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狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台基准测试用无电源4线扫描器 Powerless Scanner for Standard Resistor Comparison

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex

前言

扫描器用过一段时间后,发现都不方便进行多基准、长时间、周期性的测试与对比。因而手工制作了这个仅用于电压对比的扫描器。本来4线狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台扫描器可以和电压对比扫描器兼容的,但由于以下原因,还是分开了:
-----合起来制作过于复杂。又要照顾4线,又要照顾延时。
-----接线不方便。所有的电压基准打算半永久的接到电压扫描器上,而所有的狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台基准打算半永久的接到狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台扫描器上。如果兼容,就涉及大量的改换,很麻烦,而且会有差异。
与电压基准扫描器比,狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台基准扫描器必须是4线的,因此其继电器的数量就要加倍,因此耗电也加倍。但由于不怕瞬间短路,因此可以不考虑过渡过程,这样也相对简单了。

因此,在结束了电压扫描器不久,4线狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台扫描器就开始动工了。这扫描器完成后,很可能是“世界上第二款无电源扫描器/开关”。


1、多个标准狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的同时对比、长期对比(四线)。
1.1、可以间隔一个月对比一次,每次连续对比24小时。这样的对比与传统的每年校准相比,不仅提高了对比频度因此可以看出诸如季节变化等短期变动因素,而且多次在非恒温环境下的测试,可以得到温度系数(及变动情况),同时根据统计规律可以大大降低对比的不确定度(以测试1000个点计算,对比的不确定度可以降低到单次测试的1/30、10次测试的1/10)。
1.2、对比的时候,所有的狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台都相对SR104进行扫描比较。当然,也可以推导出其它任何两个基准的相对对比情况,或者引入修正值。
1.3、对比的标准狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台为:esi SR104-1、esi SR104-2、Fluke 742A、IET SR-X、esi SR-1、
DIY1-VHP101、DIY2-Fluke金封、DIY3-Fluke752A、DIY4-Fluke线绕1、DIY4-Fluke线绕2、
DIY6-VHP202Z、DIY7-Fluke720A、
目前一共是12个,再加上待测他人基准和未来扩充,设计成16.

2、多个狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台变温法测试温度系数
通常的变温法测试温度系数,简单而可靠,但一次只能测试1个狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。有了16×4扫描器,一次可以最多测试15只狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,效率大增。而且由于测试的同时性,可以很方便的直接对比和筛选。

3、与前面的16×1开关不同,多个狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台基准的对比无需要防止基准之间的短路。尽管可能有瞬态相连,但没有任何关系。只要在测试的时候选择一定的延时就可以。事实上,3458A 10k狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台测试缺省延时10ms就基本够了,不够的话还可以改变。

4、开关/扫描器要体积小,屏蔽外壳,直接用网线做测试线,这样免除中间环节,已经被证明具有极低的热电。

5、最重要的是,必须用万用表的VMC(电压测试完成)接口取电,不需要外接电源,也不需要内部电池。这样,可以降低维护措施,也不会引入来自交流电的干扰。由于必须采用低耗电设计,平均电流只有0.5mA(2秒测试周期),功率2mW,适当加大采样周期甚至可以低到1mW,因此可以认为不发热,也自然会降低热电动势。
这是因为:
热电动势=温差×材料热电系数
我们往往太重视选择好的、热电系数低的材料了,忽视了温差。而减少温差最重要的因素,是减少功耗。试想一下,耗电10W的仪器(是本仪器的1万倍),再如何均温,温差能比不发热的好吗?
而通过类似的2×2开关的测试已经看到,热电动势的影响已经是淹没在本来不大的噪音中,只有不到2nV:http://bbs.38hot.net/read.php?tid=1186
别看这里的开关使用大量继电器、体积也大,但耗电与那个2×2开关是完全一样的小。

小插曲:一个懂电子的朋友到我家里,看见我正在做这个扫描器问是什么,我告诉他是耗电不足1mA他还不信,因为看到有那么多继电器。当然,得知磁保持继电器的原理后就理解了。


6、只进行基准的依次扫描,不随机寻址。思路

商品16×4扫描器,有A、B两组输出,可以让两个表同时或分别接任何一个4线狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。



但是,实际很少会这样用,因此简化成只用1组4线可以接任何狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。
也就是说,电路原理就是4刀16掷开关。


这里其实有个小问题:4线狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台扫描开关,很难做等电位屏蔽。
不做这个屏蔽,就只能靠材料本身的绝缘狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,最好也就是13次方级别的,一般能保证到12次,这对于10k测试或者100k测试可以忽略,但对一更高阻抗的测试例如1M,影响就可能达到1ppm了,而对于10M就是10ppm。
因此,高阻测试的扫描,都要有等电位屏蔽的,英文就叫Guarded Scanner


图中蓝色是屏蔽线,也要同时开关。要是PCB上搞等电位屏蔽还算简单,布上线就可以。关键是继电器内部!
M级狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台替换对比的话,由于不同通路漏阻很可能不同,因此还不能简单的被抵消,漏阻并非平均,例如某点脏了、焊点焊剂问题等,偶然性比较大。
设计

与上一个16×1的电压基准扫描器比,尽管这个刀数多了(4倍),但逻辑上更简单了。主要原因,狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的扫描不用考虑过渡过程,切换过程中的瞬态短暂短路也没有问题,也不需要考虑继电器的初始杂乱状态或者因为运输等造成混乱状态。
1、电源部分:串联100欧防短路、串联1N60允许负时钟脉冲、并联47uF做预存储、接HT7136做稳压、并接4个220uF做主存储、并接两个0.47的CBB做高频短路。
2、计数部分:1k做防接错缓冲、HC393做计数,其1MR和2CP都接地。
3、译码:采用HC154,4-16译码,其中G1和G2接地,输入的4线直接来自HC393。其中Q3通过1M串联狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台接入(有延时也没关系),然后可以在HC154的输入端用开关短路,这样就成为8×4开关,用在标准狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台比较少的场合,不用等待16个循环了。
4、驱动:HC540八总线驱动器。这种总线驱动能力比HC141强,但即便这样,由于每组继电器是4个线圈并联的,因此也需要4个门并联,因此每个集成块可以驱动2组。从PCB背面看是2个并联,实际用Piggyback方法,焊接非常简单。
5、隔离驱动,用220uF电容。由于用4组线圈并联。比原来的单个继电器的两个线圈并联多了一倍,因此电容容量也比原来的100uF增大了一倍。
6、8×4转换。若要用到8路,可以用一个开关,吧HC393的Q3短路到地(实际上是串联1M狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台后再短路,这样短路电流只有几微安)。
7、万用表驱动。VMC信号到达后,继电器的转换和过渡过程大约要7ms,这样就需要测试表有一个10ms的延时。3458A的10k档缺省延时正好是10ms,如果嫌不够或保险,也可以改成20ms。

电路图手画的,凑合看吧


有人也许要问,为什么不用单片机?
因为这么简单的东西没有必要。用单片机也就能替代HC393和HC154,驱动的部分甚至电容都省不下来,就更别说价格要高,开发起来复杂了。制作

1、布局一下
其实还可以更紧凑一些,紧凑了均温特性更好,引线也短。当然,太紧凑了也不容易焊接。
这个外壳是铝的,壁厚2.5mm(比较厚了),是以前买的,外尺寸254×137×45mm,用在这里正好。


2、元件清单
 

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