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Konzeption und Aufbau eines automatisierten IC-Messplatzes

Geist, Cornelius (1999):
Konzeption und Aufbau eines automatisierten IC-Messplatzes.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

Zum Aufbau der Primärelektronik von Sensoren gibt es heute eine Vielzahl integrierter Schaltungen. Bei den IC's handelt es sich um Differenzspannungsverstärker, die die Brückendifferenzspannung von Wheatstonebrücken verstärken. Neben dem Instrumentenverstärker sind meist Festspannungs- und Feststromquellen sowie eventuell zusätzliche Operationsverstärker in den IC's integriert. Um die IC's unterschiedlicher Hersteller miteinander vergleichen zu können, sind ihre Kenndaten zu bestimmen.

Im Rahmen dieser Arbeit ist ein Meßplatz entstanden, mit dem die Kenndaten von 6 IC's (AM401) gleichzeitig gemessen werden können. Die Eingangsgröße (Brückendifferenz-spannung) wird üblicherweise von zwei externen Spannungsquellen simuliert. Um die Messungen unter möglichst praxisnahen Bedingungen zu ermöglichen, wird in diesem Meßplatz an Stelle der Spannungsquellen ein Widerstandssimulator eingesetzt. Der in einer Diplomarbeit aufgebaute Widerstandssimulator ermöglicht es eine Wheatstonebrücke zu simulieren.

Eine wichtige Störgröße, die auf die IC's einwirkt, ist die Temperatur. Bei herkömmlichen Meßplätzen werden zur Temperierung der IC's Klimaschränke eingesetzt. Nachteilig ist, daß entweder die zum Betrieb des IC's erforderlichen Bauteile mit temperiert werden oder lange Verbindungsleitungen erforderlich sind. Durch den Einsatz des in einem PEM entwickelten IC-Temperiergeräts ist es möglich die IC's unabhängig von den Bauteilen zu temperieren, wobei trotzdem alle Komponenten auf einer Platine angeordnet sind. Während der Messung können die Eingangsgröße, die Störgrößen und Teile der Beschaltung variiert werden. Um Langzeituntersuchungen und komplexe Meßroutinen realisieren zu können, werden alle Meß- und Steueraufgaben zentral mit einem PC automatisiert. Vorbereitend zum Aufbau des Meßplatzes wurden umfangreiche Untersuchungen zur Minimierung der Stör- und Fehlerquellen durchgeführt.

Mit dem Meßplatz können unter anderem folgende Kenndaten ermittelt werden:

* Offsetspannung

* Temperaturabhängigkeit der Offsetspannung

* Linearitätsfehler

* Verstärkung

* Temperaturdrift der Festspannungsquelle,

* Temperaturbereich: -10 bis +110°C (1°C-Schritten)

* Spannungsversorgung der IC's : 0 bis 36V

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 1999
Creators: Geist, Cornelius
Title: Konzeption und Aufbau eines automatisierten IC-Messplatzes
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Zum Aufbau der Primärelektronik von Sensoren gibt es heute eine Vielzahl integrierter Schaltungen. Bei den IC's handelt es sich um Differenzspannungsverstärker, die die Brückendifferenzspannung von Wheatstonebrücken verstärken. Neben dem Instrumentenverstärker sind meist Festspannungs- und Feststromquellen sowie eventuell zusätzliche Operationsverstärker in den IC's integriert. Um die IC's unterschiedlicher Hersteller miteinander vergleichen zu können, sind ihre Kenndaten zu bestimmen.

Im Rahmen dieser Arbeit ist ein Meßplatz entstanden, mit dem die Kenndaten von 6 IC's (AM401) gleichzeitig gemessen werden können. Die Eingangsgröße (Brückendifferenz-spannung) wird üblicherweise von zwei externen Spannungsquellen simuliert. Um die Messungen unter möglichst praxisnahen Bedingungen zu ermöglichen, wird in diesem Meßplatz an Stelle der Spannungsquellen ein Widerstandssimulator eingesetzt. Der in einer Diplomarbeit aufgebaute Widerstandssimulator ermöglicht es eine Wheatstonebrücke zu simulieren.

Eine wichtige Störgröße, die auf die IC's einwirkt, ist die Temperatur. Bei herkömmlichen Meßplätzen werden zur Temperierung der IC's Klimaschränke eingesetzt. Nachteilig ist, daß entweder die zum Betrieb des IC's erforderlichen Bauteile mit temperiert werden oder lange Verbindungsleitungen erforderlich sind. Durch den Einsatz des in einem PEM entwickelten IC-Temperiergeräts ist es möglich die IC's unabhängig von den Bauteilen zu temperieren, wobei trotzdem alle Komponenten auf einer Platine angeordnet sind. Während der Messung können die Eingangsgröße, die Störgrößen und Teile der Beschaltung variiert werden. Um Langzeituntersuchungen und komplexe Meßroutinen realisieren zu können, werden alle Meß- und Steueraufgaben zentral mit einem PC automatisiert. Vorbereitend zum Aufbau des Meßplatzes wurden umfangreiche Untersuchungen zur Minimierung der Stör- und Fehlerquellen durchgeführt.

Mit dem Meßplatz können unter anderem folgende Kenndaten ermittelt werden:

* Offsetspannung

* Temperaturabhängigkeit der Offsetspannung

* Linearitätsfehler

* Verstärkung

* Temperaturdrift der Festspannungsquelle,

* Temperaturbereich: -10 bis +110°C (1°C-Schritten)

* Spannungsversorgung der IC's : 0 bis 36V

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Masseschleifen, Messplatzautomatisierung, Platinenherstellung, Schaltungsentwicklung, Störsicherheit
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 09 Sep 2011 14:17
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1422

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 27-04-1998

Ende Datum: 05-03-1999

Querverweis: Projektseminar 18.282.4.3 S98, 17/24 EMKD 1433

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 1422
Referees: Zahout-Heil, Dipl.-Ing. Carsten and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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