Прокачиваем измерительные раритеты! От 6-ти разрядов и выше.

[TEKTRON]

..."Упражняюсь" с 6.5-разрядными мультиметрами в городской квартире. Далеко не все измерения можно провести в 6.5-разрядном режиме из-за помех...

Для меня в своё время стал шоком совет уважаемого Mickle укутывать входные клеммы мультиметра полиэтиленом для защиты от конвекции/движений воздуха и связанных с этим нестабильностей при ппм- и суб-ппмных измерениях. Никогда до этого не думал в эту сторону, тоже грешил на помехи. А оно помогает, и неплохо.

[caleb111]

Я думаю изготовить из РЧ кабеля экранированного щупы и штекера сделать медные, помех столько вокруг , о каких-то стабильных показаниях можно только мечтать. Подключу их взад прибору что б можно было переключаться. Еще развязывающий трансформатор от сети + стабилизатор подготовил, надо установить. Посмотрю что получится . Я за Вашими темами смотрю и почитываю уже довольно давно, года 3 точно. Много интересного о приборах узнал.

[Mickle]

Мне с покупкой В7-78/1 просто не повезло: болезный чип ИОН с высоким НЧ шумом сводил на нет разрешающую способность вольтметра, а утечка бракованного ключа на входе DCV делала бессмысленным измерение на пределе 100 МОм. Эти проблемы я исправил, и спустя годы эксплуатации не вижу других причин что-то менять, модернизировать, "выжимать по максимуму" и т.п., т.к. в этой модели нет "узкого места", ограничивающего конструктивный запас по ТТХ:
1) Немонотонность (пропуск кодов) АЦП ~0,2 ppm в совокупности с шумовой полкой ЦП и недостатком традиционного для Keithley алгоритма цифровой фильтрации в автокоррекции АЦП делают бессмысленными попытки использовать вольтметр за пределом паспортного разрешения при шкале 6-1/2 разрядов.
2) Высокие (но в пределах паспорта) температурные коэффициенты практически на всех пределах - суть общесистемное ограничение, связанное с использованными шунтами, тонкоплёночными сборками в АЦП и 2-х полюсным подключением задатчиков тока в ИОТ (а не 4-х, как в 34401А).
3) Нелинейность в начале шкалы на переменном токе обусловлена всё той же AD637. Нелинейность АЧХ - закрытой калибровкой (регулировкой), алгоритм которой неизвестен.
Сейчас вольтметр используется в основном детьми, как пробник/тестер в режиме "включил, измерил батарейку и т.п., выключил". Хотел было избавиться от занимающего место прибора, но подкупила обожаемая мной киллер-фича В7-78/1 - мгновенный безрелейный АВП на всех режимах и стабильные 6 разрядов DCV даже на PLC1 (~50 изм./с). Ткнул щупами, и тут же готовы показания

Что касается измерения высокоомных резисторов обычными мультиметрами, то никаких секретов нет: резистор в экране, короткий измерительный кабель в экране, экран на измерительный ноль. Даже в этом случае из-за малого измерительного тока и малого падения напряжения на резисторе (не более 10 В) нестабильность показаний будет высока. Для примера: результаты измерения С5-24 100 МОм двумя приборами в одних и тех же условиях. Резистор в корпусе со штепсельной вилкой, вилка непосредственно втыкается в гнёзда мультиметра, корпус на LO.



Размах 50-100 ppm - как пить дать. Т.е. вариация 2 младших разрядов 6-1/2 разрядной шкалы - шум ИОТ, шум встроенного резистора 10М, утечки, пьезоэффект и т.п. Недаром даже краткосрочная нестабильность по спецификации у этих мультиметров 0,08 и 0,2% FS.

А тряпочкой обматывать это только когда блох нановольты нужно поймать, которые постоянно убегают из-за термоЭДС. Мне реально все эти тряпочки от сквозняков помогли только однажды, когда испытывал кустарный измеритель нелинейности вольтметров/мультиметров с пределом воспроизводимости 0,02 ppm.

[Эдуард В.]

Что касается измерения высокоомных резисторов обычными мультиметрами, то никаких секретов нет: резистор в экране, короткий измерительный кабель в экране, экран на измерительный ноль. ... Резистор в корпусе со штепсельной вилкой, вилка непосредственно втыкается в гнёзда мультиметра, корпус на LO.

Спасибо, Mickle!

Последний раз упражнялся с мегаомным магазином Р4002. У него 2 экрана. Внешний рекомендуют на защитную землю, а внутренний - на клемму LO. Только где соединить, не пишут, если есть отдельные экраны для LO и HI. Пробовал и на входе мультиметра и на самом магазине. Использовал коаксиал RJ316 (медный с серебрением, изоляция - фторопласт). Пробовал вариант с одним кабелем (экран RJ316 - это LO) и двумя кабелями (экраны RJ316 в одной точке на клемму LO). Пока только с двухпроводной схемой экспериментировал, т.к. с резисторами просто проще реализовать из-за отсутствия стабильных источников напряжения. Аналогичная проблема с измерением постоянного напряжения, тока и ёмкости. Получается, что делал только эквипотенциальное экранирование. Нестабильности в младших разрядов меньше не стало, но показания заметно быстрее устанавливались на 10МОм и 100МОм. Предполагаю, что всё-таки дело ещё и в радио-помехах. Как понимаю, даже если они выходят за входной частотный диапазон мультиметра, то всё равно могут влиять из-за эффекта выпрямления (так много где пишут). Как с этим эффективно бороться, на данный момент понимания нет, к сожалению.

В инструкции калибратора от Флюка пишут, что нужно ещё LO обязательно на защитную землю соединить (та, что в розетке), лучше со стороны калибратора. Там кабель из двух коаксиалов для 2-х проводной схемы. Что по этому поводу думаете?
Такой вариант я тоже пробовал. конечно.

[caleb111]

Mickle благодарю, Все четко и по делу! Короче голову не забивать и пользоваться как есть. Все равно уровень помех такой, что даже то что может прибор в нем теряется . Кстати в нем переключатель я разобрал и помыл. Контактов там отличных нету, они все одинаковые, он белый, покрыт не понятным чем-то, похоже на серебро. Грязь черная внутри была. резистор 10Мом стал в точности как и 34401 измерять, вообще отличий нету, какая-то утечка все таки была между контактами.

[Эдуард В.]

Все равно уровень помех такой, что даже то что может прибор в нем теряется . ... резистор 10Мом стал в точности как и 34401 измерять, вообще отличий нету ....

Подскажите, пожалуйста, если рукой на расстоянии 10-20 см поводить, то показания сильно "скачут" ? Или пройти в метре- двух?

У меня так. Если измерить 10МОм, то даже при проходе на расстоянии 1,5 - 2 м показания заметно меняются.
Пробовал измерять 10кОм на магазине Р33. На 34461A измерял сопротивление, параллельно был подключен 34401A в режиме вольтметра, провода щупов скрутил в витую пару. При движении руки около проводов щупов (на расстоянии 10-15 см) показания начинали быстро меняться в последних 3-х разрядах. И на сопротивлении и на напряжении (диапазон 1В). Т.е. явно не шумы мультиметра и не тепловые.

К задаче экранирования пришёл из-за того, что при записи графиков многих измерений в комнату лучше не заходить. Даже если вдоль самой дальней стенке прохожу, т.е. в метрах 2-2,5 примерно, то часто большие всплески на графике. Не удобно, однако.
Стал экспериментировать с экранированием при замере сопротивлений, т.к. результат быстрее виден, да и 4-х проводное подключение можно сравнить с 2-х проводным. Периодически смотрю видео и графики измерений от Mickle. Не понимаю, как такие стабильные показания получаются. Вроде так же подключаю. Может, конечно, у меня в квартире слишком много помех. Делились в одном чате схожими замерами. У другого участника на порядок (1 разряд) меньше дёргались показания при движении рукой рядом с щупами.

Записал на 34461A график измерения по схеме 2W 100МОм на Р4002 с подключением экранированными кабелями (HI и LO соединены RJ316 с цельными медными бананами), LO соединён с внутренним экраном на магазине. Внешний экран магазина соединён с защитной землёй в розетке. Точка соединения LO с экраном соединена с защитной землёй. Проблема в том, что проходя в далеке возникают большие помехи (см.график). Без них, в принципе, нормальные показатели шума: пик-ту-пик 65 ppm, среднеквадратичное отклонение чуть меньше 20 ppm (с учётом помех). Если просто щупы мультиметра без экранирования подключить, то картина будет не на много хуже. На 34401A и DMM7510 картина примерно такая же. ... как заметно улучшить, пока не нашёл способа.

100 МОм на 34461A с экранированными кабелями_.jpg

(50.18 КБ) 22 скачивания

... что-то не понятно, как теперь картинки нормально вставлять, если сторонний хостинг картинок не использовать.

[Mickle]

Я взял за правило: все подключения только экранированными кабелями.

[caleb111]

Когда просто щупами подключаешь резистор 10Мом последние 3 знака скачут очень сильно, когда по комнате ходишь даже если и есть влияние в такой чехарде его не увидеть. На DC если измерить аккумулятор , то скачет последний знак +- 7 значений . Если блок питания какой-нибудь подключить , меняются последние 2 знака, но тут от самого бп много зависит, могут и 3 знака . Если на прямую максимально короткими проводами резистор подключить , показания стоят как вкопанные, может редко меняться не значительно младший разряд , что резистор на 10Мом, что аккумулятор. На кейтли с его скоростью это очень хорошо видно и на сколько сильно влияет если к щупам просто руку поднести.
В общем надо все от сети отвязывать, наверное заземлять и делать экранированные провода.

[local07]

упражнялся с мегаомным магазином Р4002

В отличие от однозначных мер сопротивления, Р4002 имеет переключатель, который как ни странно, тоже может собирать грязь, которая плохо влияет на переходное сопротивление. ..
Почистили переключатель 34401, не пожалейте спирта и на переключатели в Р4002. На все переключатели в нем!

Измерительные провода.
Не все могут быть использованы при высокоомных измерениях по 2-х проводной схеме.
Даже силиконовые, не говоря уже про китайский "силикон". При малейшем касании одного провода с другим или корпусом прибора, может возникнуть утечка тока через изоляцию провода. От нее спасает разделение проводников друг от друга и от любой поверхности по воздуху.
Когда столкнулся с таким, то провел испытания всех комплектов, что были под руками. На мегомметре Е6-31 на 2.5кВ, свивая провода тестируемого комплекта по всей длине на 2-3 витка. Мегомметр поверенный, плюс перепроверка на эталоне - калибраторе сопротивлений. Потому как результат был сильно грустный, что даже возникло сомнение в исправности мегомметра. Ну и промывка спиртом "дефективных" проводов не помогла.
Не имели утечку лишь комплектные провода от самого мегомметра и его сородичей, ну и от калибратора сопротивлений серии KC фирмы Sonel (ну очень сильно высокоомный). Может еще какие-то были годными, уже не помню. Утечка естественно с учетом максимального значения для Е6-31 в 300ГОм на напряжении 2,5кВ.
Задача была понять причину занижения показаний при измерении высокоомных значений сопротивления при казалось бы шикарной идеи избавиться от помех, свивая проводники по длине.
Что занятно, то все экранированные провода с BNC/СР-50 и тройники для них с успехом выдержали испытания на том же напряжении в 2,5кВ. Включая вот такие приблуды. Последние правда надо чуток доработать для полной экранировки "тракта" до самих банановых клемм.