Измерения

Измеритель RLC-2

1 | Стр. 565 | 694

То DWD, в приборе нет напряжения выше 5-ти вольт, чтобы запитать REF195.

DWD: А зачем гоняться именно за 1,2В? Всё равно его делить нужно до 0,5В.

Можно и на 2,5 В или 3 В, или 4 В.
--
Я все же считаю что для RLC-2 более важна температурная стабильность ИОН, а начальная точность не важна. Вот как я в домашних условиях измерял ТКН стабилизатора напряжения: взял два стабилизатора на одинаковое напряжение, например, LM285-1,2 (1,235V), запитал их через резисторы. При температуре нормальных условий, на пределе вольтметра, например, 200,0 мВ измерил разность напряжений между ними. Далее зажал исследуемый корпус между пальцами руки, подержал с минуту, опять считал показания вольтметра. При расчете ТКН, принимал нагрев пальцами равным 32°C. Расчет такой, результат в ppm/°C:
(ΔUt2-ΔUt1)/(t2-t1)*U*1000 000
где,
ΔUt1 - разность напряжений (В) между стабилизаторами при температуре нормальных условий;
ΔUt2 - разность напряжений (В) между стабилизаторами при температуре пальцев рук;
t1 - температура нормальных условий;
t2 - температура пальцев рук (32°C).

Чтобы результат получился более точным, надо чтобы температура нормальных условий была как можно ниже, например, +20 °C. При +28°C результат будет менее точен. У меня сейчас в комнате жарко.

Пример моего замера и расчета ТКН для LM285-1,2:
(0,0012-0,0008)/(32-26)*1,235*1000 000 = 82 ppm/°C.
Для AZ432AZ G1:
(0,00317-0,00323)/(32-27,5)*1,25*1000 000 = -16,6 ppm/°C
Сотые доли милливольта заметно шумят, и показания вольтметра Щ300 в этом разряде не стабильны.

 

АК: То DWD, в приборе нет напряжения выше 5-ти вольт, чтобы запитать REF195.

А стабилизатор +5В самого прибора от чего запитан?..
К тому же REF195 много не требуется - в даташите все его характеристики заявлены при напряжении питания 5,1В.
Потребляет он всего 45мкА и подавляет пульсации почти на 80дБ.. Так что запитать его можно перед приборным стабилизатором +5В через фильтр с резистором на несколько КОм и конденсатором на сотню-другую мкФ и всё будет нормально.
А если напряжение питания +5В самого прибора окажется хотя бы 5,1В или выше (а можно и самому это сделать), то можно запитаться прямо от него.

АК: Я все же считаю что для RLC-2 более важна температурная стабильность ИОН, а начальная точность не важна.

Это относится к ИОН, собранным на стабилитронах - при большом разбросе начального напряжения они имеют хорошую тремостабильность. По этому достаточно было выставить в приборе нужное напряжение с помошью прецизионного вольтметра и это напряжение будет стоят.

К более продвинутым ИОН это не относится. Ведь высокая начальная точность при плохом ТКН просто теряет мысл. По этому если для ИОН REF195 указана начальная точность 2мВ, то указанный максимум ТКН 4ppm/°C просто обязан быть обеспечен.

Повторюсь. Весь смысл такой замены - в получении точного значения опорного напряжения прибора без необходимости не только в применении прецизионного вольтметра (имеется не у каждого), но и вообще без настройки. Расчитал, купил, спаял.

 

DWD: в получении точного значения опорного напряжения прибора

Не нужно здесь добиваться точного значения опорного напряжения, попадания в диапазон 0.5-0.52V будет достаточно. Мы же не вольтметр делаем, результат получается делением и точное значение опоры не важно. А вот стабильность - это уже важнее.

 

АК: LM285–1.2: 80 ppm/°C

Тут дело в производителях - у разных производителей разные параметры.
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/LM285-D.PDF
http://www.ee.nmt.edu/~thomas/data_sheets/LM385.pdf
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm385b-1.2.pdf
Как говорится, почувствуйте разницу. IMHO REF1004 с его 20 ppm/°C типовых и LM285 c 30 ppm/°C лимитных от NS - это одно и то же, а от TI - ровно те же 20 ppm/°C типовых. Долговременная стабильность тоже одинакова, а по шуму последний от NS даже малость выигрывает.
Ну и не забываем, что все эти 20 ppm/°C накладываются на впятеро большую температурную нестабильность делителя, это касается 1% резисторов в том числе. Шансов найти прецизионные термостабильные резисторы с нужным для делителя соотношением близки к нулю. Именно поэтому я предложил (реализовано в моём варианте плат) делать делитель на резисторах 0,1% одного номинала и использовать ИОН с напряжением 2,5В. Бонусом идёт фильтр, режущий шумы.
Поэтому Более дорогой REF1004 особых преимуществ перед LM285 не имеет.

 

GO: попадания в диапазон 0.5-0.52V будет достаточно

А если будет поточнее, хуже не станет?..
А если при этом улучшится термостабильность и отпадёт необходимость в подгонке этого напряжения?

 

Тетраэдр: Бонусом идёт фильтр, режущий шумы.

Да, действительно фильтр, раньше я не обратил внимания. Я б поставил конденсатор еще по выводу 2 ICL7135, маслом кашу не испортишь.

 

АК: Я б поставил конденсатор еще по выводу 2 ICL7135, маслом кашу не испортишь.

Такая возможность имеется, она на схеме не показана, т.к. авторами не было предусмотрено, но в тексте есть упоминание о том, что Вы такой конденсатор установили, и плата позволяет это сделать.

 

В эти жаркие июньские – июльские дни в комнате очень жарко, вечером под +29°C, утром около +22°C. Пользуясь этим, я наблюдал на своем приборе, как уплывают показания сопротивления с увеличением температуры. Был взят резистор С5-55, на момент калибровки прибора при температуре +20°C, прибор показывал сопротивление этого резистора 1,0000...1,0001 кОм на третьем диапазоне. Утром, сразу после включения прибора при температуре +22°C, показания держались на уровне 1,0001 кОм. К концу дня, когда температура в комнате доходила до +28,6°C, и прибор находится во включенном состоянии несколько часов, показания 1,0004 кОм. В процентах уход показаний составил 0,03...0,04%, если считать от температуры +20°C, и это почти на 10 градусов повышения температуры.
Интересно было бы узнать про такую проверку от других участников.

 

АК: В процентах уход показаний составил 0,03...0,04%

Для любительских целей вполне приемлемо. Решающий вклад в это дело вряд ли вносит опора, скорее ТКС резисторов измерения тока или инструментальных усилителей.Было б интересно узнать дрейф показаний от температуры у тех, кому удалось добыть резисторы с ТКС 10-25 ppm/°C .

 

Я не учел ТКС резистора С5-55, он по техническим характеристикам достаточно большой и составляет: ± 30 умноженное на 10 в минус шестой степени на градус Цельсия, или ±0,00003 /°C или ±0,003 %/°C или ±30 ppm/°C. Значит, при изменении температуры на 10 градусов, изменение сопротивления резистора 1 кОм может составить ±0,0003 кОм (от 0,9997 кОм до 1,0003 кОм), то есть, фактически всё отклонение, что показал прибор может быть из-за температурного ухода сопротивления резистора, а не из-за прибора.

Намного термостабильнее резисторы С2-29В, ±5 ppm/°C, при изменении температуры от 20 до 70 °C. Но нет такого резистора С2-29В номиналом 1,хххх кОм, чтобы прибор показал пять знаков.

 

Подправлю самого себя, не все резисторы С2-29В имеют ТКС ±5 ppm/°C. ТКС идут по группам: В, Б, А, С, Д. Самый низкий ТКС у группы Д, у меня таких не нашлось, а нашел только группы А, а это ±25 ppm/°C.

Зато нашел у себя резистор(ы) с ТКС на прилагаемой из магазина бирке 15 ppm/°C:
MFR0W4; 1 kOhm; 0.1%; 0.25W; TC15; 250V.
Прогретый прибор RLC-2 измеряет этот резистор при температуре в комнате +25,8°C, как 1,0006 кОм. Вот этот резистор и погоняю при разных температурах.

 
565