, zodat ze niet kunnen worden aangeraakt.
Onthoud:
de categorie van de meetkabel en zijn parameters met betrekking tot de stroombelasting moeten overeenstemmen met de functionaliteit van het betreffende instrument,
omdat bij incompatibiliteit de meetmogelijkheden en de veiligheid afhankelijk zijn van het zwakste element.
Foto 5. Coaxkabel met grijpers, bestemd voor samenwerking met een oscilloscoop of generator
Coax-meetkabels
De tweede groep meetkabels bestaat uit versies die zijn gebaseerd op een coaxkabel en BNC-stekkers aan één kant die op oscilloscopen, generators en frequentiemeters, alsmede meetinstrumenten die werken bij hoge frequenties (zoals spectrumanalyseapparaten) worden gemonteerd (foto 5).
Het andere uiteinde van een dergelijke kabel eindigt meestal in een miniatuurgrijper of een paar krokodilklem-testnaald die permanent op de massa van het apparaat kan worden aangesloten, waarna met één hand metingen kunnen worden verricht door testpunten aan te raken.
Onder de kabels van dit type bevinden zich ook versies met BNC-stekkers aan beide uiteinden die worden gebruikt voor het verbinden van laboratoriumapparatuur, BNC-banaankabels die montage van specialistische uiteinden mogelijk maken, maar ook BNC-krokodilkabels (in ontblote en bedekte versies) die vooral worden gebruikt in generators voor het afgeven van testsignalen.
Omdat een deel van de oscilloscopen ook de functie van analysatoren van logische toestanden vervullen, zijn op de markt ook specialistische oplossingen beschikbaar met een BNC-stekker en aan de andere kant met uiteinden voor naaldaansluitingen van het type goldpin. Dezelfde toepassing hebben de kabels BNC-dubbele banaan, die worden gebruikt bij elektrische metingen, bv. in analysatoren van energiekwaliteit.
Kabels met aansluitingen op het gebied van hoge frequenties als SMA en MMCX zijn bedoeld voor meet- en aansluittoepassingen in microgolfsystemen.
Net als bij kabels voor meetinstrumenten, hebben ook coaxkabels categorieën die de maximale bedrijfsspanning definiëren. Stroommetingen worden met deze kabels niet uitgevoerd door middel van een directe methode, maar indirect met behulp van tangopzetstukken of verloopstukken. Alle besproken kabels verschillen ook van lengte, van enkele tientallen centimeters tot ca. 1,5-2 meter. In de regel zijn kabels voor hoge frequenties kort.
Foto 6. Een meetpincet maakt eenvoudig meten van de parameters van SMD-elementen mogelijk
Meetpincetten
Het meten van de parameters van elementen in behuizingen voor oppervlaktemontage met behulp van de typische naalduiteinden van meetkabels is niet eenvoudig. Ze zijn zo klein dat het plaatsen van de uiteinden handigheid en het gebruik van twee handen vereist, en de kleinste elementen kunnen zelfs beschadigd raken door iets te hoge druk. Helaas hebben condensators, smoorspoelen en resistors in kleinere behuizingen geen aanduidingen en het is steeds vaker noodzakelijk om metingen uit te voeren, vooral bij ontwerpbureaus en service-afdelingen.
In dat geval kan een meetpincet van kunststof met kleine metalen uiteinden die zijn verbonden met aparte kabels en eindigend in beschermde banaanstekkers een waardevol hulpmiddel zijn (foto 6).
Hiermee kunt u een zeker en zacht contact tussen de meetpunten en de uiteinden van de SMD-elementen bewerkstelligen met behulp van één hand en is de noodzakelijke isolatie gewaarborgd. Met de tweede hand kunt u dan de meter bedienen.