Методика калибровки мультиметров

[Андрюха 007]

Если я правильно понял то тогда вот так

325,2ом
2,46Ком
31,8Ком
325,2Ком
2,46Мом
31,4Мом

[Mickle]

Теперь для удобства использования этого набора для каждого номинала нужно рассчитать предельные показания мультиметра, соответствующие его спецификации. При этом обнаружится, что номиналы 325,2 Ом и 325,2 кОм слишком велики.

[Андрюха 007]

Вот здесь я что то не понял ,разъясни пожалуйста

[Mickle]

Я имел ввиду сделать вот такую табличку, по которой можно периодически проверять мультиметр:

[Андрюха 007]

А не легче просто взять эти резисторы и замерить на каждом диапазоне?


325,2ом
2,46Ком
31,8Ком
325,2Ком
2,46Мом
31,4Мом

[Mickle]

Именно это и нужно сделать. Только что дальше? Ну, допустим, получили для резистора номиналом 325,2 Ома измеренное значение 321,1. Хорошо это или плохо, укладывается в спецификацию мультиметра или нет - не понятно.

[Андрюха 007]

Сегодня у себя порылся и нашёл кое-какие резисторы и произвёл пробное измерение мультиметром.

ПТМН-0,5

910ом+/-0,5%---------909ом-910ом
820ом+/-0,5%---------819ом-820ом
680ом+/-0,5%---------679ом-680ом
82Ком+/-0,5%---------81,5Ком
4,7Ком+/-0,5%В-------4,67Ком-4,68Ком

С5-5В-1Вт

1Ком+/-0,05%----------

С2-29В

147К F--------------145,7Ком-145,8Ком

МРХ-0,25WA4.72.2

22Ком+/-0,05%----------,91Ком-21,92Ком

С2-33Н-2

365RFV9---------------365ом-366ом

С5-25Т

К20Р---------------199,7ом-199,8ом

P.S При замкнутых щупах мультиметр показывает------------00,2-00,3ом,режим измерений сопротивлений производился в автомате.

[Mickle]

Не мультиметр, а просто сказка. Калибровать нечего.

[Андрюха 007]

У-ф-ф-ф!Твои слова для меня как бальзам на сердце.Вот ещё бы более точными резисторами проверить,думаю результаты удивили ещё более.А при замкнутых щупах должны быть такие показания?

[Mickle]

Всё-таки у щупов и проводников тоже сопротивление есть, потому и показания ненулевые. Это вполне нормально для 2-х проводной схемы измерения сопротивлений.

[Андрюха 007]

А вот когда переключаешь на вольты в автоматическом режиме,то цифры начинают бегать почему то.Это тоже нормально?

[Mickle]

У многих мультиметров входное сопротивление при измерении напряжения составляет около 10 МОм. Если щупы не замкнуты накоротко, то различные наводки, утечки и входной ток АЦП приводят к возникновению потенциала на входе. Отсюда и прыгающие показания прибора.

[Андрюха 007]

Всё-таки у щупов и проводников тоже сопротивление есть, потому и показания ненулевые. Это вполне нормально для 2-х проводной схемы измерения сопротивлений.

Думаю можно заменить их со временем на более низкоомные или взять сделать из толстого провода в силиконовой изоляции,которым соединяют динамики

[Андрюха 007]

У многих мультиметров входное сопротивление при измерении напряжения составляет около 10 МОм. Если щупы не замкнуты накоротко, то различные наводки, утечки и входной ток АЦП приводят к возникновению потенциала на входе. Отсюда и прыгающие показания прибора.

Спасибо что объяснил

[plus]

К сожалению, калибровки режима измерения сопротивления в приборе нет в принципе и быть не может по одной причине: и эталонные резисторы, которые участвуют при измерении сопротивления, и резисторы входного аттенюатора при измерении напряжения - одни и те же. Настраиваем прибор в одном режиме, соответственно сбиваем настройку в другом.

Да. Это китай. В отечественных "Электроника ММЦ01" и ММЦ03 применялись наборы резисторов и шунты, настроенные в заводских условиях с высокой точностью. Мне доводилось опытную партию ММЦ03 году в 1990 запускать у нас в НИИ, где тогда работал. Собственно, он у нас и разрабатывался, но выпускаться начал сначала в Йошкар-Оле, а потом у нас, в Пензе. Нелогично немного, но к делу не относится... Калибровать, ессно, тоже приходилось.
Сначала проверяли линейность делителя, посредством подключения выскоточных сопротов или магазина сопротивлений. Требования были жёсткие. Если не ошибаюсь, то 1...2 емр. Не укладывался в допуск - делитель нах... Новый запаивался.
Потом шла проверка нуля АЦП, калибровка по постоянке. Если АЦП не показывало ноль при замкнутом входе на 200мВ, то АЦП - нах... С калибратора подавалась напруга 190 (или 150) мВ (склероз, 21 год прошёл...). Калибровали, чтобы получить 190мВ (или -190, если ракообразно входную напругу подать).
После всего шла переменка. Там калибровали детектор. Ну и частотокомпенсирующие кондёры в делителях при необходимости подбирали.
Ну там шунт 10А, измеритель ёмкости...
Вот, собственно, и всё.
Да, а один из самых первых мультиметров без заводского номера почему-то, до сих пор у меня дома

[Андрюха 007]

Mickle,скажи,можно ли на базе компа или ноутбука сделать вольтметр,амперметр и омметр,чтобы они имели погрешность меньше чем на моём MY68 ?

[Mickle]

Разумеется можно. Вопрос в том, где взять эталоны, чтобы такой прибор можно было откалибровать? Думаю, что "овчинка выделки не стоит".

[dgin]

Mickle, твоя картинка не грузится.

[Mickle]

Для проверки и, при необходимости, подстройки мультиметров домашней лаборатории вполне достаточно интегральных источников опорного напряжения (ИОН), доступность и разнообразие которых позволяют сделать оптимальный выбор в любой ситуации. Если же хочется чего-то большего, например, поэкспериментировать с АЦП или промышленным вольтметром высокой разрядности, тогда и требования к ИОН будут более серьёзными. Придётся задуматься не о начальной точности напряжения (в последствии всё равно потребуется настройка) и даже не о его температурном коэффициенте (проще использовать термостат), а о низкочастотном шуме в диапазоне 0,1-10 Гц и о долговременном дрейфе (на 1000 часов, на год и т.д.).
Классическим примером является термостатированный ИОН LM199/399. Хотя он выдаёт не очень "удобное" напряжения около 7 В, но зато с типичным значением ТКН 0,00003 %/град.С. Не смотря на то, что LM199/399 разработан в середине 70-х годов, он до сих пор успешно используется во многих настольных 6,5-разрядных мультиметрах.



Из чисто академического интереса в радиолюбительских условиях можно попытаться собрать ещё более "экстремальный" ИОН. Например, на базе непревзойдённого LTZ1000. Но, как и в предыдущем случае, стоит подумать над тем, чем такой ИОН калибровать и с помощью каких приборов отслеживать его характеристики. Как правило следует ответ: "нечем и никак".

[Mickle]

Другой важной проблемой, которая буквально преследует все ИОН с высокими техническими характеристиками, является тот факт, что их номинальное выходное напряжение находится в диапазоне от 6,2 до 7,1 В и имеет очень широкий разброс. В то время, как приборы, в которых эти ИОН используются, требуют более высокого (10, 20 В) и заранее известного напряжения. Кстати, выбор именно 10 В (реже 20 В) не случаен и связан с тем, что при таком напряжении наименьшее влияние оказывают паразитные эффекты: нескомпенсированная термоЭДС, входной ток, смещение нуля операционных усилителей (ОУ) и их температурно-временные дрейфы.
Казалось бы, что проще, взять и подать выходное напряжение ИОН на масштабирующий усилитель с заданным коэффициентом усиления. Во многих случаях именно так и поступают. Берут малошумящий ОУ с низкими входными токами и малым дрейфом, ставят в обратную связь цепочку из двух резисторов. Но представьте на минуту, какие это должны быть резисторы, чтобы обеспечить температурный дрейф хотя бы 1 ppm (частей на млн). Например, вот такие, сдвоенные, микропроволочные или металло-фольговые:



Предыдущий способ можно существенно упростить и удешевить, если обратиться к теории вероятностей, а именно, заменить каждый из двух резисторов в делителе цепочками из однотипных, но с худшими показателями дрейфа. Ведь действительно, вероятность того, что направление дрейфа сопротивления резисторов в какой-то момент времени совпадёт тем меньше, чем больше этих резисторов в цепочке. Такие делители (обратной связи ОУ) получили название статистических. Они позволяют получить годовой дрейф напряжения 10 В не более 0,2 ppm.

Если с резистивными делителями оказывается всё так сложно, то почему бы не отказаться от них вовсе в пользу чего-то более стабильного? Таким вопросом в начале 60-х годов задались инженеры японской компании Takeda Riken при разработке калибратора TR6120. Они предложили общеизвестную на сегодняшний день технологию ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для точного деления постоянного тока. Вот пример источника опорного напряжения калибратора Datron 4000A, в котором используется ШИМ для изменения выходного напряжения от 1 мкВ до 20 В одним диапазоном. Позицией 5 обозначен ИОН с выходным напряжением около 20 В, собранный для повышения стабильности на 10 прецизионных стабилитронах. Поз. 1-4 - это составные части двух каналов ШИМ, с помощью которых и достигаются основные характеристики прибора.



С середины 60-х годов получил распространение ещё один подход к прецизионному делению напряжения - операционные индуктивные делители. Упрощённо такой делитель представляет собой особо сконструированный трансформатор, на который подаётся промодулированное напряжение с выхода ИОН. Поскольку коэффициент трансформации зависит лишь от соотношения чисел витков, которое от температуры не меняется, такие делители при простоте конструкции просто творят чудеса . Для примера продемонстрирована конструкция индуктивного делителя в составе отечественного калибратора напряжений П327. Выглядит весьма грубо и примитивно, но зато посмотрите на таблицу характеристик!