Методика калибровки мультиметров

[xDevs]

Кривой шрифт маркировки в данном случае. "Носик" не позолочен, левая упаковка.
LTZ можно купить напрямую на сайте linear.com, без вопросов отгружают от 1шт.

[xDevs]

Собрал в коробочку один из ИОНов.



Внутреннее устройство элементарно.



Обращаем внимание на шрифт и маркировку чипа Иногда встречается немного иной стиль, но не такая размазня как на авитошном чипе.

[otus]

Илья,чёт как-то "временно" упаковал ты свой титаническй проект
Нет ничего более постоянного,чем ...

[Zor]

Собрал в коробочку один из ИОНов..

Подскажите плиз, что это за канитель и для чего сие потребно?

[xDevs]

Zor, более детально описано в соседней ветке.

otus, у нас долговременные позиции осады, но вскоре планируется прорыв. Тем более что подготовительные работы и ключевые компоненты по части питания уже добыл.

[otshelnik]

Лежат без дела два таких трансформатора от Fluke 332d, кому бы подарить?

[MatrixOid]

Можно мне?

[Zor]

...более детально описано в соседней ветке.

Благодарствую. А не подскажите так же, области конкретного применения столь ультра-мега-супер-стабильных источников тока и напряжения, только применительно к частно-любительской практике, а не к космосостроению? А то может мне такое тоже надо, но я пока ещё не в курсах об этом.

[MatrixOid]

Ну если у вас мультиметры минимум 5.5-разряда, то смысл есть. А для калибровки 3.5 и 4.5-разрядных за глаза хватит и AD588BQ

[Zor]

Ну если у вас мультиметры минимум 5.5-разряда, то смысл есть. ..

Вот такое старьё у меня:

Спойлер

Для него пойдёт?

[trengtor]

Для него пойдёт?

Я в этой теме приводил несложную схему на AD588BQ, которая обеспечивает 10В ±0,002%, если будет на чём отстроить. При этом ±0,01% там «искаропки». И 1.5ppm/°С (в диапазоне 0-70°C).

Спойлер

Собрал его для своего U1272A (0,05%)

[Tim_L]

...более детально описано в соседней ветке.

Благодарствую. А не подскажите так же, области конкретного применения столь ультра-мега-супер-стабильных источников тока и напряжения, только применительно к частно-любительской практике, а не к космосостроению? А то может мне такое тоже надо, но я пока ещё не в курсах об этом.

не в обиду. Вот умные люди о чёмто говорили, говорили долго, аж на 58 страниц. (причём себя я, прошу заметить, к числу этих людей не причисляю...если что). Зачастую это было 3-4 человека, которые в виде монолога делились своим опытом. Типичнейший пример семестра,который в январе заканчивается экзаменом. И тут один из студентов прибегает ,с сентября даже книжки в руках не державши, и с порога: а,это, чё вы тут делаете?©
Мне было очень интересно читать эти ветки,общаться в личке с теми,у кого был опыт по поводу ИОНов. Но вопросы должны появиться уже после того,как лекции прочитаны,а не "а ну..это..давай в 5словах перескажи, а то мне леньки своё время убивать листая эту мутату".
по меньшей мере это неуважение к тем,кто всё это разрабатывал и набирал текст. Полистайте, очень много вопросов отпадёт сами собой.

[xDevs]

Тем временем, разъемчики с донорской скан-карты как раз пригодились для конструкции выходного дня, а именно - набора резисторов для калибровки мультиметров и источников тока.
Первый блин как обычно комом, так что не судите за внешний вид, это прототип для проверки пары идей, не более. Если все будет хорошо, нарисуем гламурную платку под это дело с тефлоновыми слойками и прочими радостями жизни. Пока же...



В плане конструкции все просто, 12 триаксиальных разъемов, центральный контакт - sense для Кельвиновского подключения к каждому из резисторов, внутренний экран - эквипотенциальная защита (Guard), соединена у всех портов толстой медной жилой + оплетка коаксиала.

Костыль из цепочки синих PTF56 резисторов, бирюзового Fluke 300кОм - 10.000 МОм резистор.



Видео сборки и таймлапс в процессе обработки.

Номиналы:

10.000 MОм составной , ТКС надо мерять
1.000 МОм, VPG VHA518-11 с заводской процедурой PMO, ТКС 1ppm/K, 0.01%
100.00 КОм, VPG VHA518, ТКС 1ppm/K, 0.005% (1972 год выпуска)
95.000 КОм, VPG VHP101 с заводской процедурой PMO, ТКС 0.3ppm/K, 0.005% - ТКС подогнан в паре с 1.9К
1.900 КОм, VPG VHP101 с заводской процедурой PMO, ТКС 0.3ppm/K, 0.005%
190 Ом, стандартный VPG VHP202Z 0.005%
19 Oм, стандартный VPG202Z 0.05%
1 Ом, стандартный четырехпроводный VPR5 0.1%

Добавлю еще три резистора, 19К парный (где-то затерялся), 10К (надо выбрать хороший из нескольких) и 1К (тоже отобрать).

[RU3DDM]

А что включает в себя процедура PMO? Термотренировку? Или какой другой вид искусственного старения?

[TEKTRON]

... прототип для проверки пары идей...

Внутренний термодатчик запланирован?
ТКС замерены уже в собранном состоянии на клеммах модуля?

[Zor]

Для чего второй экран? От наводок окружающей электросети?

[xDevs]

PMO насколько я понял включает кратковременные перегрузки, термотренировку и циклирование с различными нагрузками. Эта операция заняла у VPG от момента заказа 2 месяца.

Внутренний термодатчик запланирован?
ТКС замерены уже в собранном состоянии на клеммах модуля?

Пока нет, наружный на разъеме. ТКС в посте выше - спеки резисторов. Замеры будут позже, нужно термобокс собрать побольше размером сначала.
Заканчиваю тесты второго LTZ-модуля, ТКН пока 0.08ppm/К после добавления волшебного 10-ом резистора (был 0.7ppm/K) .

[xDevs]

Сегодня калибруем SourceMeter K2400 с использованием змея Python для автоматизации.



Для калибровки Model 2400 требуется только эталонный мультиметр, в роли которого выступает в данном случае 3458A. Сама процедура доволно простая и заключается в измерении отрицательного и положительного сигнала в 95% шкалы, соответственно отдельно для напряжения и тока. Мультиметр измеряет выходной сигнал и результат измерения записывается обратно в SMU для расчета калибровочных поправок.

Всего в программе 16 шагов для напряжения и 28 для тока, по 4 значения на каждый диапазон (-шкалы, ноль, +шкалы, ноль). Это немного муторно делать вручную нажимая кнопочки на панельке, так что натравим на это дело питона и пускай машина делает работу, а мы будем наслаждаться зрелищем. Детально процедура калибровки описана в сервисном мануле.

Оснащение:

* HP 3458A с GPIB адресом 3
* Keithley Model 2400 для калибровки, с адресом GPIB = 24
* GPIB шнурок и NI USB-GPIB-HS
* Raspberry Pi (я использовал старую Model B, rev.2) под управлением Jessie linux
* Настроенный и работающий linux-gpib
* Среда Python 2.7

Сама программа калибровки и поверки.

Скачиваем безобразие себе на Pi, например так: wget https://xdevs.com/doc/Keithley/2400/calsw/cal2400.py

Подключаем SMU и DCV DMM.



Запускаем это добро.
При успешном определении будет выдано сообщение, например:

Keithley Model 2400 - detected, S/N 0788393, Version: C32 Oct 4 2010 14:20:11/A02 /H/H

Иначе программа скажет селя-ви и завершит работу.
Теперь будут считаны текущие калибровочные константы, например для ведения истории..

Код: Выделить всё

    0.2 DCV Range, SENS:DATA? = -1.255853E+00,-7.547438E-05,-1.255865E+00,+0.000000E+00
    0.2 DCV Range, SOUR:DATA? = +3.027005E+05,+9.805352E+02,-3.026938E+05,+9.540547E+02
    2.0 DCV Range, SENS:DATA? = -1.255818E+00,-7.629395E-05,-1.255898E+00,+0.000000E+00
    2.0 DCV Range, SOUR:DATA? = +3.024413E+04,+2.160469E+02,-3.024334E+04,+2.133789E+02
   20.0 DCV Range, SENS:DATA? = -1.255909E+01,-1.522064E-03,-1.255986E+01,+0.000000E+00
   20.0 DCV Range, SOUR:DATA? = +3.024195E+03,+2.183359E+02,-3.024123E+03,+2.110820E+02
  200.0 DCV Range, SENS:DATA? = -1.255817E+02,-1.463318E-02,-1.255900E+02,+0.000000E+00
  200.0 DCV Range, SOUR:DATA? = +3.024431E+02,+2.181953E+02,-3.024344E+02,+2.112461E+02
1.0e-06 DCI Range, SENS:DATA? = -6.258903E-07,-7.969447E-11,-6.258224E-07,+0.000000E+00
1.0e-06 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.068293E+10,+2.121250E+02,-6.068410E+10,+2.170313E+02
1.0e-05 DCI Range, SENS:DATA? = -6.294048E-06,-4.620233E-10,-6.294329E-06,+0.000000E+00
1.0e-05 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.034448E+09,+2.100234E+02,-6.033632E+09,+2.191016E+02
1.0e-04 DCI Range, SENS:DATA? = -6.273385E-05,-4.249159E-09,-6.273701E-05,+0.000000E+00
1.0e-04 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.054307E+08,+2.098086E+02,-6.053455E+08,+2.192617E+02
1.0e-03 DCI Range, SENS:DATA? = -6.261325E-04,-4.319008E-08,-6.261630E-04,+0.000000E+00
1.0e-03 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.065957E+07,+2.098047E+02,-6.065106E+07,+2.192695E+02
1.0e-02 DCI Range, SENS:DATA? = -6.275110E-03,-4.488975E-07,-6.275468E-03,+0.000000E+00
1.0e-02 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.052646E+06,+2.099297E+02,-6.051750E+06,+2.191328E+02
1.0e-01 DCI Range, SENS:DATA? = -6.279009E-02,-4.447997E-06,-6.279366E-02,+0.000000E+00
1.0e-01 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.048887E+05,+2.099453E+02,-6.047995E+05,+2.191445E+02
1.0e+00 DCI Range, SENS:DATA? = -6.287083E+00,-4.602075E-04,-6.287335E+00,+0.000000E+00
1.0e+00 DCI Range, SOUR:DATA? = +6.044879E+04,+8.966484E+02,-6.044157E+04,+9.857813E+02

Затем определяется наличие мультиметра, в случае успеха увидим чтото вроде:

Код: Выделить всё

HP 3458A detected
TEMP? = 37.5 C

Теперь жмем Enter и наблюдаем калибровку напряжения

Код: Выделить всё

DCV Calibration step -0.2 mV , measured : -2.000011150E-01 VDC, deviation   5.575 ppm
DCV Calibration step  0.2 mV , measured :  1.999950137E-01 VDC, deviation -24.932 ppm
DCV Calibration step    -2 V , measured : -2.000001226E+00 VDC, deviation   0.613 ppm
DCV Calibration step     2 V , measured :  1.999990515E+00 VDC, deviation  -4.743 ppm
DCV Calibration step   -20 V , measured : -1.999985933E+01 VDC, deviation  -7.033 ppm
DCV Calibration step    20 V , measured :  1.999995167E+01 VDC, deviation  -2.416 ppm
DCV Calibration step -200 V , measured : -1.999999936E+02 VDC, deviation  -0.032 ppm
DCV Calibration step  200 V , measured :  1.999976683E+02 VDC, deviation -11.659 ppm

Каждый диапазон замеряется десять раз, и в калибровку прописывается усредненное значение. Отклонение также приводится, в шкале ppm от диапазона.
Если 2400 что-то не понравится, работа программы будет остановлена с выдачей кода ошибки Keithley 2400 error: номер.

В случае успеха, подается звуковой сигнал с требованием переключения кабеля для измерения тока у мультимера, и программа будет ожидать нажатия ENTER для продолжения.

Код: Выделить всё

DCI Calibration step   -1 uA , measured : -9.999932723E-07 ADC, deviation  -6.728 ppm
DCI Calibration step    1 uA , measured :  9.999700048E-07 ADC, deviation -29.995 ppm
DCI Calibration step  -10 uA , measured : -9.999961705E-06 ADC, deviation  -3.829 ppm
DCI Calibration step   10 uA , measured :  9.999932024E-06 ADC, deviation  -6.798 ppm
DCI Calibration step -100 uA , measured : -9.999879347E-05 ADC, deviation -12.065 ppm
DCI Calibration step  100 uA , measured :  9.999867260E-05 ADC, deviation -13.274 ppm
DCI Calibration step   -1 mA , measured : -9.999954493E-04 ADC, deviation  -4.551 ppm
DCI Calibration step    1 mA , measured :  9.999928871E-04 ADC, deviation  -7.113 ppm
DCI Calibration step  -10 mA , measured : -9.999891116E-03 ADC, deviation -10.888 ppm
DCI Calibration step   10 mA , measured :  9.999946257E-03 ADC, deviation  -5.374 ppm
DCI Calibration step -100 mA , measured : -1.000001955E-01 ADC, deviation   1.955 ppm
DCI Calibration step  100 mA , measured :  9.999891230E-02 ADC, deviation -10.877 ppm
DCI Calibration step    -1 A , measured : -9.999968151E-01 ADC, deviation  -3.185 ppm
DCI Calibration step     1 A , measured :  9.999915013E-01 ADC, deviation  -8.499 ppm

Все повторяется аналогично напряжению.

Затем после предупреждения, если все выглядит нормально подтверждаем запись калибровки в память прибора повторным нажатием на ENTER.

Вот и все Можно с чистой совестью сказать что удалось в этот раз сэкономить 500$USD на официальной калибровке Tektronix.

[Vovk_Z]

Можно с чистой совестью сказать что удалось в этот раз сэкономить 500$USD на официальной калибровке Tektronix.

- нет, не получилось. Официально бумажки же нет

[trengtor]

- нет, не получилось. Официально бумажки же нет

Может она и не нужна в данном конкретном случае.