Jump to content

    

сверхточное измерение напряжений

Из старых- хорош В7-34. И хотя заявленные погрешности у него хуже, чем у В7-72 и у Агилента (заявленные, а не реальные), поверка на калибраторах типа Н4-7 и В1-9 показывает, что по точности он не уступает вышеупомянутым. И он очень стабилен. У нас на работе их было множество, так что статистику было из чего набрать. Я объясняю это тем, что во времена ег разработки у производителя просто не было в наличии соответствующих эталонов. Из импорта мне когда- то очень понравился вольметр ПТ Systron-Donner. Теперь таких не делают, к сожалению.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Теперь таких не делают, к сожалению.

Отпала потребность в хороших приборах?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Точные измерения- это непременный аттрибут качества. Современная рыночная парадигма качества не предусматривает. Во всяком случае, как основной критерий . Есть некоторые отрасли, где это ещё нужно. Но это, скорее, исключение. Поэтому вместо вольтметров имеем гаджеты.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В7-34 - один из примеров того, как одна лишь тщательная проработка классических решений позволяет создать прибор более высокого уровня.

Известно, что от АЦП двухтактного интегрирования, собранного на элементной базе 80-х годов, практически невозможно получить линейность лучше, чем 10^-4 ввиду противоречивых требований к компаратору и диэлектрической абсорбции конденсатора в интеграторе. Разработчики решили не сдаваться, т.к. переход на ШИМ АЦП (как на последующем В7-46) привёл бы к необходимости микропроцессорного управления. Путём введения подбираемой при настройке компенсирующей RCC цепочки в интегратор и разбиением нуль-компаратора на два каскада проблему удалось решить с наименьшими затратами.

Второй по метрологической важности элемент вольтметра - ИОН. И здесь мы видим подход, ценность которого заключается в деталях. В качестве основы взят распространённый и дешёвый стабилитрон КС190Г класса долговременной стабильности 0,02 и помещён к компактный малоинерционный термостат с однослойной обмоткой нагревателя и крошечным бусинковым термозеристором.

Третий элемент - резистивные делители, коих в В7-34 не мало. Традиционное решение включало в себя цепочки микропроволочных резисторов типа МРХ или МВСГ. Конструкторы пошли несколько иным путём. Не отказавшись от манганинового микропровода, они предложили сделать делители более компактным и стабильными за счёт выполнения обмотки на едином керамическом каркасе и размещения подгоночных резисторов непосредственно рядом с ним в одном герметичном корпусе. Аналогичная конструкция применялась и в более раннем В7-27 того же производства МНИПИ, только шифр ДНМ она ещё не имела.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Именно так. Точный прибор- это не только и не столько многоразрадный АЦП, сколько резисторы, конденсаторы и ещё колдовство с конструкцией с целью минимизации всяческих паразитных эффектов. По сути, впечатляющие успехи в полупроводниковой технологии в смысле точности измерения не дали ничего, или почти ничего. Точность и стабильность хороших настольных лабораторных приборов разработки 70-80-х годов прошлого века не хуже, а иногда и лучше современных. Сервис улучшился-да. Размеры уменьшились- да, за счет уменьшения размеров чисто цифровой части приборов, да и то не очень радикально. Ну и ещё потребляемая мощность уменьшилась, потому, что в старых приборах использовалось много логики ТТЛ и ТТЛШ. То же касается и калибраторов. Более того, сотрудники ВНИИМС мне говорили, что они предпочитают старые калибраторы современным, как более надежные в плане стабильности метрологических характеристик.

Share this post


Link to post
Share on other sites

iddqd2001 , можно ли немного подробнее рассказать про оптомодуляторы в в2-39? В чем их уникальность?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Модераторам:

Тема сверхточного измерения напряжений, если не ошибаюсь, находится совсем не по адресу, ей место в метрологии.

Именно так. Точный прибор- это не только и не столько многоразрадный АЦП, сколько резисторы, конденсаторы и ещё колдовство с конструкцией с целью минимизации всяческих паразитных эффектов. По сути, впечатляющие успехи в полупроводниковой технологии в смысле точности измерения не дали ничего, или почти ничего. Точность и стабильность хороших настольных лабораторных приборов разработки 70-80-х годов прошлого века не хуже, а иногда и лучше современных. Сервис улучшился-да. Размеры уменьшились- да, за счет уменьшения размеров чисто цифровой части приборов, да и то не очень радикально. Ну и ещё потребляемая мощность уменьшилась, потому, что в старых приборах использовалось много логики ТТЛ и ТТЛШ. То же касается и калибраторов. Более того, сотрудники ВНИИМС мне говорили, что они предпочитают старые калибраторы современным, как более надежные в плане стабильности метрологических характеристик.

Да Вы, батенька, ретроград, как я погляжу. Периодически немного касался этого вопроса и могу во многом возразить:

1. ИОН с 70-80 годов стабилизировались на порядки, а приборы на их основе работают в полевых, а не тепличных условиях.

2. Появились самокалибрующиеся операционные усилители со встроенными ИОН, ЦАП и АЦП, которые догнали по напряжению смещения и обогнали по стабильности и другим характеристикам самые крутые, но капризные суперпрецизионные ОУ.

3. Разрядность и точность современных АЦП (16-24 разряда +/-0.5 разряда) тоже никакими аналоговыми хитростями не компенсировать.

4. Приборы стали надёжнее, не боятся статики, часто - не требуют измерительных камер при тех же режимах за счёт цифровой обработки сигнала, которой в старых приборах не было. До сих пор жалко ЕМНИП советские прибалтийские В7-49, которые дохли как мухи от случайного прикосновения.

5. Само применение более чистых полупроводниковых технологий и цифровых методов не могло не сказаться на точности и стабильности измерений. Сейчас портативные приборы часто измеряют с большей точностью, чем раньше стационарные. За счёт снижения потребления и автономного питания у них меньший термодрейф и нет чувствительности к утечкам.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Всё, что Вы, YIG, перечислили является бесспорным, но в основном применительно к сегменту DMM среднего уровня - 4,5-6,5-разрядным. Тенденция перехода от дискретных АЦП к интегральным решениям наметилась в таких приборах очень давно. Вот на память несколько примеров: FLUKE 8808A – LTC2440, Agilent 34410A - AD9283+AD9200, FLUKE 289 – LTC2415, FLUKE 189 – LTC2435, Rigol DM3061 - ADS1256. Что касается ИОН, то в десктопных мультиметрах LM399AH всё ещё вне конкуренции.

Вместе с тем, сегмент приборов для сверхточного измерения и воспроизведения напряжений более консервативен. Мультиметров с разрешением 8,5 десятичных разрядов на всём белом свете 11 моделей. Их схемотехника давно известна и каких-то кардинальных изменений в области АЦП, ИОН за последние годы не наблюдалось. Как использовали в ИОНах проверенные временем и метрологически предсказуемые Nx1N829 и LTZ1000, так и используют. Изменения лишь в деталях: кто-то упор делает на статистические делители, кто-то на индуктивные, Datron - на ШИМ, где-то решили использовать термоциклическую нормализацию и т.п. Даже самокалибрующихся ОУ там не увидишь, не говоря об интегральных АЦП.

 

shkal уникальность их конечно же в характеристиках: http://www.lightbyled.biz/Downloads/OEC.pdf. К примеру, советские ОЭП-16 долгое время использовались в МДМ усилителях вольтметров и калибраторов, но для диапазона нановольт они не подходят. Кстати, В7-54, о котором так же идёт речь в заметке, разрабатывался в двух модификациях, отличавшихся кроме всего прочего ещё и тем, что в одной низкочастотный канал входного нормирующего усилителя был выполнен на дискретных элементах и фоторезисторном модуляторе, а в другой (с худшими характеристиками) - всё это заменено на два чоппер ОУ LTC1150.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да Вы, батенька, ретроград, как я погляжу. Периодически немного касался этого вопроса и могу во многом возразить....

Речь шла о точных лабораторных приборах. Поинтересуйтесь паспортными данными. Из них совершенно четко видно, что как в плане метрологических характеристик, так и в плане рабочих условий эксплуатации никаких существенных изменений не произошло.

Касательно АЦП: я об этом уже упоминал, что, скажем, интегрирующий АЦП старого прибора, который делался на что-то десятке активных аналоговых компонентов по метрологии, как минимум, не уступает современному, сделанному на ИС. И тот и другой требует прецизионных пассивных компонентов. Причем высокостабильных, состаренных. По потреблению- да, современные выигрывают, как правило. Но выигрыш этот- десятки- сотни милливатт, что для настольного прибора большого значения не имеет.

Про ИОНы Вам уже объяснили. Да, 1N829 или 2С191ОС требуют около 100 мВт в номинальном режиме. Современные ИОН могут также выигрывать по данному параметру, но опять- таки это не радикальный выигрыш для лабораторного прибора.

Все остальные аргументы изложены у iddqd2001.

Добавлю, что для специальных измерительных устройств, предназначенных для работы в жестких условиях эксплуатации типа УХЛ-1, современная элементная база позволила достигнуть значительного пргресса как в плане точности, так и в плане массогабаритных показателей. Я сам занимался такими вещами, и не признать этого факта было бы глупо. Но эти вещи не входят в круг обсуждаемых в данной теме вопросов. У них и требуемые погрешности совсем другие.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Речь шла о точных лабораторных приборах.

Вообще-то да, я имел в виду брэндовые модели относительно высокой точности таких производителей как Keithley и Fluke, а не сверхточные приборы, которые мне недоступны. Консервативность в последних легко объяснима: их разработка и производство - дело некопеечное, а потребность исчисляется единицами-десятками в год. Покуда топовая модель не окупится, разрабатывать что-либо более передовое нет смысла. Поэтому схемотехника не может меняться также быстро, как в точных вольтметрах и мультиметрах.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да применяют сейчас везде и АЦП однокристалльные и прочь. Я говорил не о том. я про то, что микроэлектроника в прецизионном приборостроении не дала практически выигрыша в плане метрологии. То есть того, для чего, собственно, и делают приборы. Масса и размеры уменьшились, да! В сегменте дешевых приборов- да, прогресс. И прогрессивные ИМС и цифровая обработка не могут снять потребность в высостабильных компонентах особенно для прецизионных приборов. И качество разработок снижается, видимо, из-за того, что разработчики очень уж сильно полагаются на повые ИМС. Отсюда- часто предпочитают старые, проверенные приборы.

 

Упомянутый выше вольтметр Агилент- яркий пример. В частности, кроме того, что я уже говорил, стоит внимательно прочесть раздел о влиянии коеффициента формы на точность измерения напряжения переменного тока. Прибор заявлен как "TRUE RMS". А доп. погрешность от формы напряжения намекает, что это совсем не так. Как у обычного выпрямляющего. Или, скажем, почему-то количество выборок для усреднения нельзя произвольно запрограммировать. Только, если память не изменяет, 3 или 4 значения.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сам я "для дома, для семьи" использую старенькие Solartron 7081 и Datron 1071, соответственно 8,5 и 7,5-декадные. Но не смотря на то, что они оба в отцы годятся В7-54 и новоделам, метрологическими характеристиками могут блеснуть до сих пор. К примеру, Solartron 7081 выпуска 1984 года не калибровался более 20 лет, тем не менее, когда он попал ко мне, то имел погрешность на DCV и R меньше, чем любой из ранее упомянутых более новых мультиметров за 12 мес.

А схем на Datron 1071 у Вас случайно не имеется?

Я как раз сейчас свой ремонтирую, похоже ПЗУ при пониженной температуре не читаются.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот здесь я обращался с просьбой о сканировании схем на Datron 1071. Обещали помочь.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте. Хотелось бы узнать ваше мнение о флюке 8508а

Share this post


Link to post
Share on other sites

Думаю, что углубляться в спецификацию 8508А малоинтересно, тем более, что даже сервисное руководство доступно всем желающим.

 

eab28683273ft.jpg

 

В целом мне представляется, что 8508А по праву может называться самым лучшим эталонным мультиметром. От своих "родителей" - Wavetek 1281 и Datron 1281 - он перенял структуру лицевой панели, каскадную трансформаторную схему источников питания (традиционные два жёлтых тороида), тип АЦП и плату ИОН. Последняя вообще не претерпела никаких изменений (даже тип конденсаторов остался тем же), разве что LT1013 рядом с резисторной сборкой Vishay сменил корпус на DIP8. Всё остальное подверглось существенной переработке, в т.ч. отказались от блочно-модульной структуры мультиметра за счёт перехода на SMD и, как результат, более плотного монтажа; заменены все громоздкие серийные микропроволочные и фольговые резисторы на компактные проприетарные микросборки.

Правда от наследия 1281 и капля дёгтя всё же имеется. Fluke 8508А самый медленный среди ныне выпускающихся эталонных мультиметров. В режиме 8-1/2, где конкуренты обеспечивают 5-6 преобразований в секунду, 8508А - всего лишь 0,16. При уменьшении разрядности шкалы ситуация ещё больше усугубляется.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now