Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

[bsw_m]

Прежде, чем выполнять какие либо доработки прибора, необходимо знать фактические характеристики полностью исправного прибора. А так как их 2, то идеальный вариант, один оставить в оригинале, а второй дорабатывать и затем уже сравнивать между собой.
Поэтому, перед началом всех работ были проделаны следующие вещи: проверен входной ток, он был слишком высокий ~100пА.
Промывка плат и последующая их сушка привела к снижению до значения в 30пА, лучше, но не супер (в моем первом 39-м входной ток был на уровне 6-9пА).
Далее вольтметры были оставлены на прогон в течение 24-х часов с последующей проверкой по основным диапазонам.
Тут выяснилось следующее, при измерении напряжения на диапазоне 10В имеется нестабильность(шум) показаний около 10е.м.р
При измерении меры сопротивления 10кОм нестабильность показаний составила 40е.м.р для одного прибора и 30е.м.р. для второго.
Это не лезет ни в какие ворота, тем более в памяти стабильный как скала первый 39-й, прошедший через мои руки.
Провел простой тест: подключил осциллограф к измеряемому резистору и увидел разнополярные импульсы амплитудой 200мВ p-p, с частотой работы импульсного преобразователя...
Вывод - все фильтрующие емкости под замену.
Продолжение следует...

[Дмитрий М]

Кстати а В7-34А сейчас имеет какую-то потребительскую ценность приборную кроме как по содержанию ДГМов? Отдали за работу в полном комплекте, даже с ЗИПом и доками полными (деды хранили в лаборатории бережно) и вот думаю что с ним делать...

[bsw_m]

В принципе, это неплохой 5.5 разрядный вольтметр. Достаточно точный. Имеет ли он ценность для вас, только вы и можете определить.

[Дмитрий М]

Ну если его стоимость в утилизации выше или равна аналогичному импорту бу то лучше импорт взять. Редко советские приборы с таким стажем надежно работают ...

[bsw_m]

Стоимости в утиль данного прибора не знаю. Но с остальным - согласен. Поэтому тут на мой взгляд такой путь - узнать стоимость, если за нее можно приобрести современный прибор, на этом и закончить. Если нет - проверить исправность и метрологию, рабочий - использовать, не рабочий - проще в утиль

[Дмитрий М]

А примерный интервал цен на импортный аналог бу 5,5 разряда не подскажете?

[RUS_D]

Есть в наличии почти рабочий (надо БП перетряхнуть- противно что то там пищит)
Универсальный вольтметр В7-40/3
напряжения, сопротивления измеряет

Стоит с ним возиться или в утиль??

[YellowColor]

Дмитрий М писал(а):

бу 5,5 разряда

13-20 обычно. Пару лет назад в Москве продавался HP 3478A за 11, что ли.

Стоит с ним возиться или в утиль

стоит, в родном преобразователе меняется что-то, частота повышается. Или радикально, кто-то здесь менял родной преобразователь на LM2596, результат годный

[RUS_D]

Полез его смотреть, а на нем еще пломбы заводские на крышках 4 квартал 91 года
так что в него еще никто не лазил... буду первым.
Как раз на днях себе подарок купил - Hantek DSO5102P
Будет чем поглядеть что там и как работает, а то карманным Хамелеоном не всегда удобно..
нашел схему - там куча аналоговых питальников и один для +5, надо проверять кандюки может они подохли в хлам и звенит дросель.

Вложения

Screenshot-432.jpg

(180.38 KiB) Скачиваний: 326

Screenshot-431.jpg

(179.18 KiB) Скачиваний: 290

[YellowColor]

Дроссель там звенит у всех.
http://offtop.ru/dustyattic/v20_911028_2_.php тут это обсуждалось. Но я итоговый результат не проверял, поэтому сказать ничего не могу. Где-то еще видел замену на LM2596, но не помню где

[RUS_D]

Вскрыл
Все кондюки почти в ноль по емкости, ESR десятки ом - выкусил и впаял новые Low ESR.
Теперь звон на пределе слышимости (высокочастотный) - напряжение все в норме.
Прогнал его по тестам - пока ток, напряжение и сопротивление (макс 20МОм) показывает верно.

После праздников притащу с работы мультиметр APPA 109N и калибратор BEAMEX MC5-R-IS - ARTVIK и прогоню еще раз.
О результатах отпишусь.

P.S. если писк достанет - подумаю о переделке, Спасибо за наводку YellowColor.

[Дмитрий М]

На радиосканнере вроде бы переделка была с изготовлением новой платы питальника. У меня один 40 пищит с рождения, другой тихий всегда был.

[bsw_m]

После предварительной оценки состояния В7-39, которые мне попали в руки, был выбран кандидат для издевательств. Им оказался мой экземпляр. Причина выбора - неисправность.
А мне везет на неисправные приборы
Итак, по порядку:
В приборе были заменены емкости во вторичной цепи источника питания аналоговой части, были установлены не номиналы, а в 10 раз больше (на возможный выход из строя нежных диодов выпрямителя мне плевать, так как источник будет переделываться)

Дальнейшая диагностика выявила следующий букет неисправностей:

1. Неисправность преобразователя R - большой уровень шума, как следствие нестабильность показаний до 60е.м.р.
2. Неисправность АЦП: разница показаний при смене полярности до 30ppm (проверялось непосредственной подачей испытательного напряжения на вход АЦП, дабы исключить на 100% усилитель).
3. Вопросы со входным усилителем: регулировки усилителя слежения и основного усилителя очень острые и они уплывают за часов 12.

Хотел изучить данный прибор более подробно - получил И я на самом деле рад этому.

Теперь по порядку, если говорить про АЦП, то под подозрением входной ключ, а именно транзистор, который замыкает вход на землю, есть подозрение, что он подтекает. Транзистор там 2П303. В остальном АЦП ведет себя более чем достойно - нет зафиксированных шумов, ноль держит как скала, причем "0" у него не изменяется как при обычной работе, так и при куче усреднений. Дальше пока не копал - на все нужно время.

Входной усилитель: Очень острая регулировка усилителя слежения, сложно поймать положение многооборотного резистора СП5-3В, в котором смещение нуля будет ниже 100мкВ, при этом, даже если и удается, то смещение скачет в пределах 30мкВ.
Точно такая же очень острая регулировка основного усилителя - практически невозможно поймать такое положение регулировочного многооборотного резистора СП5-3В, при котором на выходе отсутствует меандр. Но беда еще и в том, что данные регулировки достаточно бодро уплывают, более того, выходной усилитель очень чувствителен к изменению режима работы усилителя слежения. Последний чуть уплыл - на выходе получаем меандр, а не постоянку. Я подозреваю, что тут все же неисправность, и это не является нормальным поведением данного узла. Когда усилитель отстроен и не успел уплыть, его смещение "0" не превышает 5мкВ, ровно как и ошибка при любом допустимом входном напряжении.

С преобразователем R пока глубоко не копал, в нем проблема в виде шумного измерительного тока.
Так же хотелось бы отметить некоторые интересные алгоритмы работы прибора, в частности при измерении сопротивления, как обычно, я не буду расписывать, кому интересно - может обратиться к документации на прибор, благо она уже доступна в интернете и вполне читаема. Скажу одно, с примененным алгоритмом, особенно на базовом пределе измерения (1кОм), разработчикам удалось избежать многих факторов, вносящих погрешность в измерения. Для точного измерения сопротивления достаточно краткосрочной стабильности прибора в 1секунду. Точность измерительного тока, точность коэффициента передачи усилителя (при измерении на диапазоне 1кОм), точность работы АЦП не влияют на точность измерения. Тут имеет значение только точность "опорного" резистора. Могу сказать еще раз браво разработчикам данного прибора

Теперь о доработках, которые будут выполняться параллельно с ремонтом прибора.
Источник питания цифровой части - тут все просто - построю на одной из распространенных микросхем buck конвертера от TI.
Источник питания аналоговой части, мысли были разные, вплоть до построения совершенно нового более высокочастотного преобразователя. Но прихожу к решению оставить родной развязывающий трансформатор и построить источник со следующей архитектурой: Предварительный импульсный стабилизатор 40В->25В (обусловлено коэффициентом трансформации), построенный по buck топологии на одном из контроллеров от TI. Преобразователь на SG3525, которая будет работать в качестве генератора и драйвера полевых транзисторов, без стабилизации, но с защитой от КЗ. Собственно причина выбора такого решения - нежелание еще переделывать развязывающий преобразователь, который управляется от обмотки основного трансформатора, на плате преобразователя R
Плату линейных стабилизаторов тоже собираюсь переделать, и немного изменить подход к сбросу с нее тепла.
О потреблении, стабилизатор цифровой части рассеивает около 20Вт, Источник питания аналоговой части рассеивает >30Вт, что и собираюсь исправить.

P.S. О годе разработки и запуска в серию, в формуляре в списке внесения изменения первая отметка датирована 26-м августом 81-го года. Так что, я все же склоняюсь к тому, что прибор в серию пошел в 81-м году, а разрабатывался он в конце 70-х. На момент выхода, по сути, это был прорывной вольтметр, да и на данный момент, если он исправен, то прибор не выглядит очень бледно.

Добавлено after 39 minutes 11 seconds:
Дабы не быть голословным про стабильность нуля в данном приборе, о чем я говорил ранее, и говорю сейчас. Вот небольшое видео, как прибор держит "0".


Добавлено after 2 hours 15 minutes 57 seconds:
К слову о датах, это фото листа из формуляра, впрочем, это не говорит о начале серийного производства. Но вероятно позволяет сделать вывод, что прибор уже начали поставлять потребителям, как опытный.


P.S. Скорее всего, судя по листу внесения изменений, статус сменился с "О", на "А" все же в 1986-м году

Добавлено after 5 minutes 8 seconds:
Анализируя данный прибор, я прослеживаю, что разработчики сильно оглядывались на 3456A, это и функционал и диапазоны и разрешение. Но схемотехнически приборы разные.
Интересно, В7-39 все же является полностью собственной разработкой МНИПИ, или все же он скопирован с какого буржуйского образца, и творчески переосмыслен.

[Electricman]

Эх, мой 46ой так ноль держит только пару минут, потом начинаются танцульки.
Решить проблему, наверное, можно только заменой импульсных трансформаторов шустрыми оптронами, и уменьшением количества логики в реверсивном счётчике. Ибо задержки и дают мне нестабильный ноль, даже при закороченном входе АЦП.

Кстати, а 39ый измеряет на "краю диапазона"? Например, измерить хВ на пределе хВ?

[bsw_m]

Electricman писал(а):

Кстати, а 39ый измеряет на "краю диапазона"? Например, измерить хВ на пределе хВ?

Первый 39-й, что был у меня, при измерении меры сопротивления, номиналом 1мОм и фактическом сопротивлении 1.02мОм, показал 0.0010 Ом

Добавлено after 2 minutes 9 seconds:

Electricman писал(а):

Эх, мой 46ой так ноль держит только пару минут, потом начинаются танцульки.
Решить проблему, наверное, можно только заменой импульсных трансформаторов шустрыми оптронами, и уменьшением количества логики в реверсивном счётчике. Ибо задержки и дают мне нестабильный ноль, даже при закороченном входе АЦП.

К сожалению, тут подсказать ничего не могу, так как не приходилось ни анализировать ни тем более копать данный прибор. Но в целом, не думаю, что это нормальное поведение, когда его "болтает".

[anatol378]

СП5-3В был применен мною в схеме термореле. Пришлось заменить подборными. Велика зависимость от температуры.

[Electricman]

Не, я к тому, что не все могут измерять на краю без переполнения. Как в большинстве мультиков - например, на пределеле 2В можно измерить только 1.999, и не более, дальше - переполнение. Просто мне нравится, что 46ой обходит это ограничение, и 2.048В на нём можно измерить на пределе 2В.

Я копал вот, и всё печально. А хочется стабильных показаний, а они перемигиваются даже на фильтрации. Пускай и 1емр, но всё равно.

[bsw_m]

Electricman писал(а):

Не, я к тому, что не все могут измерять на краю без переполнения. Как в большинстве мультиков - например, на пределеле 2В можно измерить только 1.999, и не более, дальше - переполнение. Просто мне нравится, что 46ой обходит это ограничение, и 2.048В на нём можно измерить на пределе 2В.

Ааа, вы про это? В7-39, базовый диапазон 10В, перегрузка 50%, т.е. им можно измерять 15В, а если более точно 15.03 - дальше уже индикация перегрузки. По остальным диапазонам - то же самое.

[Electricman]

Эх, вот этот момент уже печален для меня. Привык я к тому, что 220000 отсчётов, а тут, грубо говоря, 1500000.
Вот это меня всегда отталкивало в импорте - пределы не кратные двум. Хотя, всё равно 39ый хотел бы.

[bsw_m]

Electricman писал(а):

Эх, вот этот момент уже печален для меня. Привык я к тому, что 220000 отсчётов, а тут, грубо говоря, 1500000.
Вот это меня всегда отталкивало в импорте - пределы не кратные двум. Хотя, всё равно 39ый хотел бы.

Как пример, В7-54, максимум на базовом 20.05В, В7-34: 12В.
Ну а 39-й прибор интересный в плане заложенных в него решений, но учитывая реалии того времени в союзе, некоторые моменты были просто обрезаны в нем. Тем не менее это не влияет на то, что прибор интересно изучать и есть простор для творчества по его доработке, благодаря модульности его конструкции. Если же говорить о приборе для работы, поверьте (особенно при сопоставимой цене), лучше посмотреть в сторону 34401A, или еще лучше 34410A. Все таки место таким приборам, как 39-й, 46-й и т.д. - в истории.
Все эти ковыряния, таки Just For Fun.