Лабораторные тестеры батарей от компании GW Instek:
обзор возможностей
Тестеры батарей от компании GW Instek из новой серии GBM‑73000 позволяют измерять внутреннее сопротивление с помощью сигнала переменного тока. Модель GBM‑73300 (рис. 1) можно использовать при напряжении батареи до 300 В, а модель GBM‑73080 — до 80 В.
Функционал и оснащение данных приборов дают пользователям возможность упростить тестирование и обеспечить точные измерения показателей на всех этапах разработки и производства элементов питания, батарей и аккумуляторов. Для этого в обеих моделях применен четырехпроводной метод измерений с высоким разрешением, который позволяет отобразить на цветном ЖК-дисплее индикацию пяти разрядов по сопротивлению и шести — по напряжению. При этом доступно независимое представление параметров измерения в режиме «Годен/Негоден». Благодаря соответствию современным требованиям, а также широкому спектру коммуникационных интерфейсов и дополнительных функций тестеры могут использоваться с самыми разными объектами тестирования: от отдельной ячейки аккумулятора до больших батарей с тем или иным номиналом напряжения.
Основные технические характеристики тестеров GBM‑73000 приведены в таблице.
Параметр |
Значение |
---|---|
Измерение постоянного напряжения, В |
|
Измерение сопротивления (max) |
0,1 мкОм – 3,2 кОм |
Тестовый сигнал, кГц (при токе 10 мкА/3 кОм – 100 мА/3 мОм) |
1 |
Базовая погрешность по напряжению, % |
±0,01 |
Базовая погрешность по сопротивлению, % |
±0,5 |
Максимальное разрешение измерения единичной ячейки/элемента батареи |
0,1 мкОм/10 мкВ |
Стандартные интерфейсы |
USB (host/device), RS-232C и Handler (сортировщик) |
Цветной ЖК-дисплей |
|
Также можно дополнить тестеры измерительными четырехпроводными кабелями GBM‑02 или GBM‑03, короткозамыкателем GBM-S1 и комплектом для монтажа в панель стойки 19″ GRA‑432. Кабель GBM‑02 типа Kelvin 4×2 оснащен наконечниками «Щуп», расположенными соосно, центральный из которых («Игла») неподвижен. Внешний контакт данного кабеля подпружинен. Длина GBM‑02 составляет 1,1 м, а напряжение — до 90 В DC. Второй кабель, GBM‑03, относится к тому же типу Kelvin 42 и оснащен наконечниками «Двойной щуп», расположенными параллельно. Длина кабеля составляет 1,4 м, а напряжение — до 300 В DC, что позволяет применять его для высоковольтных батарей. Для щупов обоих кабелей с наконечниками типа «Игла» можно использовать упомянутый выше короткозамыкатель (калибровочную площадку) GBM-S1.
Обработка данных
Новые тестеры батарей способны измерять напряжение и сопротивление в разомкнутой цепи (XX/open circuit), а также анализировать различные параметры аккумуляторов. Они измеряют напряжение с базовой погрешностью ±0,01% (при разрешении до 10 мкВ, на пределе 8 В), а сопротивление — с базовой погрешностью ±0,5% (при разрешении 0,1 мкОм, на пределе 3 мОм). Это позволяет лучше сбалансировать выходные параметры единичных элементов батареи в режиме сортировки при их последовательном или параллельном соединении. Также доступен сравнительный анализ по напряжению и сопротивлению, который помогает точнее и быстрее оценить результаты измерений. Повышению эффективности работы пользователей способствует и реализованная в тестерах визуализация: большой цифровой дисплей, простая индикация, увеличенный размер цифр.
Цветной графический дисплей тестеров позволяет выбрать один из двух режимов отображения информации на экране: стандартный или простой (рис. 2). В стандартном режиме пользователю доступны основные измеряемые параметры в трех форматах: «R+V», «R» и «V». При этом сотрудник может видеть соответствующие настройки прибора. В простом режиме визуализируются только результаты измерений основных параметров, однако в удобном увеличенном формате. Такое отображение хорошо подойдет для измерений работы конвейера или отладки на производстве, а также при выходном контроле. Стандартным режимом рекомендуется пользоваться при выполнении различных НИОКР, проектировании, разработке и инженерной сертификации.

Рис. 2. Дисплей тестера:
а) стандартный режим (отображение настроек тестера и измеренного результата);
б) простой режим (показаны только результаты измерений)
При сохранении результатов проведенных измерений тестер может либо записывать только конечные значения напряжения и сопротивления (режим «Общее сохранение»), либо в режиме «Статистическое сохранение» высчитывать среднее, максимальное или минимальное значения параметров, требующиеся пользователю. В процессе измерений данные загружаются на внутреннюю память тестера (до 10 000 отсчетов), но при необходимости их можно перенести на ПК через флэш-накопитель — например, чтобы обеспечить возможность анализа данных непосредственно на компьютере.
Для передачи данных на ПК тестеры используют стандартные интерфейсы RS‑232C и USB (виртуальный СОМ-порт). Благодаря этому пользователь может создавать прикладные программы или обращения с запросом к прибору. Также новые тестеры имеют шину управления внешним сортировщиком-манипулятором (Handler): данный интерфейс обеспечивает возможность программной обработки полученной информации посредством ПЛК. Измерять напряжение и сопротивление позволяют выходные сигналы «Больше» (HI), «В норме» (OK) и «Меньше» (LO), исполнительные сигналы от внешних систем запуска (на входе TRIG), а также команда «Завершение измерений» (EOM). Все эти возможности помогают пользователю удаленно контролировать сбор результатов измерений, используя широкий спектр входных сигналов и вывод команд реагирования на исполнительное устройство. Кроме того, тестер можно встроить в уже существующую измерительную систему с помощью схемы внешнего запуска и ресурсов ПЛК.
Дополнительные возможности
Чтобы обеспечить удобство пользователей, тестеры серии GBM‑73300 поддерживают несколько дополнительных функций. Например, они предусматривают независимый допусковый контроль параметров с раздельными настройками (рис. 3) пределов компарирования (и для напряжения, и для сопротивления). При этом можно установить один из трех режимов тестирования: «SEQ» («Последовательность»), «PER» («Относительное значение», измеряется в процентах) или «ABS» («Абсолютное значение»). Результаты измерений отображаются в форме завершенного сравнения и доступны для последующей работы с ними — например, вычислений (как математики, так и статистики).

Рис. 3. Настройки теста:
а) независимые настройки HI/LO-параметров V/R;
б) формат «Независимо + ИТОГ» (Separate & Totally)
Кроме того, при использовании тестеров можно постоянно контролировать состояние контактов наконечников щупов у соединительных проводов: не отключились ли они, исправлен ли тестируемый объект и сохраняют ли провода свою целостность. Обнаружить потерю контакта в схеме тестирования можно с помощью функции «Отключен/Подключен» (рис. 4). В случае если контакт в точке измерений испытательных щупов плохой или повреждены соединительные провода (испытательная цепь отсутствует), сообщение о нарушении отобразится на экране тестера.

Рис. 4. Возможности дополнительных измерений:
а) индикация «Подключен/Отключен»;
б) функция «Статистика»
Применение
Перечисленные в статье возможности новых тестеров серии GBM‑73300 позволяют использовать их при измерениях производственных процессов во многих отраслях. Полученные результаты четко отображаются на экране и записываются в режиме реального времени, причем пользователь не обязан проводить необходимые вычисления вручную или подключать тестер к компьютеру.
Таким образом, доступны следующие варианты применения тестеров:
- производство батарей, аккумуляторов и элементов питания;
- НИОКР в области химических источников тока;
- промышленная инженерия и дизайн;
- верификация параметров, контроль качества;
- продажа, поставки и хранение батарей питания (аккумуляторов);
- работа с батареями питания различного назначения;
- производство портативных электронных продуктов, IoT-устройств;
- электрические велосипеды/скутеры/мотоциклы, электромобили, беспилотные транспортные средства на электрической тяге, электрические грузоподъемники и штабелеукладчики, электрические лодки;
- источники и системы бесперебойного питания (компьютерный зал, лифтовое хозяйство, производственное оборудование, оборудование телекоммуникации и связи, мониторинг пожарной безопасности);
- системы хранения электроэнергии от возобновляемых источников (энергия ветра, солнечная энергия, приливные станции, гидроаккумулирование/ГАЭС).