Измерения

Измеритель RLC-2

1 | Стр. 281 | 694

Я немного поторопился с результатами. Не делал OPEN калибровки при экспериментах с коденсатором. В результате проблема осталась. Отображает завышенные значения на 6-м диапазоне на 10кГц. Поменял мультиплексор на 74HC4051, результата нет. Вот что еще обнаружил. Если отключить в меню прибора LOAD компенсацию, то прибор измеряет резисторы на 6-м диапазоне с одинаковой ошибкой на всех трех частотах, и нет расхождения на 10кГц как при LOAD компенсации. Измеряю два последовательно резистора 2МОм - отображает на трех частотах 3.840 МОм. Олег, Павел подскажите пожалуйста в каком двигаться направлении.

 

kada: ...при этом не учел что нужно проводить LOAD калибровку...
kada: Не делал OPEN калибровки...
В качестве напоминания, откройте еще раз комментарии к прошивке 1.3 и посмотрите на формулу расчета Zdut - это то, что будет выводится на экран. В формуле присутствуют Zo Zs Zsm - это соответственно измеренные сопротивления ХХ, КЗ и эталона. Т.е. не какой-то один параметр, допустим Zsm, полученный при LOAD калибровке, а все три СРАЗУ. Поэтому при изменениях в схеме, которые затрагивают сдвиг фаз между каналами тока и напряжения, либо к-ты усиления, необходимо заново провести все эти три калибровки (Open, Short и Load). Порядок проведения калибровок не важен.
kada: Если отключить в меню прибора LOAD компенсацию
Отключается не просто LOAD, а расчет по упомянутой выше формуле, т.е. OSL.

kada: подскажите пожалуйста в каком двигаться направлении.
Вы ничего не пишете про Short калибровку, не забыли ее обновить? Еще вопрос, какими щупами пользуетесь?
Спектры сигналов хорошие, и то, что при отключенной OSL компенсации нет разницы показаний - тоже очень хорошо.
Попробуйте провести еще раз провести калибровки, и проверьте, что забито в качестве эталона для 6-го диапазона, может случайно сбилось. Если не сложно, можно просто перешить МК заново, но вероятность что это поможет - очень низкая.
Да, еще, когда будете сделать OPEN калибровку, проверьте, что прибор не переключается на 6-й диапазон при 10кГц.

kada: Поменял мультиплексор на 74HC4051
Может на 74HC4052?

 

Спасибо за разъяснения. Щупы у меня самодельные Кельвины, сделанные по Вашей методике. Провел заново все OSL калибровки, результат тот же. Попробовал перепрошить МК, при первом включении в меню отключил OSL компенсацию.

При разомкнутых щупах прибор выводит следующее для 3-х частот:
Rp - - - 100
CpA 0.3pF !A7

Rp - - - 1k
CpA 0.28pF !A7

Rp 127.4MΩ 10k
CpA 0.174pF !A7

При замкнутых щупах:
Rs 0.0000Ω 100
LsA 0.5μH !A0

Rs 0.0002Ω 1k
LsA 0.68μH !A0

Rs 0.0224Ω 10k
LsA 0.462μH !A0

Когда работает OSL компенсация, прибор компенсирует сопротивление разомкнутых щупов, для 10кГц это 127.4MΩ. Не маленькое ли это сопротивление для разомкнутых щупов? Я как-то забыл провести OPEN калибровку и провел только LOAD, прибор корректно измерял 4 МОм сопротивление на всех частотах. Попробуйте, пожалуйста, на своем приборе отключить OSL компенсацию и посмотреть что прибор отобразит при разомкнутых и замкнутых щупах.

GO: и проверьте, что забито в качестве эталона для 6-го диапазона, может случайно сбилось.
Эталон, как и должен быть, 2.000 МОм

GO: Да, еще, когда будете сделать OPEN калибровку, проверьте, что прибор не переключается на 6-й диапазон при 10кГц.
Ни разу не замечал, чтобы прибор переключался на другой диапазон при OSL калибровках. Как мне подсказал AK, слежу за этим теперь пристально. Правый нижний угол индикатора при калибровках пустой.

GO: Может на 74HC4052?
Конечно же, мультиплексор 74HC4052, ошибся когда писал.

 

kada: Попробуйте, пожалуйста, на своем приборе отключить OSL компенсацию и посмотреть что прибор отобразит при разомкнутых и замкнутых щупах.
При разомкнутых щупах на 10 кГц:
Rs 965 кОм; Rp 208 МОм
Cs 1,128 пФ; Cp 1,123 пФ.
По длинному нажатию S4:
U007645 -018093
I013144 004520

При замкнутых щупах, тоже 10 кГц:
Rs 0,0038 Ом; Rp 0,0246 Ом
Ls 0,140 мкГн; Lp 0,166 мкГ
По длинному нажатию S4:
U000199 -000006
I007657 -019351

С включено OSL и разомкнутых щупах:
Rs ---; Rp ---
Cs 0,006; Cp 0,005 (OPEN калибровку делал не сегодня).
Сразу после OPEN калибровки Cs 0,000; Cp 0,000
Прибор по прежнему без щупов, паяю детали на разъем может зимой уже доберусь, и сделаю щупы. И еще, плата у меня не авторская.

 

kada: Проводил ли кто-нибудь тест на линейность на 6, 7 диапазонах? Бьюсь уже не первый день, не хочет нормально мерить к примеру резисторы на 6-м диапазоне на 10кГц. Что я делаю: провожу LOAD калибровку 6-го диапазона по прецизионному SMD резистору 2 МОм - прибор показывает на всех трех частотах 2.000МОм. Подключаю обычный МЛТ резистор 3МОм и прибор показывает на частоте 100Гц - 3.087МОм, 1кГц - 3.087МОм, 10кГц - 3.215МОм. Если измерить резистор с бОльшим сопротивлением, то сопротивление на 10кГц пропорционально выростет относительно 100Гц и 1кГц.
Измеряю три резистора 1, 1 МОм МЛТ 0,25, спаянных последовательно. OSL калибровка делалась с полгода назад по резистору 5,11 МОм типа MPX.
100 Гц - 3,389 МОм
1 кГц - 3,389 МОм
10 кГц - 3,395 МОм. (0,17% отклонение)
Для Вашего случая, kada: 1кГц - 3.087МОм, 10кГц - 3.215МОм (4,1% отклонение).

Измеряю 1,1 МОм резистор МЛТ 0,25
100 Гц - 1,0953 МОм
1 кГц - 1,0954 МОм
10 кГц - 1,0956 МОм.

 

Попробую у себя проверить, что и как, но только наверное уже в выходные, вечером не получается.

 

Александр, спасибо за тесты. У вашего прибора отличная линейность на 6-м диапазоне. Вот мои показания прибора при длинном нажатии S4.
При разомкнутых щупах:
100Гц
U005907 -017749
I000034 -000015
1кГц
U005149 -018287
I000314 000058
10кГц
U002494 -018520
I001985 -001282

При замкнутых щупах:
100Гц
U000006 000005
I009295 -017070
1кГц
U000085 000017
I005768 -019251
10кГц
U000562 -000340
I002333 -019639

Во обоих случаях показания отличаются.

Вот показания для Zx = 100кОм - обычный китайский выводной резистор, аналог МЛТ 0,25
100Гц
U005907 -017732
I005895 -017728
1кГц
U005143 -018270
I005061 -018285
10кГц
U002502 -018525
I001687 -018595

Для SMD резистора 1206 2 МОм:
100Гц
U005908 -017748
I002943 -008866
1кГц
U005149 -018286
I002474 -009152
10кГц
U002487 -018513
I000288 -009251

Видно что для сопротивлений при измерении 10кГц заметно уменьшается действительная часть тока и напряжения.

 

Вот что я хочу сказать, kada, ведь пока не важно, как прибор меряет резистор на частоте 10 кГц по отношению к 1 кГц. Важно проверить эту самую линейность по диапазону на каждой частоте в отдельности. Помните, как мы это делали раньше, последовательным соедининием двух, трех резисторов в пределах одного диапазона. При этом даже не нужна OSL калибровка, а нужна только OPEN и SHORT. Также не важно, что показания сопротивления не будут соответствовать реальному значению сопротивления, важно, чтобы отклонение суммы сопротивлений при измерении мало отличалось от расчетной суммы.
Напомню, меряете каждый резистор в отдельности, например, получили измеренное значение 1, 100 МОм и 1,200 МОм. Меряете эти два резистора последовательно, например, получили 2,300 МОм - это идеальное значение, сумма получилась. А в случае нелинейности, прибор покажет больше 2,300 МОм или меньше. Считаете процент отклонения от расчетной суммы, и так для каждой из трех частот в пределах одного и того же диапазона.

 

Я уже пробовал данные тесты на 6-м диапазоне для двух 2 МОм резисторов, результаты выкладывал ранее. Для полноты картины привожу тесты для 3-х пар резисторов. Измерения проводил с включенной OSL компенсацией, все OSL калибровки выполнил. В скобках расчетная сумма двух сопротивлений.

1. Два выводных резистора 1кОм 0,25Вт - 3-й диапазон
100 Гц: 994,06Ом + 991,62Ом = 1,985кОм (1985,68кОм) - 0,034%
1 кГц: 994,15Ом + 991,78Ом = 1,985кОм (1985,93кОм) - 0,046%
10 кГц: 994,17Ом + 991,79Ом = 1,985кОм (1985,96кОм) - 0,048%

2. Два выводных резистора 100кОм 0,25Вт - 5-й диапазон
100 Гц: 99,992кОм + 99,098кОм = 199,1кОм (199,09кОм) - 0,005%
1 кГц: 99,996кОм + 99,112кОм = 199,1кОм (199,108кОм) - 0,004%
10 кГц: 99,935кОм + 99,052кОм = 199,1кОм (198,987кОм) - 0,056%

3. Два SMD резистора 2МОм 1206 - 6-й диапазон
100 Гц: 2,000МОм + 2,000МОм = 4,000МОм (4,000МОм) - 0%
1 кГц: 1,999МОм + 2,000МОм = 4,001МОм (3,999МОм) - 0,05%
10 кГц: 2,000МОм + 2,000МОм = 4,064МОм (4,000МОм) - 1,57%

Явна видна аномалия на 6-м диапазоне на 10кГц. На 7-м диапазоне на 10кГц отклонения еще больше. Кстати если отключить OSL компенсацию, то расхождение для резисторов 2+2МОм на 10кГц составит 0,25%. Я предполагаю что компенсация OPEN негативно влияет в моем приборе на измерения на 10кГц, т.к. при разомкнутых щупах и выключенной OSL компенсации у меня низкое сопротивление (120МОм). Т.е. какая-то проблема с измерением высокого импенданса. Плату мыл спиртом неоднократно. Закрывал плату экранами с двух сторон. Т.к. сопротивления на 0,1 диапазонах прибор измеряет корректно, то напрашивается вывод что проблема кроется скорее всего в I/U конвертере при переключении на масштабный резистор 100ком, только как эту проблему выявить я пока не знаю. Может виноваты паразитные емкости на плате в виде близко идущих дорожек? И еще вопрос. У меня стоит масштабный усилитель PGA204, он дифференциальный. Насколько корректно его включение с заземленным инверсным входом для работы в обычном недефференциальном режиме?

 

kada
А может это из-за того, что при Кус=100 частота 10 кГц находится на грани перегиба АЧХ?
И вносится слишком большой фазовый сдвиг.
Если в даташите на PGA204 (страница 6, верхняя левая диаграмма) посмотреть зависимость АЧХ при фиксированных Кус, - то как раз, это видно.

 
1 281 694