Методика калибровки мультиметров

[ДядяВован]

удар в псину

жалко собачку

[rrca]

[uquote="haker_fox",url="/forum/viewtopic.php?p=4781648#p4781648"]То, что лично ваш прибор требует прогрева 3 часа -- это только лично ваши проблемы. Ещё не факт, что они справедливы, совершенно неизвестно, насколько верно вы выполнили все измерения.
... Так какие 3 часа???
Давайте ещё учтём какие-либо индивидуальные, но совершенно законные, особенности вашего вольтметра.[/uquote]

Отвечу о "лично ваш" и 3 часа.
TL/DR: 34401 простой мультиметр для инженеров (в оригинале не метрологический прибор), и в силу конструкции имеет заметный начальный тепловой дрейф. Документация оговаривает время warm-up в 2 часа. Я лично исследовал 4шт 34401 и все они (и приборы людей с eevblog) показывают время выхода на плато порядка ~3-4 ч.

Длинно:
В оригинале HP34401A это лишь инженерный мультиметр, поэтому его конструкция проста. У прибора закрытый корпус без принудительной вентиляции. ИОН LM399 и кварц распаяны напрямую на ПП. Стабилизаторы БП в качестве радиатора используют ПП и все тепло выделяют внутрь. Также тепло внутрь корпуса выделяет катод ВЛИ и все остальное. Все это приводит при включении к росту внутренней температуры до момента ее стабилизации. Внутренней термокомпенсации нет. ACAL нет.

Как итог, у любого 34401A после включения существует заметный тепловой дрейф. Заявленным паспортным характеристикам дрейфа это не противоречит, так как точка калибровки находится за точкой выхода на температурный режим, это оговорено но неявно. Документация по этому поводу выражается так: "after fully warmup". Или так: «If you leave the multimeter in the same range for an extended period of time, and the ambient temperature changes significantly (or if the multimeter is not fully warmed up), the internal offsets may change.»

Здесь и далее документ: Keysight 34401A 6½ Digit Multimeter User’s Guide Edition 10, August 2014

При рассмотрении характеристик полезно прочесть мелкий шрифт сносок после блоков характеристик:
p217. Autozero OFF Operation - Following instrument warm-up at calibration temperature ±1°C and <10 minutes, add 0.0002% range additional error + 5 µV.
p217. [1] Specifications are for 1-hour warm-up at 6 1⁄2 digits.
p218. Following a 2-hour warm-up.
p219. [1] Specifications are for 1-hour warm-up at 6 1⁄2 digits
p224. Following a 2-hour warm-up.
p228. Following a 2-hour warm-up.
p229. [1] Specifications are for 1-hour warm-up at 6 1⁄2 digits.

Аналогичное есть в Service Guide, включая прямое требование:
p64. Allow a 2-hour warm-up period before verification or adjustment.

2-hour warm-up это просто "приемлемое время". Достаточно большое, но не 3-4 часа, которые были бы вообще неприемлемы (что? половина рабочего дня?).
Мое личное исследование 4 шт. 34401A показывает, что в реальности интервал времени 2ч. слишком оптимистичен, этого времени мало. Дрейф продолжается и после 2ч. Перегиб графика, "колено" выхода на плато у 34401A находится после ~3ч. прогрева. Гарантированное плато идет на ~4 часу прогрева при неизменных внешних условиях. Все что нужно для исследования это zero-short plug, включить холодный прибор и писать с него данные 5-6 часов.

Поэтому требование 3ч. прогрева перед калибровкой 34401A выглядит разумно. В метрологических лабораториях и cal-lab'ах аппаратура не отключается и грамотные метрологисты или просто "volt-nut"s'ы грели бы прибор сутки. Кстати, есть команда гасить дисплей чтоб не выгорал неравномерно (катод при этом не отключается).

[Mickle]

Просто оставлю это здесь

[Эдуард В.]

[uquote="rrca",url="/forum/viewtopic.php?p=4805338#p4805338"]Отвечу о "лично ваш" и 3 часа.[/uquote]
[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=4805341#p4805341"]Просто оставлю это здесь [/uquote]
У меня было предчувствие, что справедливость восторжествует! Необоснованные нападки на меня отметят другие участники форума.

rrca, спасибо за подробное и систематизированное изложение проблемы прогрева 34401A.
Мои выводы были основаны на результатах опытов - графиков, подобных тем, что выше выложил Mickle. Такого стабильного ИОНа на 10 В у меня пока нет, поэтому измерял переменные и постоянные напряжения при закороченных входах и токи при открытых входах. В моём случае больше был показателен нулевой переменный ток, но это актуально для 7-й прошивки 34401A, на более "свежих" прошивках картина по нулевому переменному току немного другая.

По косвенным признакам (замеры после калибровки) метрологи ПриСТа выполнили мою просьбу прогреть 3 часа и больше. За что им ещё раз спасибо!
Могу только ещё раз подчеркнуть, что если лабораторию специально не просить, то с большой долей вероятности прогреют так, как написано в инструкции, между строк читать не будут. Это не только к ПриСТ относится, со многими лабораториями общался. Также у представителя ПриСТ на данном форуме прошу прощения за мою назойливость. Мне очень нужно было, прошу понять и простить
Под конец меня соединили с метрологом, который должен был калибровать мой 34401A, он мне сразу предложил оставить включенным на ночь, т.е. нет проблем у нормальной лаборатории прогреть подольше.

Сейчас в ПриСТ на калибровке мой DMM7510 уже за оплату на общих условиях. С ним тоже неожиданно для меня возник нюанс после обзвона лабораторий в области моей досягаемости, но уже не с моей стороны. Только с ПриСТ получилось наладить конструктивный диалог по этому поводу. Очень надеюсь, что всё получится хорошо. Через пару недель узнаю. Пока детали излагать не буду, т.к. их можно по разному воспринять. Когда получу DMM7510, проверю, что могу, тогда напишу. Пусть будет интрига.

[Муркиз]

Пусть будет интрига:


Бюджета страны хватит на его покупку ?

Screenshot_2026-04-08-10-28-11-689_com.opera.browser-edit.jpg

(175.27 КБ) 283 скачивания

[Dӧppelganger_857]

[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=4805341#p4805341"]Просто оставлю это здесь [/uquote]
Присоединяюсь
У меня график в "семплах", а не часах, но каждый "семпл" это 4с (100PLC). Опорник конечно не бог весь какой - LM399 + КМ308НР1 которые предварительно работали включенные пол-дня. Но температура в помещении оставалась стабильная.

Плюс, у 401А прогрев кишков зависит от напряжения в сети и фишки селектора сетевого напряжения. Когда я для сети 230В сменил фишку с 220 на 240, он стал более холодным. Насколько не скажу, не мерил ещё, но есть для таких целей удобная "DIAG:TEMP?"

[Прист]

[uquote="Муркиз",url="/forum/viewtopic.php?p=4805451#p4805451"]Бюджета страны хватит на его покупку ?[/uquote]
подешевело https://www.mprofit.ru/catalog/voltmetr ... y-dmm7510/
теперь хватит

[rrca]

[quote="Эдуард В.",url="/forum/viewtopic.php?p=4805421#p4805421"]У меня было предчувствие, что справедливость восторжествует! Необоснованные нападки на меня отметят другие участники форума. [/quote]
Если честно, зря вы втягиваете меня в эти проблемы. Я написал просто информацию технического плана.
Дрейф прогрева HP34401A известен, это не новость. Однако оказывается что это неявно отражено в документации. Из нее видно что 34401A для ответственных случаев прибор обязательно надо прогревать. По факту подольше чем 2-3 часа.

Такого стабильного ИОНа на 10 В у меня пока нет, поэтому измерял переменные и постоянные напряжения при закороченных входах и токи при открытых входах. В моём случае больше был показателен нулевой переменный ток, но это актуально для 7-й прошивки 34401A, на более "свежих" прошивках картина по нулевому переменному току немного другая.

Zero-offset Verification или Zero-offset калибровка производится просто с заглушкой. Согласно инструкции по калибровке в Service Guide. Даже более того:
Caution Zero offset calibration using a multifunction calibrator is NOT recommended. The calibrator and cabling offset can be large and unstable causing poor offset calibration of the Agilent 34401A or any multimeter.
Т.е. просто заглушка

По косвенным признакам (замеры после калибровки) метрологи ПриСТа выполнили мою просьбу прогреть 3 часа и больше. За что им ещё раз спасибо!
Могу только ещё раз подчеркнуть, что если лабораторию специально не просить, то с большой долей вероятности прогреют так, как написано в инструкции, между строк читать не будут. Это не только к ПриСТ относится, со многими лабораториями общался. Также у представителя ПриСТ на данном форуме прошу прощения за мою назойливость. Мне очень нужно было, прошу понять и простить Под конец меня соединили с метрологом, который должен был калибровать мой 34401A, он мне сразу предложил оставить включенным на ночь, т.е. нет проблем у нормальной лаборатории прогреть подольше.

Косвенным? Вы не стали делать замеры до/после? Ну хотя бы на нулях?
Насколько я вас вычитал, вас волновал в основном сдвиг. Не знаю, в курсе ли вы, что Offset это отдельные от Gain (усиления) калибровочные константы. Gain сам по себе дрейфует иначе, как правило меньше, и указывается отдельно. Процедура калибровки offset у 34401A отдельна от калибровки gain диапазонов. Ее можно и нужно производить самостоятельно. Замкнув входы.

Сейчас в ПриСТ на калибровке мой DMM7510 уже за оплату на общих условиях. С ним тоже неожиданно для меня возник нюанс после обзвона лабораторий в области моей досягаемости, но уже не с моей стороны. Только с ПриСТ получилось наладить конструктивный диалог по этому поводу. Очень надеюсь, что всё получится хорошо. Через пару недель узнаю. Пока детали излагать не буду, т.к. их можно по разному воспринять. Когда получу DMM7510, проверю, что могу, тогда напишу. Пусть будет интрига.

Да, ПРИСТ молодцы. Такие вещи имеют огромное имиджевое значение. Меняется отношение, возникает понимание что это свои люди и что с ними полезно и интересно иметь дело.
Но вы сообщили о калибровке 34401A минимум информации. Или я что-то где-то упустил?
Если вам не просто откалибровали прибор а еще и собщили какую-то информацию (а может быть передали результаты/стат.оценки), то грех не поделиться. Что было/что стало/статистика.

Добавлено after 50 minutes 31 second:
[uquote="abessv",url="/forum/viewtopic.php?p=4742294#p4742294"]Наверное, Вы правы… прибор поверен, занесен в Аршин. Портить, действительно, не стоит. Но то, что не хватает банального экранирования проводов хотя бы заземлением- это факт. Я занимаюсь измерением очень малых токов (ионные разряды в газах), поэтому мне оно нужно по-любому. Буду тогда засовывать измерительные провода в оплетку и экранировать хотя бы с одного противоположного конца.[/uquote]Какие у вас токи?
1. Можно предположить что DMM7510 прибор не для ваших задач.
Keithley DMM7510 это просто добротный настольный инженерный мультиметр с расширеннымм диапазонами.
2. Вы явно недооцениваете его цену: 3990 USD на старте. Сейчас 5500EUR (NewArk) или 6190 USD.
Только что кидали в maxprofit (название говорящее) 945 629 руб. В ChipDip 1 541 200 руб. (на 08.04.20026)
3. Для задач фемто-атто токов необходимы иные приборы:

Спойлер

[Эдуард В.]

[uquote="rrca",url="/forum/viewtopic.php?p=4805561#p4805561"]Если честно, зря вы втягиваете меня в эти проблемы.[/uquote]
К сожалению, не мог предположить, что озвучивание моей эмоциональной реакции в контексте предыдущего обсуждения и новой технической информации от Вас можно интерпретировать, как втягивание в проблемы. Прошу прощения! ... проблемы, кстати, не было, а было некоторое недопонимание, по мне обычное рабочее. Т.е. даже втягивать некуда.

Калибровку нуля со специальной заглушкой 4 входа на своём 34401A провожу регулярно, когда обнаруживаю, что 0 "убежал". Заглушка не фирменная, конечно.
Перед сдачей 34401A на калибровку сам сделал больше сотни разных калибровок, используя как эталон DMM7510, он имеет действующий сертификат поверки. Даже удалось калибровкой скомпенсировать нелинейность в 1ppm моего 34401A в диапазоне 10В постоянного тока. Нелинейность именно у него, т.к. это чётко видно в т.ч. из протокола измерений от ПриСТ. ... но в лаборатории так делать вряд ли будут, мне пока не удалось договориться ни с одной, в которой хотят вменяемые деньги за калибровку ... в ПриСТ, кстати, метрологи знают, как это делать, но вряд ли будут "возиться" за 6 тыс. руб. ... если только здесь сумеете с директором договориться. В каких-то особых случаях в ПриСТ двигают точки калибровки, но в каких, мне выяснить не удалось. Наверное, для очень важных заказчиков или по знакомству.
Всё таки логичнее исходить из реалий получения соответствующих услуг.

[uquote="rrca",url="/forum/viewtopic.php?p=4805561#p4805561"]Косвенным? Вы не стали делать замеры до/после? Ну хотя бы на нулях?[/uquote]
В данном случае прямой путь - стоять рядом и видеть, что прогрели.
А косвенный - это и есть по замерам до и после. Не только нуль замерял, а всё имеющееся, что можно было использовать в качестве эталона. В т.ч. и с учётом температуры и времени прогрева, т.е. с графиками и статистикой. Не подумал только о напряжении в сети, как тут раньше написали. Верное, ведь, замечание. Блок питаний у 34401A линейный.

[uquote="rrca",url="/forum/viewtopic.php?p=4805561#p4805561"]Не знаю, в курсе ли вы, что Offset это отдельные от Gain (усиления) калибровочные константы.....[/uquote]
Да, знаю. Более того, треть калибровок на 34401A делал до калибровки в лаборатории. Сделал бы все, если бы были все эталоны. Не могу утверждать точно, но по счётчику калибровок и по замерам после одну необязательную калибровку в лаборатории мне не сделали. Т.е. сейчас по этому параметру с большой долей вероятности калибровочные константы, сделанные мной. Но меня так даже больше устраивает, т.к. калибровку делал со сдвигом точки калибровки, чтобы получить более лучшую линейность внизу диапазона. Без сдвига точки калибровки линейность получалась хуже.

[uquote="rrca",url="/forum/viewtopic.php?p=4805561#p4805561"]Но вы сообщили о калибровке 34401A минимум информации. Или я что-то где-то упустил?
Если вам не просто откалибровали прибор а еще и собщили какую-то информацию (а может быть передали результаты/стат.оценки), то грех не поделиться. Что было/что стало/статистика.[/uquote]
Да, кажется, всё описал, когда отчитывался о калибровке. В ПриСТ мне сделали калибровку выдали протокол измерений после (как при поверке).
По остальному, о чём пишите, тут было справедливое замечание от директора ПриСТ, суть которого: "любой каприз за Ваши деньги". Приценитесь. Если нет специальных знакомств, то после объявления цены многие "хотелки" станут не такими уж и "хотелками".
По крайней мере, в моём случае и моих краях так.

[Эдуард В.]

Пока детали излагать не буду, т.к. их можно по разному воспринять. Когда получу DMM7510, проверю, что могу, тогда напишу. Пусть будет интрига.

Получил свой DMM7510 из лаборатории ПриСТа. Всё прошло хорошо, а в одном моменте лучше, чем предполагалось! В ПриСТ можно нести на калибровку DMM7510 (проверено лично). Подробности под спойлером.

Спойлер

Поиск лаборатории начинаю с Аршина, т.е. смотрю, какие лаборатории поверяли в этом году нужный прибор и находятся в зоне моей досягаемости, обзваниваю их. ПриСТа в этом списке не оказалось, кстати, но с ними был успешный опыт с 34401A.
Неожиданным стало то, что проверяют многие, но не калибруют! Есть те, которые берутся за калибровку, но с огромной ценой, а менеджеры по телефону убедительно рассказывают, как это сложно, поэтому так дорого .... наверное даже поверил бы, если бы сам не знал.

Ещё одной показательной особенностью является то, что готовы взять, а если не получится, то отдадут без оплаты. ПриСТ тут не исключение, об этом чуть ниже. В одной крупной лаборатории с адекватной ценой даже в прайсе есть калибровка DMM7510, менеджер сама проверила прайс и сказала, что точно откалибруют, в прайсе же есть. Но чувство подвоха не отпускало, поэтому вышел на метролога данной лаборатории. Она сходу сказала, что калибровать DMM7510 не будет, только поверить может! Примерно также было во всех лабораториях с адекватной ценой, ни одной не нашёл, где бы брались. Полная неожиданность, т.к. мультиметр достаточно распространённый!

В ПриСТ уже звонил под конец поисков. Вариант два раза съездить за просто так сразу был обозначен, как неприемлемый. 4 часа отвезти + 4 часа забрать - целый рабочий день впустую. Стали договариваться по вариантам. В ходе разговора метрологи объяснили, почему они и их коллеги не берут DMM7510 на калибровку. Если кратко, то просто опасаются, т.к. до этого не делали. В итоге оговорили пути уменьшить риск того, что не получится. Все опасения мне были озвучены. На основании этого настроил и проверил работоспособность удалённого доступа, в т.ч. логин+пароль, провёл несколько калибровок: нуль, 10В, +10В и 10кОм (что смог по наличию "эталонов"). Составил об этом отчёт со скринами, что всё работает. Действительно, DMM7510 2017 г.в. калибровался только на заводе, у самого были опасения, что калибровка может выдавать ошибки. Меня сразу предупредили, что сроки могут затянуться. Согласился. Для уменьшения своих финансовых рисков договорились сделать вначале только калибровку, а поверку и протокол измерений уже потом, после того, как сам проверю результаты калибровки. Вдруг, придётся чинить. Сама поверка мне не особо нужна, больше нужен протокол, но его в ПриСТ не получить без услуги поверки. Цена калибровки равна цене поверки, т.е. в два раза больше нужно заплатить, чтобы была калибровка + протокол (за сам протокол ещё 500 руб.). В разных лабораториях разное ценообразование, в ПриСТ так.

Итог. Откалибровали!!! Видно, что не сразу получилось, сроки тоже затянули. Но за это мне дали бесплатно протокол (сами решили так компенсировать задержку). Это хороший неожиданный подарок!!! Протокол мне многое упростил и дал дополнительную информацию, в т.ч. для выводов ниже.
Так что теперь в ПриСТ имеется реальный "свежий" опыт калибровки DMM7510. На поверку к ним летом планирую отвезти. Заодно сравню, как "убежал" за несколько месяцев.

Немного размышлений по результатам калибровки. До отправки на калибровку мой DMM7510 2017 г.в. калибровался только на заводе, имел (да и сейчас имеет ) действующий сертификат поверки, поверялся осенью 2025 года. Решение отправить на калибровку возникло из-за того, что не нравилось отсутствие нуля, большое смещение при смене знака полярности постоянного напряжения, были подозрения на неточность в некоторых измерениях и т.п. Понятно, что всё было в метрологических нормах, но я не метролог, поэтому хотелось "выжать" по максимуму.
По итогу калибровки ноль на постоянке и сопротивлении появился, на переменке остался без изменений. Немного уменьшилось смещение при смене полярности на постоянном напряжении. На диапазоне 10 В постоянки погрешность уменьшилась всего на 1 ppm, отклонение было около +4 ppm, стало плюс 2.7 ppm согласно протоколу. По другим измерениям тоже не сильно поменялось.

Т.е. фактически калибровка коэффициентов усиления за 9 лет никуда "не убежала"! Это к вопросу стабильности таких приборов. Ноль, конечно, менее стабилен. Жаль, что его нельзя откалибровать отдельно так, как, например, на 34401A или на 34461A (такой тоже имеется, ноль уже сам откалибровал, не удержался). Алгоритм калибровки DMM7510 сделан по принципу "всё или ничего". Т.е. пока ВСЕ калибровки не будут успешно пройдены сохранить новые калибровочные константы нельзя. Но можно выйти без сохранения, что и делал, когда проверял работоспособность калибровки.

Также оказалось, что мой 34401A на постоянном напряжении точнее DMM7510, т.к. у него всё по нулям на 10 В и 1 В постоянки (согласно протоколу)! Возможно, повезло с экземпляром 34401A. Протоколы лаборатории верифицировал, на сколько смог, вопросов к ним нет, всё совпало с моими замерами, кроме одного диапазона на 34401A (100мВ постоянки), но это несущественно. Т.е. "старички" могут дать фору "молодым".

Интересен момент одного совпадения. 34401A и DMM7510 покупал примерно в одно время. Сверял их показания до моих вмешательств в плане обслуживания, с DMM7510 в итоге ничего и не делал, только проверил пыль внутри, её там не было. Диапазон 10 В постоянки совпадал по всем разрядам 34401A. Калибровались мультиметры в разных странах и в разные года. Логично предположить, что такое совпадение возможно только в случае точной калибровки, т.е. абсолютное значение измеренного напряжения имеет нулевое отклонение в рамках 6,5 разрядов (1 ppm). После калибровки 34401A в ПриСТ он стал показывать минус 4 ppm в сравнении с DMM7510. Т.к. была полная уверенность в непогрешимости DMM7510, грешил на то, что калибратор "убежал", он тоже погрешность имеет по паспорту. После возврата из калибровки DMM7510 и анализа протоколов и другой связанной информации стало понятно, что всё-таки 34401A откалибровали точно. А то, что два мультиметра на момент покупки "убежали" ровно на 4 ppm было именно совпадение, удивительно, но факт.

Сейчас 34461A на очереди на калибровку в ПриСТ. Скорее всего он тоже в допуски укладывается, но хочется понять, на сколько он от калибровки станет точнее, да и протокол измерений нужен. На момент покупки 34461A 2018 г.в. имел отклонение от 34401A на 10 В постоянки +17 ppm. После чистки (пыли много было внутри) и пропайки подозрительных мест отклонение составило +5 ppm. Ноль после пропайки "убежал" больше, что логично, но его я откалибровал. Это для статистики на сколько пыль влияет на точность таких мультиметров.