Методика калибровки мультиметров

Что мерить, чем мерить, как мерить. И, естественно - зачем мерить...

При поддержке компании ПРИСТ


Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Изначально я планировал включить этот ИОН в состав макета малогабаритного 7-значного вольтметра:

Изображение

Именно поэтому требовалось получить ТКН < 1 ppm/C, малый шум в диапазоне 0,1-10 Гц (<0,5 ppm p-p) и сопоставимую с серийными приборами долговременную стабильность при сохранении оперативности. Т.о. термостатирование я рассматривал в последнюю очередь.
К сожалению, с габаритами ИОН как-то не вышло :)) ... Видимо придётся использовать план "B" - интегральный ИОН. Из таковых лишь 10-вольтовый VRE310J может составить хоть какую-то конкуренцию старым добрым сертифицированным стабилитронам: 0,6 ppm/C ТКН, 0,6 ppm p-p шум и 6 ppm/1000 часов дрейф (для справки, у вышеописанного ИОН типовой дрейф тоже 6 ppm, но за год). Не зря этот чип облюбовала Picotest для своего 6,5-разрядного мультиметра M3500A и его многочисленных OEM-ных клонов как замену морально устаревшему LM399. Впрочем, полагаю, что на последнем рано ещё ставить точку. В качестве плана "С" можно использовать 3-4 предварительно отобранных LM399. Небольшая кучка претендентов для последующего отбора у меня как раз "печётся" на макетной плате. Правда статистика по их дрейфу пока ещё небольшая - всего 1800 часов наработки.

Изображение
Tiller
Опытный кот
Сообщения: 801
Зарегистрирован: Ср июл 03, 2013 23:13:43
Откуда: Россия

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Tiller »

Mickle писал(а):Изначально я планировал включить этот ИОН в состав макета малогабаритного 7-значного вольтметра:

И, второй вопрос - какой АЦП Вы собираетесь использовать в схеме своего вольтметра?
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Хочу попробовать ADS1282.
Tiller
Опытный кот
Сообщения: 801
Зарегистрирован: Ср июл 03, 2013 23:13:43
Откуда: Россия

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Tiller »

Mickle писал(а):Хочу попробовать ADS1282.

А как относитесь к идее термостатирования AD780? Очень хотелось бы услышать Вашу оценку.
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

ИМХО, термостатирование - не самоцель, а лишь средство для уменьшения систематической погрешности. Ведь можно выйграть в ТКН, но за счёт ухудшения других показателей. Поэтому и начинать бы следовало с составления бюджета погрешности ИОН.
Вот пример (может и не самый удачный) термостатирования интегрального ИОН средней точности:

Изображение
Tiller
Опытный кот
Сообщения: 801
Зарегистрирован: Ср июл 03, 2013 23:13:43
Откуда: Россия

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Tiller »

Mickle писал(а):ИМХО, термостатирование - не самоцель, а лишь средство для уменьшения систематической погрешности.

Именно так к этому и отношусь. Повторение Ваших разработок не всегда возможно - необъятное не объять. Сделать термостат довольно просто. ±0.05°С, задача несложная. Отпадают поиски дорогих и дефицитных компонентов. Резко сужается (стабилизируется) диапазон температур эксплуатации. Нет настройки схемы термокомпенсации.

Посмотрел АЦП ADS1282. Хорошая штука, но выход ИОН всё равно делить надо. Так не проще ли сразу делать низковольтный выход ИОН?
Последний раз редактировалось Tiller Пн окт 07, 2013 15:02:21, всего редактировалось 2 раза.
alex_lv
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 28
Зарегистрирован: Ср май 08, 2013 23:29:20

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение alex_lv »

Mickle писал(а): Видимо придётся использовать план "B" - интегральный ИОН. Из таковых лишь 10-вольтовый VRE310J может составить хоть какую-то конкуренцию старым добрым сертифицированным стабилитронам: 0,6 ppm/C ТКН, 0,6 ppm p-p шум и 6 ppm/1000 часов дрейф (для справки, у вышеописанного ИОН типовой дрейф тоже 6 ppm, но за год). Не зря этот чип облюбовала Picotest для своего 6,5-разрядного мультиметра M3500A и его многочисленных OEM-ных клонов как замену морально устаревшему LM399. Впрочем, полагаю, что на последнем рано ещё ставить точку.

Михаил, я канешн извиняюсь))), а ты в курсе скока стоит VRE310J ? ;) Не сильно бюджетное решение, однако...
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Tiller: К сожалению, мне пока неизвестны легкодоступные интегральные ИОН с выходным напряжением 2,5 В, НЧ шумами хотя бы 0,5 ppm p-p и долговременной стабильностью 10-20 ppm/год. Поэтому и приходится вводить делитель.

alex_lv: Александр, ты как всегда прав. Мало того, что топовая версия VRE310 сама по себе недёшева, так приобрести её в далеке от райцентра весьма затруднительно (по крайней мере для меня). Тем более, что одним экземпляром как правило не обойтись и потребуются испытания с разбраковкой.
Tiller
Опытный кот
Сообщения: 801
Зарегистрирован: Ср июл 03, 2013 23:13:43
Откуда: Россия

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Tiller »

Mickle писал(а):Изначально я планировал включить этот ИОН в состав макета малогабаритного 7-значного вольтметра:

Изображение


Посмотрел на корпус будущего вольтметра. Показался интересным. Не сообщите наименование корпуса?
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Наименования я не знаю, но за такие корпуса я благодарен участнику нашего форума Стиву. Вот его тема: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=51&t=78653.
Tiller
Опытный кот
Сообщения: 801
Зарегистрирован: Ср июл 03, 2013 23:13:43
Откуда: Россия

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Tiller »

Mickle писал(а):[size=85]Наименования я не знаю, но за такие корпуса я благодарен участнику нашего форума Стиву.


Спасибо! Будем знать.
crocodil

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение crocodil »

К чему в радиолюбительской практике точности 6 знаков после запятой? :roll:
Это реально может на что-то повлиять?
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение SM898 »

Дык,греет душу осознание того факта,что ты имеешь возможность померять напряжение
в розетке с точностью единиц- десятков микровольт. :)
Но,с другой стороны,некоторые занимаются дома совсем не радиолюбительскими
задачами.
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Нет ничего необычного в том, что одни выращивают цветы на приусадебном участке, а другие – экзотические домашние растения. И то и другое есть хобби. Так и радиолюбительстве – есть множество способов занять свой досуг. «Volt-nuts» и «time-nuts» – как раз из этого множества.
Аватара пользователя
SM898
Вымогатель припоя
Сообщения: 631
Зарегистрирован: Вс июл 21, 2013 16:24:58
Откуда: Юг Руси.

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение SM898 »

Полностью согласен. Без хобби как то совсем тоскливо жить стало в последнее время.
Аватара пользователя
otus
Опытный кот
Сообщения: 718
Зарегистрирован: Сб фев 20, 2010 03:11:56
Откуда: EU

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение otus »

Михаил,а к Вам вруки не попадалася ещё китайский модуль на AD584LH ?
По отзывам - очень даже неплохой вариант для домашней меры.
Вложения
ad584_sert.jpg
(172.09 КБ) 1157 скачиваний
ad584_Vref.jpg
(200.65 КБ) 1242 скачивания
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Такой модуль мне не встречался. Симпатичная платка. На eevblog.com действительно много про неё написано. Одного не пойму, зачем при такой точности (стабильности) делать отверстия в плате вокруг AD584? Даже если наступить случайно на плату и выходное напряжение уплывёт на сотню-другую ppm, большинство ручных мультиметров этого даже не заметят. :)
В целом весьма хорошее приобретение, если оно и вправду имеет цену в 16 баксов без коробочки и аккумулятора.
Аватара пользователя
otus
Опытный кот
Сообщения: 718
Зарегистрирован: Сб фев 20, 2010 03:11:56
Откуда: EU

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение otus »

Спасибо.
Да и в коробочке и с Li-Ion аку стоит 22$,голая АД в моих краях на 1-2 $ дороже :)
А самое ценное это эта маленькая бумажка впридачу с заветными цифрами 8)

Компоненты на плате - перевод с китайского

AD584LH voltage reference panel
 
AD584LH control board power by a lithium battery and can be external DC power supply for charging purposes, charging UN8HX (5 pin SOT23 package H1JC UN8HX 54B4 H1IE) for lithium flow charge management IC, UN8HX is a constant current / constant voltage charging mode One-Cell lithium-Ion linear Battery charger IC, charging current up to 800mA, UN8HX also features current monitor, undervoltage shutdown, automatic recharge, charge termination status indication and input power is present. 8205A Dual N-Channel MOSFET is used as the lithium protection. Boost by the MC34063 (DC-DC switching converter IC), 220uF16V and 101 of the inductance coil components, mainly the battery (3.7V) voltage boost the supply voltage to AD584LH purposes. Voltage reference provided by the AD584LH, and next to an 8 pin IC guess is used to select a different voltage output.
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Двуполярный стабилитронный ИОН с предыдущей страницы прописался в новом корпусе :) Рядом с ним сиротливо ютятся сетевой источник питания с двумя кренками на +/- 15 В, фольговый делитель 1:10:100 и платка с подгоночными резисторами. Всё это расположено между двумя латунными листами миллиметровой толщины, играющими роль теплораспределительного и электростатического экрана. На три посеребрённые медные клеммы (слева) непосредственно выведено двуполярное выходное напряжение ИОН. Напряжение это "кривое", типа 10,02ххх В, но делать его "круглым" средствами самого ИОН - дело неблагодарное. Поэтому +10, 1 и 0,1 В получаются резисторным делителем со всеми вытекающими проблемами температурной и временной стабильности.
Про температурный коэффициент этого ИОН я уже писал. Измерения низкочастотных шумов в диапазоне 0,1-10 Гц дали весьма неплохой результат: около 1 мкВ p-p. Стоит упомянуть, что у LTZ1000 этот показатель составляет 1,2 мкВ (типовое значение).
Кстати, при измерении шумов произошла небольшая неприятность. Вдруг, ни с того ни с сего нановольтметр, к которому был подключен выход источника, просто взбесился: безо всякой внешней причины выходное напряжение ИОН скакнуло на несколько десятков милливольт, а амплитуда шума выросла в сотни раз. Как показало следствие, причиной происшествия стал вышедший из строя ОУ КР544УД1В, который выполнял в ИОН функцию повторителя-драйвера эквипотенциальной защиты делителя и работал без нагрузки. После замены пострадавшего на TL081 всё вернулось на свои места. Случайность? Разумеется. Но! Изначально я планировал в ИОН использовать только отечественные операционники КР140УД17А, КР544УД1. Благо что этого добра навалом. Однако впоследствии все УД17 я решил заменить на зарубежные, отобранные по шуму и смещению. УД1 решил не трогать, т.к. от него в конечном итоге мало что зависит. И видимо зря... :))

Изображение Изображение Изображение Изображение

Изображение Изображение Изображение Изображение

Изображение Изображение Изображение Изображение

Изображение Изображение Изображение Изображение
Mickle
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2337
Зарегистрирован: Чт сен 09, 2010 07:32:24
Откуда: г. Рыбинск

Re: Методика калибровки мультиметров

Сообщение Mickle »

Напоследок приведу результаты количественной оценки низкочастотных шумов нескольких ИОН в диапазоне частот 0,1-10 Гц. С даташитом не совпадают лишь REF192 (амплитуда занижена в 4-5 раз) и REF5010 (завышение почти на порядок).

Изображение Изображение Изображение

Изображение Изображение
Ответить

Вернуться в «Измерения»