Reinhard Weiß
LCR-Messgerät PeakTech 2170

PeakTech 2170Das PeakTech 2170 gehört zu den auf dem ES51919/ES51920-Chipsatz von Cyrustek basierenden LCR-Messgeräten, wie auch etwa LCR-300 (Voltcraft/Conrad), VA520B (V&A), DE-5000 (IET Labs) sowie weitere. Es kann Induktivitäten, Kapazitäten (inkl. ESR) und Widerstände, sowie Impedanzen bei bis zu 100 kHz mit Genauigkeiten um 0,3 % herum messen und hat zudem einige Sonderfunktionen, wie Relativmessung (Vergleich in %) und Sortierfunktion (Zuordnung in Toleranzklassen) und eine USB-Schnittstelle zur Datenübertragung. Außerdem unterstützt es die "4-Leiter-Kelvin-Messtechnik", hilfreich für kritische Messfälle. Es kostet bei Reichelt ca. 212 € (01/2017), kann aber bei anderen Anbietern auch 100 € mehr kosten.

Das baugleiche VA520 (ohne USB) bzw. VA520B (mit USB) soll teilweise billiger zu haben sein (z.B. hier). Wenn man eine Kalibrierung nach ISO bzw. DAkkS braucht, kostet z.B. das LCR-300 (ohne USB) statt 200 € gleich bis zu ca. 350 € bei Conrad. Bei meinem PKT-2170 war zumindest eine Dokumentation zur Werkskalibrierung dabei, die an die 60 Messwerte umfasst. Das DE-5000 kann man bei eBay teilweise sogar schon für unter 100 € zzgl. 19% EUSt bekommen (allerdings ohne die notwendigen Messadapter), oder mit Messadaptern für ca. 185 € zzgl. 19 % EUSt (und ggf. Zoll).

Das Bild links zeigt beispielhaft den Messzustand des 2170 für einen Kondensator im Direkteingang (INPUT) mit 1,8 nF (Wert in pF in Hauptanzeige, in der Sekundäranzeige die Dämpfung). Die technischen Daten des 2170 ergeben sich ausführlich aus der Dokumentation von PeakTech, von denen ich nur die Eckpunkte hier noch einmal aufliste:

Einige wichtige Eigenschaften und Vorteile aus meiner Sicht:

Defizite oder Mängel aus meiner Sicht:

Praktische Erfahrungen

Allgemein

Die Bedienung ist für die normale Anwendung einfach, vor allem wegen der Automatikmessung. Die Tasten finde ich nicht so angenehm, die Anzeige ist gut ablesbar bis auf die kleinen Zusatzinformationen in sehr kleiner Schrift. Die Stabilität im Ruhezustand (Leerlauf, ohne Bauteil) ist nicht so gut, da gibt es sichtbare Schwankungen, etwa im Kapazitätsbereich um 0...0,8 pF, trotz Kalibrierung (insbesondere mit Netzteil, siehe unten). Aber das liegt sicher auch an der hohen Messempfindlichkeit. Die Anzeigeverzögerung nach Anklemmen des Bauteils im Bereich von vielleicht 3 sec ist etwas lästig, wenn man schnell messen möchte.

Ein ganz praktisches Feature ist die Relativmessung. Sie ist eigentlich dafür gedacht, verschiedene Bauteile gegenüber einem Referenzteil zu vergleichen und die prozentuale Abweichung des Messwerts anzuzeigen. Man kann dies aber auch dafür benutzen, die Veränderung eines einzelnen Bauteils, etwa seine Einlaufdrift über der Zeit oder den Temperaturgang, zu beobachten. Dazu schaltet man nach der ersten Anzeige des Messwerts mit der Taste REL auf die Funktion um. Nun wird im Haupt-Display der aktuelle Wert angezeigt und in der Nebenanzeige die Abweichung zum gespeicherten (Anfangs-)Wert in %. Nun kann man die absoluten und relativen Werte bequem über die Zeit beobachten. Zum Abschalten muss man die Taste REL 2 sec lang drücken.

Externes Netzteil

In der deutschen Beschreibung von PeakTech ist der benötigte Steckertyp nicht angegeben. Beim LCR-300 steht aber der Typ: Hohlstecker 5,5/2,1 mm.

Beim Testen fiel mir auf, dass die Anzeige im Leerlauf (C-Messung) deutlich unstabiler wird, sobald man das Netzteil einsteckt. Nachdem ich das verwendete "Billig-Schaltnetzteil" (12 V / 0,6 A) gegen eines von goobay bzw. ELV ausgetauscht hatte, war sie merkbar stabiler, aber noch nicht so wie bei Batteriebetrieb. Wenn ich aber ein Labornetzteil (analog) verwende, ist es hingegen kein Unterschied mehr. Also scheint die Welligkeit auf der Betriebsspannung eine große Rolle zu spielen. Das sollte eigentlich durch passende Filter bzw. dem analogen Vorregler im Gerät verhindert werden. Getestete (verwendbare) Stecker-Schaltnetzteile:

Warum der verlangte Strombedarf des Netzteils laut Beschreibung 0,5 A bei 12 V betragen soll, ist mir rätselhaft. Denn die Stromaufnahme des Geräts beträgt nur wenige mA. Vielleicht gibt es keine Netzteile mit geringerer Leistung. Die Batteriespannung beträgt nominell 9 V (6x AAA). Beim Anstecken des Netzteils wird die Batterie wohl abgeschaltet, allerdings bleibt das Batteriesymbol in der Anzeige bestehen.

4-Leiter-Kelvin-Messtechnik

Die 4-Leiter-Kelvin-Messtechnik benutzt zum Stromeinspeisen in den Prüfling und zum Messen des Spannungsabfalls unterschiedliche Elektroden am Bauteil. Dies verhindert den Einfluss von Spannungsabfällen an der Kontaktstelle, die zu Messfehlern führen könnten. Die entsprechenden Krokodil-Messklemmen sind so aufgebaut, dass die Klemmenhälften von einander isoliert sind und auf diese Weise an unterschiedlichen Stellen das Bauteil kontaktieren. Pro Bauteil werden 2 Kelvin-Klemmen benötigt, die jeweils 2 Kabel mit Schirm (Guard) benötigen ("4-Leitungs-Technik"). Beim 2170 werden so bei Benutzung der externen Messleitung also 6 Bananenstecker eingestöpselt.

Diese reine "Kelvin-Technik" wird nicht immer so realisiert. Beim DE-5000 ist der Standard-Adapter (TL-21) oder die Pinzette (TL-22) nur mit normalen (einfachen) Kontakten ausgestattet, obwohl jeweils 2 Leitungen pro Klemme bis zur Klemmstelle geführt sind. Das ist nur ein Kompromiss. Daher gibt es im Web Umbauanleitungen, die aus dem TL-21 einen Adapter mit "echten" Kelvin-Klemmen machen. Da das DE-5000 nur 3 Bananenbuchsen hat, müsste man ohne die Adapter für Kelvin-Kabel sogenannte geteilte Bananenstecker verwenden, weil die Buchsen aus 2 gegeneinander isolierten Kontaktflächen bestehen. Der Adapter TL-21 mit Umbau ist daher praktischer. Diese Umständlichkeit ist beim 2170 nicht nötig.

Die Kelvin-Kontaktierung wird auch bei der Direktansteckmöglichkeit (INPUT) für bedrahtete Bauteile (mittels Federkontakte) verwendet, die diese Messgeräte auch besitzen. Damit kann man schnell bedrahtete Bauteile ausmessen ohne zusätzliche Messkabel. Die beiden Hälften der Federklemmen sind im gesteckten Zustand wieder isoliert von einander, kontaktieren das Bauteil also an unterschiedlichen Stellen und ermöglichen damit auch die echte Kelvin-Messtechnik.

Allerdings komme ich hier zu einem Konstruktionsfehler all dieser Geräte: Im Normalzustand, wenn die Kelvin-Messkabel benutzt werden sollen, also kein Bauteil direkt eingesteckt ist, drücken die Federkontakte gegeneinander, d.h. sie schließen die beiden Kontaktstellen kurz. Weil diese Klemmstellen mit den Messkabeleingängen parallel geschaltet sind, wird damit die 4-polige Kelvin-Messung zu einer normalen 2-poligen Messung. Davon kann man sich leicht überzeugen: Man macht eine Messung an einem Bauteil mit den Kelvin-Krokodilklemmen und isoliert dann eine Hälfte einer Klemme, etwa indem man ein Stück Papier mit einklemmt. Das Messergebnis ändert sich nicht, weil ja durch den Kurzschluss durch die Federkontakte im Gerät beide Klemmenhälften parallel geschaltet sind. Wenn man jetzt aber mit einem isolierten dünnen Stift (Zahnseidestick oder Zahnstocher) die Federkontakte auf der betreffenden Kabelseite, wo die Papierisolierung angebracht wurde, vorsichtig auseinander drückt, dass sie sich nicht mehr berühren, wird plötzlich ein Fehler angezeigt, weil nun der fehlende Kontakt an der Klemme wirksam wird.

Die Abhilfe für diese Fehlfunktion ist simpel: wenn man mit den Kelvin-Messkabeln arbeitet und die "echte" Kelvin-Funktion benötigt, schiebt man in die unbenutzen Federbleche des Direkteingangs auf jeder Seite eine Isolierung ein. Etwa aus einem festen Isolierstoff wie von einer Blisterverpackung und zugeschnitten etwa wie die mitgelieferte Brücke SHORT (die aber mit 1,3 mm viel zu dick ist). Eine Materialstärke von um die 0,5 mm scheint günstig und ausreichend. Früher wurde ja die Isolierbrücke OPEN mitgeliefert, die wohl eine ähnliche Aufgabe bei der Kalibrierung hatte, inzwischen aber nicht mehr benötigt wird laut Hersteller.

Kalibrierung

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© Reinhard Weiß 2013, 2017letzte Änderung: 05.04.2017 11:36 / 1