Методика калибровки мультиметров

serg-el

[uquote="trengtor",url="/forum/viewtopic.php?p=3210802#p3210802"][uquote="serg-el",url="/forum/viewtopic.php?p=3210785#p3210785"][uquote="trengtor",url="/forum/viewtopic.php?p=3210737#p3210737"]Интересует подмешивание псевдошума к опорному напряжению АЦП. Опорное 5В.[/uquote]
Не?[/uquote]
Специально процитировал свой же вопрос. Понятно? Не? Интересует аппаратная часть, написано же по-русски вроде бы.[/uquote]

Вот про аппаратную часть не было сказано ни слова.
Телепатов нема.
И для чего, зачем, почему....
Всем надо догадываться, да?
Апноуты хотя-бы глянули?

Реклама

trengtor

[uquote="serg-el",url="/forum/viewtopic.php?p=3210815#p3210815"]Вот про аппаратную часть не было сказано ни слова.
Всем надо догадываться, да?[/uquote]

Т.е. смысл этого вопроса тебе не понятен?

Интересует подмешивание псевдошума к опорному напряжению АЦП. Опорное 5В.

Ок. Меня интересует: как можно добавить [псевдо]шум в напряжение опорника, предназначенное для подачи на опорный вход АЦП. Это НЕ ПРОГРАММНОЕ РЕШЕНИЕ.

А теперь сам посмотри в те апноты и ответь мне на вопрос: там показаны примеры реализации или нет?

Подсказка: нет, не показаны.

Реклама

Mickle

Мне не нравится, но работать будет:

AN-804 Improving A/D Converter Performance Using Dither

trengtor

[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=3210847#p3210847"]Мне не нравится, но работать будет:[/uquote]

Спасибо, с подмешиванием шума в сигнал понятно. Но может кто подкинет и решение с опорным напряжением.

Atmel в AVR121 дает пример, но он на 2,5 Вольта с подмешиванием шума. Умножать не хочется из-за точных резисторов.

Реклама

serg-el

http://chipenable.ru/index.php/programm ... ation.html

Вот тут по русски.
Дело не в величине опорного, а в достаточности уровня шума.
И точность резисторов не при чём. Довольно того, чтобы они были стабильными.

Реклама

trengtor

[uquote="serg-el",url="/forum/viewtopic.php?p=3210871#p3210871"]http://chipenable.ru/index.php/programming-avr/item/141-avr121-oversampling-decimation.html
Дело не в величине опорного, а в достаточности уровня шума.
И точность резисторов не при чём. Довольно того, чтобы они были стабильными.[/uquote]
Молодец, умеешь пользоваться Гуглом и даже верно пересказываешь прочитанное.
Но точность тут при том, что нужно получить при умножении точных 2,5 В точные же 5 В. Да еще и термостабильные.
Да еще и с питанием придется на двуполярное уходить. Поэтому я спрашиваю у присутствующих здесь – нет ли у кого примеров схемной реализации подмешивания шума в опорное. В идеале бы вообще без двуполярного питания обойтись.

Реклама

TEKTRON

Дрейф опор за 3 года.
Опора №1 и статистический резистор 10к оба раза (сентябрь 2014 и октябрь 2017) реально ездили в Белокаменную и напрямую измерялись заслуживающими доверия вольтметрами. Прочие измерялись приборами, свежеоткалиброванными по упомянутым мерам.
Опоры №2 и 3 физически расположены в едином корпусе и первоначально предполагалось сравнивать два идентичных ИОНа, на LTZ1000А и LTZ1000 в плане шумов, кратковременной и долговременной стабильности. К сожалению, при первых же замерах шума в результате непредвиденного КЗ LTZ1000 приказала долго жить и была заменена на поджаренную, но работоспособную LTZ1000A. Соответственно, никакое сравнение не удалось.
Затем, жарким летом, вышел из строя аккумулятор, что переполнило чашу моего терпения - прибор с августа 2015г находился на полке обесточенным.
Опора №5 снималась с полки и включалась ежегодно на несколько дней в надежде, что отключенные стабилитроны не стареют (или стареют не так быстро). Ах, если бы...
Результаты ниже, каждый сам может сделать свои выводы.

Код: Выделить всё

Мера    Опора       Время с посл.   Наработка, мес.  Дрейф полный,  За месяц,  За год, 
                    калибр., мес.                       ппм            ппм       ппм
№1      LTZ1000A	37                  37             -6,35          -0,17     -2,06
№2      LTZ1000A	37                  11             -3,3           -0,3      -3,6
№3      LTZ1000	Сгорел,зам.на LTZ1000A  --------------------------------------------
№4      LTZ1000A	35                  35             -5,18          -0,15     -1,78
№5      6xLM199A	37                  2 недели       -9,3           -0,25     -3
Rstat   ?хС5-61    37                  --             -9,3           -0,25     -3

Mickle

TEKTRON писал(а):Дрейф опор за 3 года.

По моему здесь всё просто замечательно.
У меня бывали намного худшие результаты, когда те же ppm-мы набегали уже за 1000 часов. На графике дрейф LTZ1000ACH, из тех, что были куплены на пробу у небезызвестного ebay-продавца б/у компонентов. Учитывая, в каком ужасающем состоянии были эти чипы, я не удивлюсь, что они были выпаяны из какого-нибудь утопленного мусора

А это результат сличения 2-х других мер. Первая, она и есть первая, которую я собрал 6 лет назад. Работала круглосуточно. Чип LTZ1000CH родной, заказанный у линеара. Про вторую, 4xLM399H в Дьюаре, я уже писал. Включал её только за сутки до момента сличения.

Конечно какой там у них индивидуальный дрейф в абсолютном выражении - хз

TEKTRON

Mickle, спасибо за добрые слова!
Оставил в "горячем" режиме только одну, самую первую из опор. Посмотрим, что с годами дальше будет...

Miko2015

[uquote="TEKTRON",url="/forum/viewtopic.php?p=3212965#p3212965"] ...напрямую измерялись заслуживающими доверия вольтметрами. Прочие измерялись приборами, свежеоткалиброванными ...

А можете уточнить за сколько измерений (или за какой промежуток времени) усреднялись результаты и какой разброс показаний был при этом (или ст. девиация). И, если измеряли, что с шумами у LTZ?

TEKTRON

При этих замерах усреднение было 10 (100 plc), оно выполнялось внутри вольтметра и потому разброс доподлинно не известен.
Шевеления наблюдались в 8-м знаке.
Для опоры №1 у меня записаны следующие замеры:
9,9999368
9,9999364
9,9999361
9,9999366
9,9999363
9,9999365.
Но:
1. я записывал от руки, и повторяющиеся результаты не фиксировал.
2. Температура за время этих замеров возросла на 0,3 К. ТКН этой опоры около -0,06 ппм/К, для вольтметра неизвестен.

Для опоры №4:
9,9999495
9,9999496
9,9999493
Т ИОНа почти не менялась. Его максимальный шум в полосе 0,1-10 Гц, измеренный 3 года назад, был 0,21 ппм п-п .

Для опоры №2 максимальный шум 0,15 ппм п-п.
Для опоры №3 данных пока нет, т.к. ЛТЗ была заменена. Для первоначальной LTZ1000 максимальный шум был 0,23 ппм п-п.
Все ппм-ы отсчитаны и справедливы для выхода 10 В.
Чем могу...

Miko2015

Спасибо! Это мне и хотелось знать - стабильные 6 знаков после запятой. 0,1ппм. Большего, наверно, в домашних условиях и не добиться. Без поддержания температуры-влажности, экранирование всего на свете и т.д.
А дрейф немного разочаровал - хотелось большего. В ппм-ах оно неплохо выглядит, но десятки микровольт туда-сюда совсем не радуют.
Свои LTZ никак не доведу до готовой конструкции, но теперь буду готовиться к реальной жизни.
Есть у меня подозрение, что продаваемые Linear как sample LM399 и LTZ1000 все-таки остатки от разбраковки. Какой-то недлительной и не затратной, но все-таки отделяющие первоклассные компоненты...

otus

Свои подозрения отправляйте Linear и хотелось бы видеть ответ от них.
Кто вам продал sample ???
Не верю что дармовой sample чем-то отличается от продаваемого с прилавка.
То что производитель приборов делает для сортировки и выбора экземпляра
для установки в конкретный прибор, как относится к изготовителю самого
ИОНа ?
Наверно можно купить у производителя измерительного прибора
уже отобранный экземпляр, раз такие подозрения, и сравнить.

TEKTRON

[uquote="Miko2015",url="/forum/viewtopic.php?p=3220172#p3220172"]...стабильные 6 знаков после запятой. 0,1ппм. Большего, наверно, в домашних условиях и не добиться. Без поддержания температуры-влажности, экранирование всего на свете и т.д....[/uquote]
Ну почему, у некоторых форумчан получалось и лучше. Но не на порядок

.
А экранирование давно и настоятельно рекомендуется, причём для ЛТЗ1000 - крайне желательно. Как и фильтрация по питанию и ещё куча шаманских движений, о которых говорилось ближе к началу темы.
[uquote="Miko2015",url="/forum/viewtopic.php?p=3220172#p3220172"]...А дрейф немного разочаровал - хотелось большего. В ппм-ах оно неплохо выглядит, но десятки микровольт туда-сюда совсем не радуют. ..[/uquote]
Аналогично, но особое разочарование от 6хЛМ199/883- никак не ожидал от выключенной меры такого дрейфа.
[uquote="Miko2015",url="/forum/viewtopic.php?p=3220172#p3220172"]...
Есть у меня подозрение, что продаваемые Linear как sample LM399 и LTZ1000 все-таки остатки от разбраковки. Какой-то недлительной и не затратной, но все-таки отделяющие первоклассные компоненты...[/uquote]Это вряд ли. Лично я смотрю на это под несколько иным углом - если уж таким грандам, как Флюк с Кейсайт с их прогонами и отборами максимум чего удалось достичь - 2 ппм/год, то куда уж мне с б/у-шными неподобранными чипами

А у вас, на новых чипах, без искусственного старения первоначальный дрейф может длиться достаточно долго.
upd:
Кстати о дрейфе. Одинаковое направление и приблизительно схожая величина дрейфа - что у включенных ЛТЗ1000, что у выключенных ЛМ199 - наводит на несколько вероятных выводов:
1. Или любые устройства с заглубленными стабилитронами одного производителя имеют некий минимальный неустранимый дрейф как неотъемлемое следствие старения независимо от наработки (такое утверждение мне кажется ересью, но хотелось бы узнать мнение более сведущих людей).
2. Или в процессах замера вкралась некая ошибка с моей стороны.
3. И самый греющий душу вариант - первый замер был сделан до того, как ИОН #1 вышел на более-менее ровное плато, а остальные опоры были измерены вольтметром, откалиброванным по первому ИОНу уже после выхода на плато, т.е. ощутимо отдрейфовавшим. У товарища на 3458-м как раз в те времена начались пляски с энергонезависимой памятью, прибор колбасило, и только в декабре 2015-го проблемы были решены. Соответственно, все ИОНы были перемеряны в январе 2016 вольтметром, откалиброванным по ИОНу #1, который к тому времени отпахал после поверки более года и, похоже, именно эти значения я вписал на этикетки. Просто потому, что более ранние замеры были недостоверны. Вот такое вот наложение неприятностей... Лелею надежду, что бОльшая часть дрейфа пришлась именно на этот первый год пробега. В общем, понадобятся ещё замеры.

Miko2015

Да нет, под sample я имел в виду штучную покупку с сайта Linear. У того же Analog Devices так просто три-пять микросхем не купишь.
А с имеющими наработку могут возникнуть такие же проблемы - не зря же от них избавляются. Все руки не доходят поставить чистый эксперимент с купленной на e-bay платой А9 от 3458А - как следует ее упаковать и от аккумуляторов запитать, а то ее шум-нестабильность и на 6,5-разряднике видна, если от Б5-44 работает...

MatrixOid

Электролиты в Б5-44 поменяйте, там есть небольшая плата, где два боченка стоят, когда высыхают, блок питания колбасить хорошо начинает. Я запитывал платку с LM399 от этого блока, показания Keithley2000 как вкопанные были.

otus

Диву даёшься (шерсть дыбом

) как некоторые любят чЮмоданы

Маленкая платка с ИОНом, с потреблением в мА, в заложника у монстра,
которого просто так не отодвинешь,переставишь и прочие мероприятия,да
и допилить ещё надобно.
Можно же собрать соразмерный с ИОНом БП для данного дела.
Положил куда удобно или нужно, и с кем удобно,пусть молотит хоть год.
Оправдание что он есть или у него какие-то замечательные свойства,
которые не воспроизвести несколькими миниатюрными деталями на
сегодняшний день ?

bsw_m

[uquote="Miko2015",url="/forum/viewtopic.php?p=3221330#p3221330"]Да нет, под sample я имел в виду штучную покупку с сайта Linear. У того же Analog Devices так просто три-пять микросхем не купишь.
А с имеющими наработку могут возникнуть такие же проблемы - не зря же от них избавляются. Все руки не доходят поставить чистый эксперимент с купленной на e-bay платой А9 от 3458А - как следует ее упаковать и от аккумуляторов запитать, а то ее шум-нестабильность и на 6,5-разряднике видна, если от Б5-44 работает...[/uquote]

Странно, ради интереса запитал свою "меру" (которая была слеплена из того что было - кс191ф и неподходящего для этого операционника), от Б5-44. Получил шевеление 1е.м.р. (пятый знак после запятой) на В7-39.
Выводов и предположений делать тут не буду.

otus

Он, что волшебный?
Так в чём же его волшебность ?
Сколько ток холостого хода,сколько под нагрузкой на ИОН ?
Дело долгоиграющее - неделя,месяц,год наконец ....
Что в итоге имеем ?
Полёт инженерной мысли или предмет мебели всё же ?

Miko2015

При правильной реализации параметры ИОН на LTZ1000 должны быть такими, что 6,5-разрядный вольтметр с опорой на LM399 не дожен быть вообще в состоянии его оценить – то есть, вы должны видеть собственный шум и нестабильность вольтметра в зависимости от времени и изменения температуры окружающей среды, а не таковые у LTZ. Так предполагается, по крайней мере.
В реальности исключительно высокий потенциал выпущенного в середине 80-х и до сих пор не имеющего конкурентов LTZ1000 требует для своей максимальной реализации решения многих тонкостей.
Первое – подбор соответствующих прецизионных компонентов. Как выясняется – это самое легкое. Просто нужно время на поиск-заказ и деньги, понятно. В идеале нужно еще отобрать три резистора по ТКС.
Второе – прогрев. Серьезный прогрев - не месяц и не год, а лет пять, как минимум. За это время какие-то экземпляры LTZ могут быть забракованы по шумам или нестабильности.
Далее datasheet концентрирует наше внимние на борьбе с термо-Э.Д.С. Но прежде чем вам удастся чего-то добиться на этом фронте, необходимо решить более заметную при измерениях проблему – слабую помехозащищенность LTZ. Меру надо экранировать и защитить от помех по цепям питания. Последнее легче всего решить запитыванием от аккумулятора. Сетевые БП можно использовать для подзарядки аккумуляторов и постоянного питания меры в те периоды, когда она не используется. При измерениях – только аккумулятор.
Теперь можно подумать о термо-Э.Д.С. и комплексному обеспечению точности измерений – поддержанию в помещении постояных температуры-влажности, ликвидации источников помех - от светодиодных и люминесцентных ламп до компьютеров и USB кабелей (про импульсные источники питания я уже и не говорю).
Еще не проделав этот путь, я был огорчен тем, что четыре 6,5-разрядника на LMх99 в унисон скакали в диапазоне десятков микровольт. Это особенно заметно в режиме статистики (или по GPIB), когда можно видеть лишний разряд. Скорее всего, это было вызвано именно помехами, но проверить это только предстоит. Нюансы, которые при этом вылезают, тоже не сразу очевидны и требуют времени для осознания. Например, собирая данные с мультиметра Solartron по интерфейсу RS232, я не сразу обнаружил, что показания очень существенно меняются при подключении компьютера. До гальванической развязки вопрос решен отключением блока питания ноутбука от сети.
Те же земляные петли могут создать проблемы гораздо более заметные, чем ТКН/ТКС и термо-Э.Д.С.
Мое недоверие к LM399 возникло когда треть купленных после нескольких сотен часов прогрева начала шуметь (поп-корн). И создается впечатление, что с остальными это может случиться в любой момент. А вот установленные в фирменных вольтметрах – работают себе и работают.
А что касается В7-39, то в моем младший разряд вообще никогда на месте не стоит ☺. Только режим усреднения замедляет мельтешение. Сам прибор сделан кондово, радует глаз обилием «ювелирных изделий». Разбирать какой-нибудь 34401А после него, конечно, скучно. Хотя технически последний по всем параметрам его уделает... Кроме отсутствия клеммы Экран, которую забугорные разработчики выводят только на более длинношкальные приборы. Научились как-то обходиться без него.
Радует, что разработчики попытались выжать максимум из 2С190У не только термостатировав его, но и подбирая для каждого экзмпляра минимальный ТКН перевычками. Это, кстати, заметно по стабильности ИОН – она явно превосходит таковую у ИОНА и В1-30 на стабилитронах 2С190 – там о подборе ТКН не позаботились вовсе. Просто перешли на 2С108 в В1-30 (как и в В1-18, кстати). Так что от задуманной в начале замены стабилитрона на LM399 я отказался.
Не имея прецизионных ОУ и почему-то уйдя от МДМ, конструктора сделали входной усилитель на средненьком ОУ 153УД6 (аналог LM301A) с периодическим программным устранением дрейфа нуля, но при этом не пожалели фольговых резисторов. Правда, в моем уже не получается выставить коэффициенты усиления 10 и 100, определяемые как раз фольговым делителем ДНФ-1, необходимые для измерений на пределах 1В и 0,1В. На пределах 10 и более вольт ОУ работает с коэффициентом 1 и все прекрасно, а показания на младших надо делить на 1,0165 (диапазона регулировки резисторов в цепи ОС не хватает чтбы устранить такое большое расхождение). В приборе есть матобработка, так что это несложно сделать.