Ещё немного оффтопа
Колоссальный труд, который проделал
TEKTRON для оценки и улучшения ряда ключевых характеристик доступных ему мультиметров, наглядно демонстрирует очевидный факт: при всей сбалансированности бюджета погрешностей приборов лимитирующим фактором всё же был источник опорного напряжения. В связи с этим обстоятельством особенно интересно было бы узнать, как повлияла установка строенного ИОН в HP3456A за место штатного. Но и по представленным результатам хорошо видно, что HP3456A на голову выше своих младших братьев. А что если в него поставить с десяток LM199 ?
Действительно, что же мешает сделать ИОН с бОльшим числом элементов в группе? Взять хотя бы 10, а лучше 20 или даже 40. Например, как я это проделал с обычными КС191:
На самом деле причин много, наиболее важная из которых - экспоненциальный срост трудоёмкости подбора прецизионных стабилитронов по параметрам. Вообще говоря прецизионные стабилитроны - штука недешёвая, а термотренированные стабилитроны с нормированным шумом и долговременной стабильностью - очень даже дорогая. А теперь представьте что будет, если эти детальки "на вес золота" ещё и группировать/разбраковывать по напряжению стабилизации. Мера получится с ценой КАМАЗа. И это ещё без учёта отвратительной ремонтопригодности, которая связана как вы понимаете снова с длительным подбором стабилитронов из целой кучи подобных.
И вот недавно я обнаружил, что у нас в стране данный подход не зарос бурьяном, а очень даже активно развивался и не только в теоретическом плане. Подробности можно узнать из патента на изобретение (см. а/с 1765810):
А на следующих фотках резисторные сборки, которые использовались в мере напряжения из вышеуказанного патента. Называются они "матрицы резисторные микроэлектронные". Представляют собой набор фольговых элементов сопротивления на одном керамическом основании. Насколько я могу судить, две 1-кОмные сборки используются при получения группового среднего отдельно для стабилизатора тока, и для выходного напряжения меры. Сборка-делитель нужна для обратной связи ОУ и масштабирования 6,4 В в 10 В (поэтому такие необычные сопротивления плеч делителя). Все резисторы в сборках имеют допуск 0,01% (реально - ещё точнее), температурный коэффициент не более 5 ppm/C. Каков ТК деления - неизвестно.
Пару слов о другой проблеме, которая изначально преследует разработчиков групповых "статистических" мер напряжения. Как в течение длительного времени проводить наблюдения (оценивание) параметров большой группы стабилитронов или резисторов? Точных приборов на всех не напасёшься, значит нужны какие-то управляемые коммутаторы или сканеры. Более того, если речь идёт о контроле малых изменений (единицы ppm) в течении длительного времени (сотни-тысячи часов), то неопределённое местоимение "какие-то" и вовсе неуместно.
Когда мне понадобилось в течении квартала время от времени регистрировать выходное напряжение 8-ми источников с неопределённостью, привносимой коммутатором, не более 0,1 ppm, я не на шутку призадумался. В конечном итоге я решил использовать старые дедовские переключатели с врезными контактами и все манипуляции делать вручную. Разумеется всё это было размещено в массивной литой алюминиевой коробке, а соединения выполнены медной витой парой.
Немного позже у меня появились два блока слаботочных герконовых реле от вольтметра Щ1516. Весьма неказистая у них конструкция, но сделано с умом. Все герконы расположены в массивной силуминовой обойме для выравнивания тепловых градиентов. А выравнивать есть от чего: каждая катушка реле рассеивает около 0,5 Вт.
Правда к этому моменту все эксперименты я завершил и создание сканера стало неактуальным.
И всё же небезынтересно, что же используют не в любительских условиях, а на самом высоком уровне, т. е. в непосредственной близости от национального эталона? Что сейчас используют - я не знаю. А вот что использовали 10-20 лет назад - показать могу.
Номер 1: классический 16-канальный сканер Solartron Minate 7010. Входил в состав допкомплектации почти всех взрослых мультиметров этой фирмы. По сути представляет собой пустую 19-дюймовую коробку с импровизированными герконовыми реле и небольшой кучкой логики с индикатором канала. Конечно же конструкция реле, как и типы герконов в них отнюдь не простые. Коммутация за 1 мс, ничтожная инъекция заряда и термоЭДС. Неудобство этого сканера в том, что он подключается только к интерфейсу Minate мультиметров Solartron и без наличия оного работать не может. Впрочем, имитировать его интерфейс при желании можно всего одной микросхемой.
Номер 2: очень редкий прибор - 10-канальный мультиплексор немецкой компании PREMA, модель 2000. Упоминания о нём в Сети я пока не обнаружил. Сравнивать его с Minate 7010 - всё равно, что день и ночь. Тяжёлый, корпус релейного блока из 3-4-мм алюминия, куча кабелей со спецразъёмами, удобный интерфейс для ручного управления каналами. А слышали бы вы, как громогласно щёлкают сразу все 10 реле при включении прибора. У меня даже ребёнок от неожиданности подпрыгнул. В общем, брутальная конструкция, иначе не скажешь.
Наконец,
номер 3: то, без чего как правило не обходится передача единицы напряжения между эталонами - нановольтметр. На этот раз меня удивила известная в узких кругах фирма Tinsley со своей моделью 6045. При внимательном (и не очень) рассмотрении это оказался продукт совсем другой компании EM Electronics, которая хоть и не существует более, но всё равно остаётся №1 в табеле о рангах нановольтметров во всём мире. Т.о. Tinsley 6045 - это OEMный прибор. Об этом говорит и тот факт, что в линейке изделий EM Electronics он не упоминается, а его фото всего лишь раз засветилось в журнале Phys. Bull. 1982 года.
Питание как и у всех подобных приборов батарейное. Разумеется штатные аккумуляторы давно почили и заменены 14-ю пальчиковыми Ni-MH (сплошное разорение). Зато в остальном прибор не разочаровал. Даже при максимальной полосе пропускания фильтра он имеет шумовую дорожку всего лишь в сотни пиковольт! И достаточно лишь дотронуться пальцем до массивных медных клемм или медной перемычки между ними на самом чувствительном пределе 10 нВ, как стрелка стремительно убегает от нуля. К слову, у основного конкурента в нано-области - Keithley лишь два изделия сравнимы по характеристикам даже с таким, отнюдь не последним в линейке нановольтметров, прибором. Это Keithley 148 и предусилитель Keithley 1801. Первый имеет собственный шум 1 нВ p-p
и содержит вибропреобразователь на входе, второй соответственно 0,6 нВ p-p и в основе имеет... модуль предусилителя EM Electronics
получилось, но выложить смогу не ранее, чем в конце следующей недели. Много времени уйдёт на оформление и текстовку. Пока не завершу одну задачу, по которой дал обещание, надолго отвлекаться на посторонние дела не могу.
