Форум РадиоКот

Наконец собрал все необходимые детали для сборки усилителя ошибки нуля основного УПТ.
При сборке платы решил отказаться от имеющихся в наличии SMD резисторов, номиналом в 1МОм, так как их обмер показал достаточно высокий ТКС (под 1000ppm), в пользу резисторов С2-23, группы Б по ТКС.
Ранее (https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php ... 8#p3404948) я публиковал теоретические изыскания на этот счет.
Плату собирал по "своему" варианту, т.е. по схеме классического дифф усилителя.

Результат имплантации данной платы в вольтметр, и частичного демонтажа родного МДМ канала.


Изначально, плату предполагал устанавливать на родной кронштейн крепления оптопар, но в последствие решил отойти от такого крепления и установить плату на стойке.

Результаты порадовали:
1. Входной ток вольтметра снизился до -0.5...-1пА (5-10мкВ, на резисторе 10МОм)
2. Нуль у прибора после недолгого прогрева не уплывает совсем.

Осталось избавиться от выросшего шума АЦП и откалибровать прибор.

Добавлено after 3 hours 33 minutes 50 seconds:
Ради интереса, проверил смещение нуля УПТ (вход закорочен).
На всех диапазонах, смещение нуля имеющимися приборами зафиксировать не удалось (ниже порога чувствительности).

Поднял старые измерения, на диапазоне 0.2В, смещение составляло 6мВ.
Думаю, на этом вопрос с УПТ можно закрыть и рекомендовать данную переделку(ремонт), для приборов с вышедшими из строя (или поплывшими оптопарами).

Превосходный результат! Особенно удивил входной ток, величине которого большинство вольтметров позавидовать может.
Ведь так можно и УПТ в В1-18 восстановить?

Если не секрет, напишите в л/с, каким сервисом для изготовления плат воспользовались. Для LTZ модулей 4 слоя конечно избыточны, но вот на будущее пригодились бы.

Спасибо, Михаил!
Входной ток меня тоже удивил, по приблизительным расчетам, я ожидал его на порядок больше. Может быть, произошла взаимная компенсация входных токов УПТ и данного усилителя (жаль я не догадался проверить входной ток УПТ без МДМ канала).
Сейчас осталось залечить АЦП. Цель: получить максимальную нестабильность в 1е.м.р при 6.5 разрядах.
Были мысли насчет В1-18-го, но этот проект уже все, так получилось, что прибора у меня больше нет.
Платы я заказываю на JLCPCB, кстати, насчет 4-х слоев я в итоге посчитал, что тут будет избыточно и плату переразвел в 2-х слоях.
Герберы прилагаю.

[uquote="bsw_m",url="/forum/viewtopic.php?p=3398990#p3398990"]Отписал в ЛС. Возможно, некоторая информация не для публикации.
Но, характеристики и цена данных наборов резисторов - весьма конкурентоспособны.

По резисторам, попробовал примитивный "тест" - измерить сопротивление резистора вольтметром В7-39 (у него достаточно высокий измерительный ток), и понаблюдать за дрейфом показаний, дрейфа показаний не увидел, но зато увидел красивые цифры:[/uquote]

Не могли-бы вы рассказать что-то про этот прибор. В сети о нем очень мало что есть. А как понимаю - один из точнейших советских приборов конца 80х.

Хотел бы о приборе рассказать побольше, но подумав, понимаю. что могу рассказать совсем мало.
Прибор я глубоко не копал, так получилось, что неисправность была в плохих контактах в outguard части, и в одном разрушенном переходном отверстии. Т.е. мне не пришлось вникать в принципы работы прибора и т.д.
Насчет точности, могу сказать субъективное мнение, прибор хоть и заявлен как прибор класса 0.01%, но по наблюдениям и некоторым измерениям я предполагаю, что его класс на порядок выше.
ИОН в приборе построен на стабилитроне 2С190У (класс 5ppm). Прибор после хорошего прогрева очень стабильно держит показания и ноль (одна из простейших проведенных проверок была такова: закороченные входы, показания "0", прибор проработал так 2 недели "0" не уплыл). Так же прибор позволяет вытаскивать дополнительный разряд математикой, который, впрочем, весьма стабилен.
Прибор в состоянии весьма точно измерять малые сопротивления, в частности была такая проверка, был измерен резистор сопротивлением 1мОм, мостовым способом, потом этот же резистор был измерен при помощи В7-39, погрешность вычислить не удалось. Та же история и с измерением напряжений.
Т.е. по сути, то, что я могу рассказать, это можно сказать субъективное мнение от опыта использования данного прибора.
В моем экземпляре так-же были и некоторые "глюки", при работе изредка выкидывал ошибки, которые не влияли на показания (вероятный сбой работы программы). Так же иногда бывало начинал занижать показания, проведение АВК тут не помогало, но после перезапуска компьютера показания приходили в норму (тоже какой-то сбой программы).
Еще кое какая информация из класса "городских" легенд(передаю так, как рассказали мне): эти приборы делились на 2 типа: полочные, которые просто стояли для виду и никогда не использовались, в силу того, что они были "неудачные", и приборы, которые были постоянно в работе , как правило на вторых еще присутствовала наклейка "образцовый".

Мое же субъективное мнение: прибор очень стабильный и точный. Из некоторых удобств, при измерении напряжения, можно подать 2 напряжения на группы клемм (Hx,Lx и Hy,Ly) и оперативно переключать их кнопкой 2/4пр, так же прибор вроде бы может вычислять отношения этих напряжений (этот функционал не проверял).
Вообще прибор понравился, единственный недостаток для домашней лаборатории - потребляет около 100Ватт. Т.е. Если прибор не отключать(а его желательно не выключать), то в месяц он накручивает около 75кВт.
Есть немного фотографий (без снимков гермоблока): https://vk.com/album50532852_252188678
Некоторые моменты, которые мне показались интересными:
Входной ток моего экземпляра составлял 6пА.
Гальваническая развязка питания измерительной части выполнена на импульсном преобразователе.
Гермоблок прибора действительно герметичен, и некоторые конструктивные особенности вызывают мысли, что возможно гермоблок при производстве заполнялся каким инертным газом (но это только домыслы и предположения). Платы в гермоблоке не имеют маски и не покрыты лаком.
За год пользования прибором его дрейф вычислить не удалось, сверку проводил с В1-18, сразу после его калибровки/поверки в БелГИМ.

Возможно, чуть позже смогу об этом интересном приборе рассказать, чуть побольше и опубликовать более подробные снимки (есть некоторый шанс, что ко мне приедет на лечение еще один В7-39).

Добавлено after 1 hour 42 minutes 14 seconds:
В силу того, что после переделки УПТ В7-54, полученный входной ток несколько удивил меня, и видимо не только меня, решил, что имеет смысл подтвердить это фотографиями.



И использованный резистор:


Так же провел еще некоторые исследования на предмет входного тока, которые показали не столь радужные результаты, но тем не менее достаточно хорошие:
был взят источник стабильного напряжения на 10В и от него через резистор на 100МОм был подключен вольтметр В7-54. Далее был рассчитан входной ток прибора, который при такой схеме измерения составил 5-10пА, более точно, увы не получилось в силу того, что показания весьма нестабильны в моем окружении, вероятно чуть позже, учту все моменты, чтобы избежать наводок и проведу замеры еще раз.

Добавлено after 21 minute 34 seconds:
По выше описанным измерениям получилась примерно такая табличка (значения с усреднениями):

Батарейка слева - источник напряжения, батарейка справа - показания прибора, резистор справа - эквивалентное входное сопротивление прибора.

Изменение входного тока утечек от величины напряжения на входе вольтметра лучше всего отслеживать по динамике разряда полипропиленового или фторопластового конденсатора, предварительно заряженного до требуемого напряжения: C*U0*ln(U0/U)/t

Достаточно достоверные результаты измерения входного тока даст подключение ко входу качественного конденсатора (полистирольного или фторопластового) ёмкостью 500....5000 пФ.
Ток вычисляется по формуле - дельта V * C/ дельта t = I pA.
Т.е. изменение напряжения за промежуток времени.
При размерности дельта V - вольт, C- пФ, дельта t - секунд -- результат в пикоамперах.
При таком измерении убираются погрешности смещения от термоэдс. Учитываются все входные токи (с учётом их интегрирования).

Правка: при вытекающем токе напряжение на конденсаторе будет расти ( в +), при втекающем - будет падать (в минус уходить).

Спасибо, чуть позже попробую с конденсатором, есть К71-7 и К72П-6.

[uquote="bsw_m",url="/forum/viewtopic.php?p=3546823#p3546823"]Хотел бы о приборе рассказать побольше, но подумав, понимаю. что могу рассказать совсем мало.

Возможно, чуть позже смогу об этом интересном приборе рассказать, чуть побольше и опубликовать более подробные снимки (есть некоторый шанс, что ко мне приедет на лечение еще один В7-39).[/uquote]

Огромное спасибо за фото, этого, крайне редкого, прибора.

В7-39 удивителен ещё и тем, что в нём используется АЦП с многостадийным интегрированием и изменяемой величиной разрядных токов. Хотя алгоритмы подобного рода давно и успешно применялись в старших моделях мультиметров HP, Keithley, Fluke и т.д., в союзе их почему-то обходили стороной. Исключение составляют лишь вольтметр Щ31, омметр Щ306 и новоделы от московского "Техноаякс" типа В7-79 и В7-81.
Я лично не работал с В7-39, но если я правильно понял руководство, результат измерения постоянного напряжения с длиной шкалы 6,5 разрядов вольтметр получает через 0,3 с. Для сравнения, Solartron 7081 на это тратит 0,4 с, а В7-54 аж 2,56 с.

А кто-нибудь может поделиться первой частью ТО от В7-39 (в электронном или возможно в бумажном виде), а то у меня есть бумажная только 2 часть со схемами и формуляр. Просто не совсем понятно как управлять вольтметром и пользоваться математикой.
У меня, в отличии от bsw_m, вольтметр 1988 года и там в "корзине" установлены ещё 3 платы (места на фото от bsw_m там пустые).

ИЭ и ТО есть на jais.ru.

[uquote="-=Andrey=-",url="/forum/viewtopic.php?p=3547319#p3547319"]У меня, в отличии от bsw_m, вольтметр 1988 года и там в "корзине" установлены ещё 3 платы (места на фото от bsw_m там пустые).[/uquote]
В моем 1991 года все платы на месте. На месте отсутствующих у bsw_m у меня стоят, если правильно помню, платы с ПЗУ 556 серии. Возможно, применены микросхемы большего объема памяти?

Mickle писал(а):результат измерения постоянного напряжения с длиной шкалы 6,5 разрядов вольтметр получает через 0,3 с

Точно не скажу, но "на глаз" временной интервал там минимум вдвое больше. Может по КОП он отдает результат быстрее, а обновление результата на индикаторе искусственно замедлено чтоб не было мельтешения?
А в каких конкретных западных вольтметрах применялся тот же алгоритм АЦП?

[uquote="YellowColor",url="/forum/viewtopic.php?p=3547353#p3547353"]А в каких конкретных западных вольтметрах применялся тот же алгоритм АЦП?[/uquote] Я говорил не "тот же", а "подобный". И подобных Multi-Slope алгоритмов хоть пруд пруди: почти вся серия 34xx/34xxx мультиметров в HP (за исключением каких-нибудь очень старых), Keithley 18x, 19x, 2xxx, все Datron начиная с 1051, Fluke 8508A, целое море Takeda Riken, Advantest и ADCMT...

[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=3547289#p3547289"]Я лично не работал с В7-39, но если я правильно понял руководство, результат измерения постоянного напряжения с длиной шкалы 6,5 разрядов вольтметр получает через 0,3 с.[/uquote]

Абсолютно верно!

Не люблю так редактировать свои сообщения, и приношу заранее свои извинения, вероятно я опубликовал слегка лишнее.
Собственно речь шла о делителях напряжения вольтметра В7-54 (ДН-Х).
Могу сказать одно, Резисторы эти часто проблемные, в плане ремонта прибора, если имеются симптомы в виде очень высокого собственного шума прибора, то 99% проблема в делителях. (подтверждено не только моими исследованиями)
Обычными приборами это практически не выявляется, можно проверить на измерителе низкочастотного шума. Заменять лучше на микропроволочные НРМП-хх.
Так как у меня имелся собственный "шкурный" интерес, в виде восстановления приборов и получения от них характеристик не хуже заявленных в документации, я постарался узнать побольше информации о делителях НРМП-хх. НРМП-хх, несмотря на чуть худшие характеристики по документации, в реальности показали лучшую стабильность и очень высокую надежность. Единственный момент НРМП достаточно чувствительны к термоудару (-30...+60), и после него немного уплывает коэффициент деления - прибор необходимо перекалибровывать.

Добавлено after 2 hours 23 minutes 8 seconds:
P.S. Чуть выше я еще упоминал, что прибор после примерно года работы снова зашумел (после попытки восстановления ДН-х), я тогда предположил, что снова поплыли эти делители в ИОНиТ.
Но их замена на НРМП ничего не дала. И все как было раньше, осциллограммы и т.д. - все красиво, а шум есть. Поэлементный анализ выявил виновника - снова ДН (ДН-7), он же R95 по схеме, а более конкретно резистор на 1К в этом делителе, включенный между контрольными точками Кт21 и Кт22. При пробной замене на С2-29, шумы пришли в норму и составляют не более 1е.м.р при 6.5 разрядах.
В общем, R52 и R95 - тоже под замену.

Добавлено after 8 minutes 10 seconds:
Так же за то время пока у меня были приборы В7-54 и В7-39, я заметил один момент: открыл окно проветрить, температура изменилась и показания В7-54 весело поплыли, при этом показания В7-39 стоят как вкопанные.
Собственно, есть мысли мысли как доработать этот момент, после проведения доработок - будет публикация с описанием и т.д.
Предварительно - АЦП в В7-54, стабилитрон и ИОНиТ - не имеют по сути даже пассивного термостата, собственно от этой мысли и будут доработки отталкиваться.
В В7-39 же, как входной усилитель, так и АЦП расположены в гермоблоке, который имеет весьма приличную массу и отлично работает как пассивный термостат. Стабилитрон там имеет активное термостатирование.

Я вообще не понимаю, почему В7-54 не имеет встроенного термостата Это ведь не батарейный прибор, и не карманный тестер на 3 разряда. К тому же в отличие от более новой серии 2С117, у стабилитронов 2С108 не регламентирована нелинейность ТКН, поэтому нахождение минимума ТКН ещё не гарантирует его обеспечение в диапазоне температур.

Кстати - а кто что скажет о столь распространенном приборе, как В7-34 (А) - сам такой имею, да вот третий год индикаторы на покрупнее меняю. (стадия переразводки платы индикации)

Замена на заментно большие индикаторы.

В частности такой вопрос - шумно работает блок гальванической развязки на трансформаторах - да примененная схема имеею очень малую емкость - но нельзя-ль заменить на оптроны (идея замены интерфейса провод-команда на RS232/USB путем замены верхней платы (интерфейсной)- на плату с простеньким ОМК.

Но это пока конечно проекты. Я пока просто так спрашиваю.

[uquote="Wladimir_TS",url="/forum/viewtopic.php?p=3552155#p3552155"]Кстати - а кто что скажет о столь распространенном приборе, как В7-34 (А) - сам такой имею, да вот третий год индикаторы на покрупнее меняю. (стадия переразводки платы индикации)

Замена на заментно большие индикаторы.

В частности такой вопрос - шумно работает блок гальванической развязки на трансформаторах - да примененная схема имеею очень малую емкость - но нельзя-ль заменить на оптроны (идея замены интерфейса провод-команда на RS232/USB путем замены верхней платы (интерфейсной)- на плату с простеньким ОМК.

Но это пока конечно проекты. Я пока просто так спрашиваю.[/uquote]
В свое время недоступная мечта! Индикаторы заменил на BA56-11EWA цифры.
TA07-11EWA(вроде) на индикацию плюс и минус и перегруза, на какой-то логике.
Были изьяты родные индикаторы, и на дополнительной плате установлены выше описанные индикаторы,
соедененные проводками с платой индикаторов. Подобраны резисторы, для новых индикаторов.
шумно работает блок гальванической развязки у меня такого не слышно
идея замены интерфейса провод-команда на RS232/USB путем замены верхней платы (интерфейсной)- на плату с простеньким ОМК. Хорошая задумка, но Вы представляете обьем работы?
Я пытался управлять 34 с компа, через плату ввода-вывода, и даже что-то получалось
А пялитьса на индикатор, и записывать на бумажку показания
Но в связи с приобретением Advantest'ов Yokogawa'в, этот проэкт канул в лету.
Хотя и был моим первым СЕРЬЕЗНЫМ прибором.
Удачи!!!

Что самое интересное - в самом начале 90х у нас на деревне был магазин, что торговал всякими отходами производства (типа "Сделай сам" звался). Там-же иногда продавались списанные приборы - обычно ламповые генераторы, вольтметры, но среди прочего там дооолго лежали, помниться несколько В7-34ых в полном комплекте с ящиками. Причем работоспособных. Что и почему с ними приключилось - не знаю - видимо не проходили по метрологии. Ценник по тем временам был весьма приличный - у школьника-то вообще вызывал легкое офигение. А в один прекрасный момент их сразу и все купили (как не странно смели и ламповое старье) - тогда деньги-то быстро превращались в бумажки - возможно кто-то вложился, в последствии , скорее всего, пошли они на ДРМы....