Messtechnik

Dieser Artikel befasst sich mit der Leistungsmessung an Festplatten, wie ich sie erstmals bei der Seagate Exos X14 14TB auf www.Hardwareluxx.de durchgeführt habe. Vor meinem Hintergrund als Techniker Elektrotechnik ist für mich die Aufnahme der einzelnen Messreihen und der Versuch, diesen Prozess zu validieren, nochmal interessanter als für die übliche Leserschaft. Hier begnügt man sich meist damit, die entsprechenden Kenndaten, wie z.B. Idle- oder Schreib-Verbrauch, nachzuschlagen.

Um die Herstellerangaben für den Energieverbrauch nachvollziehen zu können, haben wir ein entsprechendes Testsystem aufgebaut. Für eine umfassende Leistungsmessung sollten die 5 V und 12 V Versorgung betrachtet werden. Wie die Art der Messung bereits erahnen lässt, benötigen wir Strom und Spannung, um daraus die Leistung zu errechnen. Eine Möglichkeit wäre, mit einem Multimeter die Spannung zu messen und mit einer Strommesszange den Strom.

Hier könnte man die Messgeräte auf die Erfassung des Durchschnittswerts einstellen und erst die 5 V Schiene und danach die 12 V Schiene aufnehmen. Hierdurch lässt sich aber weder der Anlauf darstellen noch eine genaue Aussage treffen, wie sich die Werte über die Zeit verhalten.

Mit einem Vierkanaloszilloskop können wir alle vier Messungen gleichzeitig durchführen und in Abhängigkeit von der Zeit darstellen.

Dazu verwenden wir das digitale RIGOL DS1054Z Vierkanalspeicheroszilloskop inklusive Speicher Erweiterung sowie zwei Rigol Tastköpfe und zwei Pico Strommesszangen mit integriertem Spannungswandler zum direkten Anschluss an das Oszilloskop.

Ein Oszilloskop ist ein Messwerkzeug der Elektrotechnik und Elektronik, welches auf einem zweidimensionalen Koordinatensystem Spannungen in Abhängigkeit von Zeit darstellen und somit den Verlauf visualisieren kann. Moderne digitale Oszilloskope bieten die Möglichkeit, die so gesammelten Daten aufzuzeichnen. Das von uns verwendete Oszilloskop ist in der Lage, bis zu vier Spannungen gleichzeitig mit einer Samplingrate (Abtastrate) von 250 Millionen Messpunkten pro Sekunde zu erfassen und bis zu 24 Millionen Messpunkte zu speichern. Im einkanaligen Betrieb können bis zu einer Milliarde Messpunkte pro Sekunde aufgezeichnet werden.

Mit den Tastköpfen können Spannungen im Verhältnis 10:1 oder 1:1 durch Kontakt zum Leiter aufgezeichnet werden. Durch den zuschaltbaren Teiler können auch sehr hohe Frequenzen aufgezeichnet werden. Die Strommessung erfolgt berührungslos durch Strommesszangen vom Typ Pico TA 189. Diese sind speziell für die Verwendung am Oszilloskop konzipiert und verfügen über einen integrierten Wandler. Für jedes gemessene Ampere werden 100 mV herausgegeben. So lassen sich mit dem Oszilloskop auch Ströme darstellen.