Выходит даже гермокорпус не помог, или там "герметичность" чисто для защиты от пыли?

В данном случае, это была часть ПП (где находится АЦП и ИОНиТ), они не закрыты гермоблоком.

Визуально (под микроскопом, с увеличением 36Х), грибок чисто на поверхности, и может быть, он жрал какое-то загрязнение. Все же плата покрыта лаком, устойчивым к грибам...
Но мне непонятна проводимость между верхним и нижним слоями. Может быть, текстолит напитал в себя какой гадости из атмосферы.
Попробую промыть, а потом долго прожарить, но вообще и я не уверен в успехе этой затеи.
Проанализирую еще состояние той части платы, что находится под гермоблоком, если там все хорошо, то может быть, попробую перенести ИОНиТ и АЦП на отдельную плату, но это буду делать, если найдется на что заменить сборки резисторов ДН*

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Встречал советский текстолит - ощушение что его на кухне катали,на ощупь
липкомыльный к тому же (платы из измерительной техники)
Лак лаком,но все отверствия крепежа и прочие техологические надо проверить
тоже,и если надо,после сушки их тоже пропитать лаком.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

Увы, там все затянуть лаком не выйдет, плата не вся покрыта, где присутствуют эквипотенциальные кольца - текстолит без покрытия, и покрывать эти места нельзя.
В общем, буду экспериментировать, но то чуть позже.

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

Маленький отчет:
Промыл плату в УЗ ваннах в изопропиле, потом в деионизированной воде, далее проточной деионизированной водой.
После мытья - сушка в печи 3-е суток, при температуре 150градусов (электролиты и стабилитрон выпаял от греха подальше)

Собрал вольтметр, после прогрева измерил дрейфы (4 часов)
Первичный ИОН: 0.000002%
Вторичный ИОН: 0.00007%
Показания вольтметра(на диапазоне 20В): 0.00022%

p.s. понаблюдаю за показаниями в течение 24-х часов, на данный момент, вольтметр вписывается в заявленную 24-х часовую погрешность.
p.p.s. измерения производились при помощи В7-39, собственный кратковременный дрейф которого в моих условиях измерить не представляется возможным.

Результат суточного прогона:
первые 4 часа был дрейф первичного ИОН с -6.46390В до -6.46385 (на этом значении остановился, есть некоторые скачки показаний в +-1е.м.р)
Вторичный ИОН начальные показания после предварительного 2-х часового прогрева: 6.46130, в течение 4-х часов рост до 6.46150, и резкий спад до 6.46113, на этом значении он стабилизировался, есть некоторая нестабильность в пределах +-3 е.м.р.
После стабилизации напряжений ИОНов, была произведена "калибровка" 20-и вольтового предела по внутреннему вторичному ИОН, и далее прогон в течение 30-и часов.
Контролировались показания напряжения первичного ИОН(так-же это напряжение контролировалось при помощи В7-39 и не изменялось):
в момент постановки на прогон, показания вольтметра были -6.46385, в конце прогона -6.46382, т.е. дрейф составил всего-лишь 0.000006%
Но, имеется некоторая нестабильность в показаниях в виде скачков в пределах +-7 е.м.р.
Исследуя возможные причины данного явления, обнаружил следующий момент, показанный на приложенной в атаче осциллограмме.
Осциллограмма снята с выхода первичного ИОН.

P.S. предварительные выводы:
1. Причиной нестабильности вольтметра была грязь и грибок на платах, которые не смывались спиртом и проточной водой, а так-же возможно и напитывание материалом платы влаги.
2. судя по всему, наличие помехи и достаточно большого смещения на выходе усилителя не является проблемой.
3. Все же беспокоит нарушение структуры текстолита грибком (тут нужны более длительные наблюдения за поведением вольтметра).
4. Для полного восстановления вольтметра, вероятно потребуется перенос ИОНиТ и АЦП на отдельную плату.
Пока есть возможность, погоняю вольтметр максимально длительное время и понаблюдаю за дрейфом как показаний, так и напряжений ИОН.
если все будет в норме, тогда возьмусь за окончательный ремонт цифровой части (зависание при записи калибровочных значений в ПЗУ).
Вероятно, попробую развести плату для переноса ИОНиТ и АЦП, скорее всего, с использованием зарубежной элементной базы и попробую имплантировать ее во второй вольтметр. (правда все это будет долго, но обещаю публиковать отчеты).

P.P.S. Обнаружил ошибку в расчетах процентов: все величины нужно умножить на 100, т.е. дрейф показаний составляет не 0.000006%, а 0.0006%. Когда считал был немного уставшим, и думаю, вполне понятно, откуда вылезла ошибка.

У нас немного потеплело и изменилось выходное напряжение первичного ИОН:
При температуре окружающей среды 26 градусов, оно составляет 6.46378, а при температуре 25 градусов: 6.46383, что дает нам 0.0008% на градус, или 8ppm/градус.
Хм. Идея переделать ИОН теперь выглядит не такой уж и плохой.
Ради интереса, позже проверю температурную зависимость первичного ИОН на второй плате.

P.S. Проверил первичный ИОН на второй плате, получил результат в 9ppm/градус.

большеватый ТКН получается, есть смысл в замене на LM399

Обратился к документации на 2С108Р, на него указан температурный коэффициент 5ppm/C. Получается, что 3..4 ppm добавляет схема ИОН.
В принципе, учитывая проблемы с ПП в данных приборах и все же необходимости переноса ИОНиТ и АЦП на отдельную плату, так же есть смысл переделать ИОН.

Насчет же построения ИОН на базе LM399, есть нюанс, она обладает лучшей температурной стабильностью, нежели 2С108Р, но несколько худшей временной стабильностью.
Для 2С108Р временная нестабильность заявлена в 5ppm/1000ч. Для LM399 временная нестабильность указана 8ppm/1000ч, но также в сносках есть упоминание о том, что максимальная временная нестабильность может быть до 20ppm/1000ч.

На первый взгляд, тут мне видится более интересной идея термостатирования ИОН. Это если говорить в разрезе замены текущего ИОН, на ИОН на базе LM399.

P.S. сейчас еще проанализировал как нагрев отдельных компонентов ИОН влияет на дрейф напряжения первичного ИОН, наибольшее влияние в дрейф вносит нагрев ОУ первичного ИОН.
Так что, тут первая попытка будет заключаться в замене ОУ на более стабильный, а скорее всего, на исправный. Так как на 140УД1701А дано смещение нуля не более 3мкв/градус. Его нагрев на 10 градусов вызвал дрейф напряжения первичного ИОН с -6.50615 до -6.50598... в общем, тут надо анализировать.

Нагрев стабилитрона вызывает рост (по модулю) выходного напряжения первичного ИОН. Увеличение же окружающей температуры вызывает уменьшение (по модулю) выходного напряжения первичного ИОН.

Смещение 140УД1701А может быть и ни при чём. Его коваровые выводы с медными дорожками дают термоЭДС 40 мкВ/С. Если нагревать локально, даже небольшое рассогласование в интенсивности тепловых потоков по выводам входов на плату легко может вызвать вышеприведенный дрейф.
Гарантированный температурный коэффициент 5ppm/C указан в справочнике для рабочего тока 7,5 мА. Мне кажется, что температурную нестабильность 2С108Р можно попытаться исправить подбором регулировочных резисторов в цепи задания рабочей точки.

Пока занимался цифровой частью, одну плату починил, которая зависала при попытке записи калибровочных значений в РПЗУ.
Неисправность была достаточно интересная - возросло сопротивление перехода в плате "земляной" шине питания микросхемы DD12. Выглядело это так, в обычной работе, на выводе микросхемы присутствовало относительно земли 0.18В, при попытке записи калибровочных значений оно "просаживалось" до напряжения питания.

Михаил, насчет стабилитрона и рабочей точки. Учитывая напряжения и сопротивления резисторов в цепи стабилитрона, его ток на исследуемой плате, должен составлять 7.55мА. Возможно я и ошибаюсь, но думаю, 50мкА погоды не сыграют, потому оставил как есть.
Вольтметр был полностью собран, после 8-и часового прогрева, "откалибровал" диапазон 20В, и поставил на прогон, через 24 часа отпишусь о результатах.
Решил именно таким путем пойти: оценить его работу без каких либо изменений(хотя не исключаю, что его работа меня устроит), далее буду пробовать аккуратно вносить изменения и оценивать их эффективность.
Предварительно, уменьшилась нестабильность младшего разряда и на данный момент она составляет примерно +-1..+-2 е.м.р.

В качестве стабильного источника используется старый (80-й год выпуска) стабилитрон КС191Ф, размещенный в пассивном термостате и запитаный номинальным током от стабилизатора тока на ОУ. Выходное напряжение источника контролируется (на входных клеммах В7-54) хорошо прогретым В7-39.

Не исключаю, что результатом данного теста будет передача вольтметра в ЦСМ для его нормальной калибровки.
В любом случае, эксперименты будут продолжены, если не на этом приборе, то на втором (после его восстановления).

P.S. Cтабилитрон КС191Ф забраковал, за 2 часа (это с предварительным прогревом в течение 8-и часов) он уплыл более чем на 30ppm, при этом еще и умудрялся скакать +-10ppm. В качестве источника, поставил 2С108Р. Наблюдаю. На данный момент (4 часа с момента проведения калибровки), показания В7-54 совпадают до знака с контрольным В7-39.
Оставлю заметку тут (скорее для себя), напряжение стабилизации 2С108Р (со второго прибора), при токе 7.5мА составляет 6.51391В

Прогон прекратил, так как за 12 часов дрейфа не обнаружено, не считая скачков младшего разряда на значение +-1 на обоих вольтметрах.

Но вылезло несколько моментов:
1. Попробовал откалибровать диапазоны 2В и 0.2В - на обоих нет "0"; диапазон 0.2В: -0.0100мВ, 2В: -0.000007В
2. Сверил показания вольтметров в диапазоне 2-14В (верхнее ограничено верхним измеряемым напряжением для В7-39, на диапазоне 10В) с дискретностью в 1В, разбежка на некоторых напряжениях составила более 60ppm, как правило это все на напряжениях выше 10-и вольт. (до 10-и вольт разбежка не более 2ppm). В качестве источника использовался Б5-44.
мыслей несколько:

1. Есть какая то помеха на выходе Б5-44, которую вольтметры отрабатывают по разному.
2. Все таки есть проблемы с входным усилителем.
3. Нелинейность АЦП.
4. Проблемы с В7-39.

Завтра схожу прогоню вольтметр на калибраторе П321 и посмотрю...

P.S. Если закоротить вход В7-54 на несколько минут, а потом подать напряжение, то сперва показания совпадают с показаниями В7-39, но в дальнейшем растут. при напряжении 13В ошибка достигает величины в 100ppm. Похоже, все же входной усилитель...

Выглядела картина как разогрев какого-либо компонента... но переключение с 13В на 3 вольта сразу дает полностью совпадающие показания на вольтметрах. резкое переключение вверх на 13В, дает первоначальную ошибку примерно в 20ppm, с ее дальнейшим ростом в течение 3-х минут до 100-110ppm, при этом показания могут скакать вниз до 40ppm. (вольтметр завышает показания)

Б5-44 имеет линейный регулятор. Маловероятно, что БП может быть причиной наблюдаемого расхождения в показаниях.
АЦП я бы тоже рассматривал на последнем месте. По опыту проектирования и экспериментов с 8-декадным ШИМ-АЦП могу сказать, что интегральную нелинейность даже при желании не получить хуже единиц ppm.
Очень похоже, что проблема в усилителе слежения, который формирует напряжения питания входного усилителя. Если УС исправен, то могут быть пробиты или иметь большую утечку транзисторы в защитной сборке 2ПС104.
Наконец, с точно такой же проблемой (катастрофический рост INL с приближением входного напряжения к верхней границе предела измерения) я столкнулся в Solartron, где деградировал светодиод оптрона в цепи затвора полевика, коммутирующего делитель в цепи ООС входного УПТ.

Михаил, спасибо.
УС, насколько я помню подозрений не вызвал, но тем не менее еще раз перепроверю. И естественно проверю оптроны и защитную сборку.

Перед сном переместил В7-54 на В7-39 (В7-39 при работе прилично греется, температура верхней крышки около 40градусов).
Утром увидел, что В7-54 уплыл в -10ppm, на малых напряжениях.
Далее поведение: переключаю Б5-44 с 4.5В на 14.5В, первоначальные показания на 10-15ppm ниже, в течение минуты поднимаются до показаний В7-39.
Есть нестабильность младшего разряда в пределах +-4единицы, до дополнительного прогрева были скачки до +-20е.м.р (на малых входных напряжениях не выше +-1).

Т.е. выходит, что дополнительный нагрев В7-54 привел к улучшению ситуации.

Все же перед тем, как кидаться в бой, постараюсь набрать больше статистики.

Несколько дней исследований и пайки...
1. За 2-е суток прогона показания вольтметра, при входном 14.73В стали 14.75 - уже и не считал ошибку, она огромна. При этом на низких напряжениях - показания достаточно точны.
2. УПТ не причем, его выходное напряжение соответствует входному и достаточно точно
3. ИОН не плывет.
4. Перепаял транзисторы, задающие опорный ток в АЦП - результат "0".

Итого, на мой взгляд, если исключить саму плату (после мойки и прогона в 7-39 не позволяет зарегистрировать утечки), остается только 2 детали: 1. ОУ интегратора, 2. Конденсатор интегратора.
Через несколько дней отчитаюсь о результатах.

Отложил эту аналоговую плату и решил исследовать плату от второго вольтметра, она была отложена по причине отсутствия необходимых деталей.
1. Было огромное смещение "0" у ОУ DA19 (около 48мВ).
2. Так же было большое смещение нуля и у ОУ интегратора 544УД1Б - более 29мВ.
Но на разборке были найдены несколько 544УД1А, их и было решено поставить. При замене 140УД1401 на 544УД1А, из платы был выпаян конденсатор частотной коррекции.
Также была проведена подстройка тока стабилитрона до рабочих 7.5мА

Вольтметр был прогрет в течение 8-и часов и была проведена пробная калибровка диапазона 20 вольт.
Далее оставлен на 2-е суток прогона. За это время его показания уплыли на +120ppm, запуск автокалибровки убирает примерно 30ppm, но ошибка возвращается примерно через 3-5 минут после АВК.

Перед постановкой на прогон были записаны значения выходных напряжений ИОН, через 2-е суток они отличаются не более чем на 2ppm.
Также, была записана ошибка входного усилителя, на момент постановки на прогон она составляла +2ppm, после прогона, увеличилась до +7ppm.

После еще поигрался с другими диапазонами, были провалены попытки пробной калибровки диапазонов 2В и 200В - не выставляется "0", ошибка нуля более +150е.м.р, точнее вольтметр проходит калибровку без ошибок, но сразу же после нее "0" нет.
Исследованы выходные напряжения входного усилителя на данных диапазонах, с закороченным входом и сравнены с 1-й платой - смещение нуля у обоих находятся примерно на одном и том же уровне.

p.s. на первой плате напряжения ИОН не плывут.
Замена ОУ интегратора, замена сборки DA15 (540НТ1В), конденсатора интегратора (увы, установленного там К71-7 0.1мкФ +-0.5% найти не удалось, был установлен для проверки К71-5 0.1мкФ +-2%) и ключей VT44-VT47 ни к чему не привела, показания вольтметра так и уплывают на более чем +1000ppm при входных напряжениях АЦП >10В.
Входной усилитель при этом не плывет.
По первой плате мысль одна - только перенос ИОНиТ и АЦП на отдельную плату.
Не знаю, на первой плате, может еще попробовать поменять компаратор, но это уже пальцем в небо...

Еще некоторые отзывы по самому вольтметру:
1. он оооочень неторопливый, если в режиме 5 1/2 разрядов еще куда ни шло (но в7-39 за то же время делает 2 измерения с разрядностью 6 1/2), то с разрядностью 6 1/2 В7-54 совсем тормоз - ткнулся щупами, и ждешь 3-6 секунд установления показаний..
2. При переключении в режим прозвонки диодов и назад в режим измерения напряжений - отключается автовыбор предела, что неудобно.
3. режим измерения сопротивлений, такое ощущение, что 4-х проводной там только для галочки, поясню, предел 20МОм - только 2-х проводной, более того, при измерении сопротивлений в районе мегома и более, вольтметр неправильно отрабатывает автовыбор предела, и на резистор в 900кОм, может показать сопротивление в 36МОм, это при 4-х проводном подключении. При измерении же малых сопротивлений(4-х проводное подключение), например, образцового резистора на 10мОм ошибка может достигать более 18мОм , помогает "установка 0", но на пару секунд, далее показания плывут.

После всего этого уже посещают мысли, а стоит ли дальше тратить время на эти приборы... Но скорее всего продолжу, уже чисто из принципа - добить измором

Добавлено after 1 hour 31 minute 42 seconds:
Ткнулся осциллографом на вход и выход компаратора(входное напряжение вольтметра 10В, плата, которая меньше плывет):
1. Возрастание входного сигнала: переключение компаратора происходит на уровне 220мВ, при этом при срабатывании автоподстройки нуля, компаратор переключается при входном уровне в 196мВ.
2. Падение входного сигнала: переключение компаратора происходит на уровне 48мВ, при срабатывании автоподстройки нуля, компаратор переключается при входном уровне 12мВ.

Желтый луч - вход компаратора, синий - выход.
На входе АЦП "0":


На входе АЦП 20В:


Частотомер осциллографа тут врет

У меня возникает один вопрос, почему плавают уровни переключения компаратора от уровня на входе АЦП?

Кстати, разбаланс положительного и отрицательного плеча ИОН в 30 мВ, не слишком большой? отрицательное -6.50В, положительное +6.47.

P.S. подключение щупа осциллографа 8пФ, 10МОм на кт26 (конденсатор интегратора - вход компаратора), вызывает дрейф показаний в +20...30ppm

Добавлено after 2 hours 8 minutes 25 seconds:
Посмотрел схему, немного посимулировал. Далее потыкался осциллографом в компаратор.
Сперва схему, и различие в этом месте:

Это более свежий вариант, в котором входной усилитель построен на ОУ, без оптомодуляторов:

А это тот вариант, который у меня:


Различие в отсутствии конденсатора C69, емкостью 10пФ.

Теперь же относительно работы компаратора:
Посмотрел как работает цепь, задающая гистерезис.
Прогнал еще на разных входных напряжениях АЦП, контролируя срабатывание и обнаружил интересную связь, уровень срабатывания как раз таки уплывает при входных напряжениях АЦП выше 10В (и там вольтметр имеет наибольшую ошибку). Но вот что может так влиять на его работу, пока еще не понял. Поставил первую плату, которая на напряжениях >10В давала бОльшую ошибку, результат не удивил - там смещение уровня срабатывания компаратора еще выше...
Есть предположение, что в "обновленной" плате данный конденсатор (С69) появился неспроста... но пока проверить нет возможности - не найду конденсатор на 10пФ.
Есть мысль попробовать поменять компаратор на другой, например AD790, 597СА3 я все равно нигде не найду.

Есть у меня какое-то смутное подозрение, что данный эффект связан с быстродействием компаратора, а добавленный конденсатор в обновленной версии и нужен, чтобы как то нивелировать данный эффект.

Как это нигде, а родимый Чип и Дейл?
https://www.chipdip.ru/product/kr597sa3a

Увы, сейчас я даже не в России, буду в Москве, может и куплю. Но вот подозреваю, что дело не в неисправности микросхемы.

Добавлено after 4 minutes 28 seconds:
Обратился я на страницы форума offtop, где пользователь Slami опубликовал фотографии своего В7-54, кстати, в варианте с оптомодуляторами.
И увидел интересную вещь:

Фрагмент платы с компаратором с моих вольтметров:



А это, тот же фрагмент платы прибора Slami:



Разница в наличие конденсатора, как раз, обозначенного на схеме как С69.
Завтра попробую найти конденсатор на 10пФ и проверю работу компаратора.

Добавлено after 36 minutes 39 seconds:
Порылся, нашел конденсатор на 56пФ, как раз тот, что был выпаян при замене 140УД1401 на 544УД1А
И ради интереса попробовал поставить его.

Вот осциллограммы:

"0"


"20В"



Разница уменьшилась с 64мВ до 18мВ

Так же и уменьшилась погрешность на напряжениях >10В, сейчас она находится в пределах 50ppm.
Найду конденсатор на 10пФ, посмотрю поведение с ним, но тут я думаю, радикальным и правильным решением будет замена компаратора на более быстродействующий.

Похоже, тык "пальцем в небо" оказался абсолютно точным... (Но думается мне, что не полным. Что то мне еще подсказывает, что придется поразбираться с опорными токами АЦП...)

Немного прогнал по входным напряжениям и ошибкам:

С конденсатором 56пФ:
до 10В, ошибка <5ppm
10В: ~15ppm
20В: 100ppm

Без конденсатора:
до 6в ошибка менее 5ppm
10В: 120ppm
20В: 5000ppm.