[산업지식인] 전류 전압 측정 시 발생하는 오차 범위를 줄이고 싶어요

2021.10.25 17:24:25
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헬로티 서재창 기자 |

 

[산업지식인]은 실무자의 질문을 전문가가 자세하게 답변해주는 코너입니다. 산업지식인에는 MTV 웨비나에서 발표자와 질문자가 주고받았던 질의응답을 한 데 모아봤습니다.  

 

ATMINC는 '키사이트 SMU를 활용한 전압전류(IV) 측정 기초 및 어플리케이션'이라는 주제로 웨비나를 진행했는데요. 이 웨비나에서는 SMU(Source & Measure Unit)라는 계측기를 집중 조명했습니다.

 

ATMINC는 SMU의 기본 측정 이론과 함께 실제 측정으로 측정되는 결과 값을 보며, 기존 계측장비와 어떠한 차이점이 있는지에 대해 소개했습니다. 이뿐 아니라 추가로 SMU가 가진 기능과 어떤 사양을 갖춘 제품이 있는지에 대해서도 언급했습니다. 

 

Q & A

 

Q : 리모트 센싱에 사용되는 와이어에는 리드 저항이 있는데, 와이어를 통한 전압 강하 여부는?
A : 리모트 라인의 경우 전류 베이스로 전압값을 환산하기에 리드저항에 영향이 없다. 소스 단에서 발생하는 전압강하량 만을 체크해 보상이 가능하다. 


Q : 측정 장비의 정확도 유지는 어떤 방식으로 보정하며, 권장하는 점검주기는 어떻게 되는가?
A : 소스미터의 자체 캘리브레이션의 경우 오랜 시간이 걸리지 않기에 DUT에 체결 후 한 번씩 진행해면 가장 정확한 값을 측정할 수 있다. 


Q : 전압전류 측정 시 실무자가 놓치기 쉬운 또는 주로 실수하는 부분은 무엇인지?
A : 전압은 일반 병렬로 연결하기에 크게 문제가 되지 않지만, 전류의 경우 보통 회로를 단선하고 직렬로 연결해야 한다. 기본 적인 내용이지만, 전압과 전류를 함께 측정할 때 연결 구성에서 많은 실수가 일어난다.


Q : 배터리 드레인 분석을 위해 추천하는 장치와 몇 A까지 가능한가?
A : 현재 키사이트 SMU의 경우는 3A까지 가능하며, 대용량의 경우는 별도의 장비를 사용해야 한다.


Q : 전력 디바이스 분석을 할 경우에 최대 측정가능한 A, kV는 어떻게 되는가?
A : 웨비나에 소개된 SMU의 경우 3A, 210V며, 대용량의 전력디바이스 분석의 경우 B1500A 시리즈를 추천한다. 장치 손상 방지는 전류 또는 전압의 제한을 걸어 DUT에 부담을 주지 않는 방법이 있다.

 

Q : 전류 측정 시 대기전류는 uA 단위고, 동작 시 최대 20~40A일때 한 대의 측정기로 충분한가?
A : 자동범위설정으로 가능하다. 다만 웨비나에서 소개된 장비의 경우 3A가 최대이기에 문의주신 내용의 경우 별도의 장비를 사용해야 한다. 


Q : 측정값에 영향을 주는 요소는 무엇이며, 측정을 위한 최적의 환경 구성 방안은?
A : 측정 파라미터에 따라 여러가지가 있다. 케이블, 진동, 빛, 압력, DUT 주변 금속자재 등이 있습니다. 가능하면 앞에 말씀드린 주변 환경을 배제시키고, SMU 자체에도 배터리 입력전원 사용을 추천한다.


Q : 측정 시 발생하는 오차 범위를 줄이기 위한 가장 좋은 방법은 무엇인가?
A : 케이블의 길이를 짧게 하고 빛, 진동, 입력 전원에 대한 노이즈 제거 등이 있다. 


Q : 장비 운영을 위한 기술이전은 어떤 방법으로 진행되는가?
A : 현재는 코로나19로 인해 진행이 취소됐지만, ATM에서 자체적으로 SMU 세미나를 3개월에 한 번씩 진행한다. 기본적으로 베이스가 디지털 멀티미터와 전원공급기이기에 오랜 시간의 교육이 필요하지는 않다. 


Q : SUM을 활용해서 가장 큰 효과를 볼 수 있는 곳은 어디인가?
A : 디지털 멀티미터와 전원공급기를 사용하는 모든 분야라고 할 수 있다. 그 중에서도 낮은 전압/전류 측정 및 I/V 특성쪽이다. 


Q : SMU는 모든 장비에 적용되는 사항인가?
A : SMU 제품군으로 출시되는 모든 장비에 적용되는 사항이며, 각 모델군 별로 특화된 어플리케이션이 있다. 


Q : hold time과 delay time을 키사이트 SMU 사용 시 SMU가 스스로 반영해 측정할 수 있는가?
A : 측정의 변화 측정값에 따른 반영은 할 수 없다. 다만 장비 자체적으로 Default 값을 적용시킬 수 있다. 타이밍 파라미터의 경우, 디바이스의 특성에 따라 결과가 다르기 때문이다. 


Q : 키사이트 제품의 제약사항(호환성 등)은 무엇이 있는가? 
A : 웨비나에서 소개된 SMU의 가장 큰 제약사항은 전압·전류 측정 범위다. 210V, 3A로 제한돼 있으며 보다 높은 값의 측정을 위해서는 하이엔드 급의 장비로 구성이 가능하다. 

 

Q : SMU로 2개의 소스를 동시에 측정이 가능한가?
A : 그렇다. 2개의 채널을 가지고 있는 SMU 모델을 사용한다면 가능하다.

 

Q : SMU를 구축하면, 순간적 과전류 과전압 발생으로 DLT로 흘러 화재 발생 가능성을 막을 수 있는가?
A : 그렇다. 리미트 전압·전류를 설정해 설정한 전압·전류 레벨 이상의 소스가 인가되지 않도록 할 수 있다.


Q : 채널의 갯수가 측정에 영향을 미치는 요소는 무엇인가?
A : 채널의 갯수가 측정에 미치는 영향보다 측정 가능 영역의 범위가 넓어진다. 한 예로, 2-Terminal 이상의 DUT를 측정할 경우 하나의 채널로 측정할 수 없기 때문이다. 

 


‘키사이트 SMU를 활용한 전압전류(IV) 측정 기초 및 어플리케이션’이라는 주제로 다양한 질의응답이 오고갔습니다. SMU를 활용한 전압전류 측정을 이해하는데 조금이나마 도움이 되셨나요?

 

해당 주제와 관련해 궁금한 사항은 하단에 있는 댓글창에 댓글로 입력해주세요. 전문가가 직접 답변해드립니다. 이와 더불어 위 내용을 다룬 발표 자료를 공유 받고 싶다면, 댓글창에 메일 주소를 남겨주시길 바랍니다. 

 

 

서재창 기자 eled@hellot.net
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