DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
DIN EN 60440
Verfahren zur Messung der Nichtlinearität von Widerständen (IEC 60440:2012); Deutsche Fassung EN 60440:2012
Method of measurement of non-linearity in resistors (IEC 60440:2012); German version EN 60440:2012
Einführungsbeitrag
Die Norm DIN EN 60440 beschreibt ein Verfahren zur Messung der Nichtlinearität von Widerständen. Dies ist ein Verfahren zur Bewertung der Unversehrtheit eines Widerstandselementes. Sie kann als ein effektives Sortierverfahren während der Fertigung eingesetzt werden, das zur Erkennung und Beseitigung möglicher Frühausfälle in passiven Bauelementen geeignet ist. Es handelt sich um ein recht schnelles und zweckmäßiges Verfahren und die zugehörige Prüfeinrichtung ist relativ kostengünstig. Zuständig ist das GK 613 "Widerstände" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE. Nichtlinearität ist die Abweichung der Impedanz eines Bauelements vom ohmschen Gesetz, die beim Anlegen eines sinusförmigen Stroms zu einer Spannung mit Oberschwingungsfrequenzen führt. Typische Ursachen für die Nichtlinearität von Widerständen sind zum Beispiel inhomogene Stellen innerhalb der Widerstandsschicht, Schichtrückstände in den spiralförmigen Nuten oder mangelnde Kontaktsicherung zwischen Verbindungsdraht oder Anschluss und Widerstandselement. Diese Norm legt ein Messverfahren sowie die entsprechenden Prüfbedingungen zur Bewertung der Größenordnung der in einem Widerstand erzeugten nichtlinearen Verzerrung fest. Dieses Verfahren wird angewandt, wenn dies in einer entsprechenden Bauelemente-Spezifikation festgelegt ist oder zwischen Kunde und Hersteller vereinbart wird. Das zu prüfende Bauelement wird mit einem rein sinusförmigen Strom belastet. Wenn die Impedanz des Bauelements nicht genau linear ist, wird die Spannung über dem Bauelement verzerrt und enthält Oberschwingungen. Eine oder mehrere dieser Oberschwingungen können gemessen werden und die Größenordnung dieser Verzerrungen stellt ein Maß für die Nichtlinearität des Bauelements dar. Es wird empfohlen, die dritte harmonische zu messen, da sie die vorherrschende Oberschwingung ist. Für die Messung ist die über dem Bauelement auftretende Oberschwingungsspannung 3. Ordnung von der Grundschwingungsspannung und allen anderen Oberschwingungsspannungen zu trennen. Dies wird mithilfe einer Filterschaltung erreicht, die die Oberschwingungsspannung durchlässt, während sie eine sehr hohe Impedanz bei der Grundfrequenz aufweist. Auch der Grundfrequenzgenerator muss eine sehr hohe Impedanz bei der Oberschwingungsfrequenz 3. Ordnung aufweisen, um bei den erzeugten Verzerrungen nicht als Last zu wirken. Bei der Durchführung der Messung ist der Prüfling in die Prüfvorrichtung einzusetzen und ordnungsgemäß an die Prüfklemmen anzuschließen. Die Impedanz des Messsystems R3 ist so zu wählen, dass die bestmögliche Impedanzanpassung erreicht wird. Die Grundschwingungsspannung ist anzulegen, zum Beispiel durch Schließen des Schalters S, und auf den festgelegten Wert einzustellen. Die Oberschwingungsspannung 3. Ordnung U3 ist abzulesen.
Änderungsvermerk
Gegenüber der 1993-01 zurückgezogenen Norm DIN 44049-2:1975-10 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Änderung des Begriffs für den Schlüsselparameter von "Wert der Nichtlinearität" auf "Verhältnis der dritten Harmonischen"; b) Aufnahme von Hinweisen zur Festlegung von Anforderungen in der betreffenden Bauelemente-Spezifikation; c) Änderung des Bezugs der Kategorisierung empfohlener Messbedingungen von der Baugröße axial bedrahteter Widerstände zum Bemessungswert der Verlustleistung; d) Ergänzung der empfohlenen Messbedingungen um eine Kategorie für Bauelemente mit einem Bemessungswert der Verlustleistung von weniger als 100 mW; e) Aufnahme der Angaben, die in einer betreffenden Spezifikation enthalten sein müssen; f) vollständige redaktionelle Überarbeitung.
