Методика калибровки мультиметров

[xDevs]

Ради интереса составил BOM и прослезился: только одни покупные изделия и компоненты потянули на 200$.
Знал бы, ни за что бы не взялся тратить целое лето на эти безделицы.

Бывает значительно хуже, не будем об этом. Мне купить одни только резисторы будет дорожей вашей всей конструкции . Так что предложение в силе, если вдруг "надоест"

Как раз по теме сравнения и было бы сравнение вашей конструкции с моей идей составного генератора на базе двух LTC2756+LTC2442 (которые не совсем дешевые, но дешевле AD5791), в одинаковых условиях.

[trengtor]

Перфекционизм – зло! Проверено на себе

[Mickle]

Трудно не согласиться.
На 10-й странице темы я описывал свои приключения с Solartron 7081. Без малого 4 года назад я попытался решить проблему с этим мультиметром, которая заключалась в сильной (до 4-5 ppm) зависимости результата самокалибровки нуля АЦП от напряжения на его входе. Для этого пришлось восстанавливать ассемблерный текст прошивки второго процессора, писать патчи, перепрошивать не один десяток раз. И хотя было там всего 4 с небольшим тысячи строк, потратил я на это около месяца.
И что же я обнаружил совсем недавно? Оказалось, что в более новых ревизиях мультиметра эта проблема была решена аппаратно всего двумя деталями. Двумя деталями, Mickle!
Поставить в разрыв дорожки резистор на 330 кОм и заменить диод на 5-вольтовый сталитрон. Резистор снижает влияние на переходные процессы в мультиплексоре каналов АЦП ёмкости длинных дорожек печатного монтажа и контактов реле редко используемой цепи самотестирования омметра. Стабилитрон увеличивает запирающий потенциал на затворах FET'ов того же мультиплексора с 15 до 20 В.
Внести эти изменения в свой прибор я конечно внёс, но менять прошивку назад не стал.



И вообще, 7081 решил выставить на обмен. За 4 года надоел хуже горькой редьки. Одних файлов с результатами всяческих испытаний насчитал две сотни с лишним.

[TEKTRON]

...проблема была решена аппаратно всего двумя деталями. Двумя деталями, Mickle!

Н-да... Похоже на извечный философский выбор, что лучше - бороться с последствиями или устранить причину... А чтобы выбрать второе, надо твёрдо выяснить причину - вряд ли это доступно кому-либо, кроме разработчика, не корите уж себя . А программист всегда имеет дело со слегка идеализированными математическими абстракциями, и не обязан учитывать распределённые паразитные параметры.
"Не стреляйте в программиста, он пишет как умеет..." (с)
Хорошо, что всё прояснилось.

[RU3DDM]

Ну, если достанется нормальный экземпляр AD588BQ и удастся найти место, где будут приборы, позволяющие отстроить ИОН в этой схеме

Если с доступом к точны приборам проблемы, как вариант можно приобрести на алиэкспрессе готовую платку с AD588BQ с выходами 5 и 10 вольт. http://ru.aliexpress.com/item/AD588-High-Precision-Voltage-Reference-Module-Multiple-Output-AD588BQ-Free-shipping-tracking-number/32389925782.html?spm=2114.03020208.3.35.bwV0DL&ws_ab_test=201556_2,201527_2_71_72_73_74_61_75,0_0 Она идет в комплекте с бумажкой-сертификатом (собственно эта бумажка и есть самое ценное) измерения проводились (если верить) Agilent 34401A У моего экземпляра эти напряжения равны 5.000.62в и 10.001.15в соответственно. А вот другая платка с AD584LH на 2,5/5/7,5/10в была без сертификата.
Пришлось используя мультиметр как нуль-детектор подгонять напряжения под "эталон" на 588BQ
p.s. Mickle, Xdevs, TEKTRON Спасибо за интереснейшую тему!

[trengtor]

На AD588BQ можно и самому собрать абсолютно несложный, но вполне хороший референс на 10 В, выше я уже рассказывал. Хотя решай я сейчас – возможно и польстился бы на готовенькое

[xDevs]

Раз уж такая пъянка пошла, то и я подключусь, но позже

Пару недель назад мой товарищ озадачился вопросом калибровки его портативных мультиметров и не долго думая заказал самый дешевый модулек с AD584KH (2.5,5,7.5,10В) с наклейкой измеренных напряжений при 26С. Если верить наклейке модулек был протестирован на 3458А.

Поскольку веры цифрам у товарища небыло, я присоединился к эксперименту и мы заказали модуль на мой адрес, так что сейчас модуль у меня и по предварительным результатам данные сходятся на моем калиброванном в феврале прошлого года Keithley 2001.

Если интересно, позже добью статейку на эту тему со всеми результатами.

P.S. сегодня получаю мои детальки и трансформатор для 3458А, уря!

[RU3DDM]

На AD588BQ можно и самому собрать

Собрать не сложно,полностью согласен,измерить результат нечем, в этом вся проблема... Поэтому и готовый куплен с сертификатом.Теоретически,доступ к приборам есть но это надо просить и так занятого товарища,чтобы тот в свою очередь "через задний крыльцо, через товаровед"... В общем, долга песня. И потом,как мне кажется,с готовой платкой вероятность налететь на поддельный ИОН меньше,может и ошибаюсь.На сайте аналоговых девиц цена на AD588BQ указана в 13,7$ при покупке от 1000 штук, а тут весь девайс с кучкой деталей +работа +маржа производителя +стоимость доставки получается меньше, вот это то мне и непонятно...
xDevs Рад что трансформатор движется к Вам,просто от его цены офигеваю. Я наверное застрял в СССР, вчерась в кладовке ковырялся, искал транс под очередную фигню и таки да! Нашел! И провод намоточный ишо есть.
А чего нибудь под размер не подходит- так мы его огромным советским напильником вжжик! В Вашей ситуации проще наверное купить, время тоже денег стоит...
Статью с результатами измерений и пыток этих платок ждем.

[trengtor]

Ну в общем да. Просто когда я это затевал, таких конструкций у китайцев еще не было.
Опять же, ±1 мВ «искаропки», а если поставить триммер, то до ±0,2 мВ (если есть где померить-подстроить).

ps. Шумы своего ИОНа оцениваю приблизительно в 2-3 мкВ (вымучил эту цифру, насколько смог, с помощью U1272A).

[trengtor]

На сайте аналоговых девиц цена на AD588BQ указана в 13,7$ при покупке от 1000 штук, а тут весь девайс с кучкой деталей +работа +маржа производителя +стоимость доставки получается меньше, вот это то мне и непонятно...

Полагаю, ИОН каннибализированы со списанных приборов, либо откуда-то с хранения. Скорее всего первое.

[RU3DDM]

To trengtor: Получается "изкаробки" то чего нужно,если ИОН настоящий,увы покупка сейчас это лотерея,сам неоднократно нарывался на поддельные полупроводники (силовые IGBT и мосфеты).В рунете где-то встречал статью- один радиогубитель обнаружил интересную вещь-купленные на али ионы плавали,т.е. таковым фактически не были... Подробностей увы не помню сами ионы были копеечными, типа lm385.А выглядели точь в точь как оригинал...Чего уж говорить про комплектующие подороже. Кстати на amobbs.com есть инфа как раз по поддельным ad588 Своего первого подопытного- AD584LH и грел и охлаждал,замерял ТКН (получилось ок.4ppm/градус) затем держал пару недель при 60 градусах- стоит зараза как вкопанный! Я удостоверился в его возможном благородном происхождении.
Про цену на ад588 наврал, она стоит 17,92 от 1000шт. Если они б/у (мой ад584 маркирован датой что-то типа 1028 (дома гляну сейчас на работе) т.е. весьма свежий) то откуда их столько в таком количестве. Ну да фиг с ним,голову еще забивать,главное-работает!

[otus]

ИОН каннибализированы со списанных приборов....

Это только на пользу.
И что ещё с этими приборами делать - "гробы",с минимальной математикой.
А так за смешные деньги очень полезное устройство для домашнего ЛАБа.
Я как-то давно тут предлагал отправить Михаилу для экспертизы такой ИОН ,
теперь подждём что у Ильи получится.

[trengtor]

один радиогубитель обнаружил интересную вещь-купленные на али ионы плавали,т.е. таковым фактически не были... Подробностей увы не помню сами ионы были копеечными, типа lm385.А выглядели точь в точь как оригинал...Чего уж говорить про комплектующие подороже. Кстати на amobbs.com есть инфа как раз по поддельным ad588

По подделкам ИОНов информации много, да.

Но что касается упомянутых (упомянутого) AD588 – тут скорее всего была не подделка, а перегрев при демонтаже, если ИОН был запаян, а не в панельке (в даташите четко прописано суммарное время пайки+отпайки выводов и температура паяльника). Или в процессе эксплуатации что-то случалось с прибором-донором (менее вероятный сценарий).

[meverett]

Раздобыл в свои лапки REF102C, смонтировал без пайки, навесом, приятно удивился показанию 10,02v на стареньком DT830B, и не столь приятно - 9,78v на XB868.
Однако, чтение темы оказалось заразительным, и мне захотелось и себе причаститься к миру высоких точностей и разрешений. С ИОНами, АЦП и входным буфером более-менее понятна картина, но возникли вопросы об устройстве входных цепей вольтметров, если уж делать девайс, так не только для любования циферками, но и для дела, то есть, измерения напряжений в десятки вольт, или даже до сотен.

Начинать с поиска выпаянных со старой аппаратуры и тестирования дорогих делителей на первый раз не хотелось бы, потому что это дело хлопотное, а условия хранения техники не внушают доверия к их компонентам. Посему вопрос, на каких резисторах или делителях из имеющихся в продаже можно строить входные делители напряжения с точностью 0,1% и лучше? И второй, чем коммутировать пределы. На фотографиях 6,5-7,5-8,5 вольтметров обычно видны герконовые заказные реле, о которых в гугле даже упоминаний не находится. Допустима ли замена их на более распространенные (например SIP-1A05), или к ним предъявляются какие-то особые требования? Смущает, что в даташитах на некоторые обычные реле упоминается минимальный коммутируемый ток, чем опасно его занижение?
Так же было бы интересно узнать, как в упомянутых монстрах реализуется измерение тока, просто по падению напряжения на прецизионных шунтах, или есть свои секреты?

[xDevs]

Осторожно, это дело бывает сильно заразительно .
Но в целом идею вы представляете верно. В 5.5+ разрядных обычно применяются прецизионные резисторные сборки-делители напряжения. Некоторые бывают вполне серийными, например Caddock 1797 в различных вариантах. Но для обеспечения 0.1% точности это даже слишком, ведь главное обеспечить отношение делителя, и стабильность этого. А абсолютная ошибка уже корректируется калибровкой (что быстро приводит к необходимости иметь известный эталон напряжения, либо мультиметр классом точности выше разрабатываемого).

Для тока обычно применяются стабильные шунты. Именно поэтому большинство настольных мультиметров и не меряют ток больше ампера, кстати. А в сторону низких токов ограничения уже выходят из влияния токов утечки и проблем коммутации слабых сигналов. Ведь если попытаться померять ток 1мкА, при токе утечки 0.1мкА, показания будут плюс минус километр. Поэтому и ставят герконовые реле из серий с низкой утечкой и сопротивлением изоляции десятки и сотни ГОм. Реле COTO одни из лучших в этом плане (да и смотрятся красиво, красненькие такие)

[trengtor]

Заразительно, да... На днях приехал делитель ДН-1 ФМ-0.001, планирую цеплять его к выходу своего ИОН на 10 В в качестве прецизионного делителя, чтобы получать сетку достаточно стабильных «эталонных» напряжений.

[moLCHec]

Тема входных делителей напряжения тоже интересна, если у кого есть схемы этой части фирменных мультиметров или опыт просим в студию.
Особенно меня занимает вот что:
У многих мультиметров пишут входное сопротивление 10МОм, при таком сопротивлении делителя входной ток ОУ начинает оказывать влияние, вот даже если 1пА
это выходит 10^-12*10^7=10^-5 т.е. 10мкВ, что для ИОН в 1В например целых 10 ppm. При этом у ОУ с низким входным током этот самый входной ток судя по "учебникам"
сильно плавает от температуры.
Да и еще ОУ с диф. выходом, которые полезны для СД-АЦП с диф. входом, входной ток далеко не пикоамперы, выходит городить надо что то.
В общем запутанный вопрос.
Особенно не понятно зачем 10МОм входное сопротивление, чего 1МОм мало или 100 кОм, где-то написано что должно быть 10МОм или это блаж производителей

[RU3DDM]

Возможно и я не прав, но как мне видится: На базовом пределе сигнал подается минуя какие-либо делители,и входное сопротивление мультиметра на этом пределе частенько поболе 10Мом. Следующий предел- через делитель 1/10 и входное сопротивление прибора те самые 10Мом. Но! Это сопротивление со стороны клемм прибора,со стороны ОУ, стоящего после делителя сопротивление будет условно в 10 раз меньше. Оттого и требования пожиже. С делителем 1/100 входное сопротивление со стороны ОУ будет уже грубо 100Ком. Ну это те реализации в железе,с которыми я встречался, во "взрослых" приборах может как и иначе.
ЗЫ Ситуация: Входное сопротивление прибора- 100Ком. Измеряем постоянку 330вольт. Итого на входном делителе мультиметра имеем 1ватт рассеиваемой мощности. Прецизионные резисторы маленькими габаритами не отличаются, а уж чтоб не возникало доп. погрешности измерений из-за разогрева и связанным с ним уходом сопротивления/коэффициента деления делителей их запас по мощности должен быть раз 10. А это уже огого габариты. Иногда и 10Мом бывает мало,а когда нужно и поменьше,как у стрелочного например.

[moLCHec]

Ну у современных АЦП опорное порядка 1-3В, поэтому входной делитель все равно есть.

[TEKTRON]

Уважаемые господа, хорошо подкованные в вопросах метрологии и аналого-цифрового преобразования!
Подскажите пожалуйста методику измерения шума и линейности цифрового вольтметра с АЦП двойного интегрирования (НР3456А, 6,5 разрядов).
Гугл выдал "ГОСТ 14014-91 Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний", а там:

2.17. Входной шум (п. 1.26) рекомендуется определять осциллографом с зондом с входным сопротивлением Rвх не мене 10 МОм, подключенным на вход испытуемого СИ. Осциллограф и СИ должны быть заземлены. Шум определяют на каждом диапазоне измерений (преобразования). При наличии отключаемого входного фильтра шум определяют как с фильтром, так и без него. Шум определяют для всех режимов работы СИ.

1.26. В технических условиях на СИ конкретного типа, измеряющие (преобразовывающие) постоянное напряжение, по требованию потребителя (заказчика) должны быть установлены характеристики шума или паразитной обратной связи.

Среднеквадратическое значение шума должно быть не менее чем в 5 раз меньше наименьшего значения диапазона измерений (преобразования), если иное значение не установлено изготовителем.

Это явно про другое (входной)? Не может же шум АЦП попасть на вход...

Имеются:
Хорошие ИОН на 10 В (и несколько НЭ ),
Калибратор до 11 В с 6-ю декадными крутилками CR103J (пока держится в 5ппм-ных границах),
Несколько делителей,
Образцовый вольтметр НР34401А (в режиме DCV/DCV RATIO относительно хорошего ИОНа отдаёт по GPIB неплохие 7 разрядов),
Осцилл, комп, Excel... Что ещё может потребоваться?