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當(dāng)前位置:深圳市晧辰電子科技有限公司>>技術(shù)文章>>干貨 | 教你用幾顆電阻提升萬用表精度
我常用的萬用表是一塊優(yōu)利德 UT33-A ,用了十多年了一直覺得很好使。在一百元以下的萬用表里面它的主要優(yōu)點(diǎn)有:小巧,自動量程,3 3/4位讀數(shù),用2節(jié)7號電池。從替下我的塊表DT9205之后,我對它的精度沒有懷疑過,不過也沒有和儀器對比過。
去年底我買了一塊新出的ZT111萬用表來玩,對比時發(fā)現(xiàn)這兩個表測量1節(jié)5號電池的電壓居然有明顯的差值。相差幾個字可以理解,多了就有問題了。一般來說新表更可信,于是我翻出來以前買的10V電壓基準(zhǔn),把UT33-A校準(zhǔn)一下看看。在這個萬用表的PCB背面,有兩個可變電阻,調(diào)VR1就是校準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)用的。
意外的是,10V校準(zhǔn)之后,測1節(jié)電池的電壓兩塊表的讀數(shù)依然相差不少,UT33-A明顯讀數(shù)高一些。若我調(diào)整UT33-A的VR1使測電池電壓兩表一致,測10V基準(zhǔn)時UT33A的讀數(shù)又偏低了。我又拿出來UT61A四位半表一起對比,三打二勝,判斷還是UT33-A不準(zhǔn)了。按照規(guī)格書上0.5%的直流精度,這只表的誤差也超標(biāo)了,不合格。
也不知道當(dāng)初買來時候是否是這樣了,已無從考證。我學(xué)習(xí)了一下萬用表原理,普通自動表是用輸入電阻分壓的方式來擴(kuò)展基本電壓量程的。例如我這塊 UT33-A, 低量程是 400mV, 那么用 10:1 分壓就可以測量 4V, 用 100:1 分壓測量 40V. 因?yàn)楸淼妮斎胱杩故?0M歐,推測分壓網(wǎng)絡(luò)用一個公共的10M電阻,下面各自的電阻就成了:
4V量程 | 1/10 | 1.11111M |
40V量程 | 1/100 | 101.010k |
400V量程 | 1/1000 | 10.0100k |
在UT33-A的PCB上找,果然發(fā)現(xiàn)這幾個值差不多的電阻:
拆下來排在一起看是這樣(拆之前我已決定要替換下它們了):
10M電阻是兩個5M的串聯(lián)得到,綠環(huán)表示精度 0.5%
1.11M電阻用在4V檔,精度不知道,沒有色環(huán)標(biāo)。
101k電阻用在40V檔,藍(lán)色表示精度 0.25%
10k電阻用在400V檔,同樣精度 0.25%
如此看來我的這只UT33-A電壓檔誤差超過 0.5% 也是不足為怪的,只要電阻誤差在它們的上限(運(yùn)氣不那么好,或者多年后電阻本身老化)。盡管我已買了性能更好的(9999大顯示) ZT111,UT33A這么淘汰也未免可惜。作為學(xué)習(xí)也好,我決定將這些電阻“升級”一下,提升這個表的精度。
可惜除了10k,這幾個電阻都是特殊阻值,高精度也不易一次買齊。退而求其次,那就用常用值的串聯(lián)得到吧。從立創(chuàng)商城可以買到 0.1%誤差 25ppm 0805的精密貼片電阻,我就買來一些備著。考慮了買得到的阻值,替換方案如下:
5M | 1M+1M+1M+1M+1M | 直接影響精度 | |
1.1111M | 1.1M+10k+1k+110 | 1k誤差1%影響10ppm | 取消110影響90ppm |
101.01k | 100k+1k+10 | 取消10影響100ppm | |
10.010k | 10k+10 | 1*1%影響10ppm | 取消10影響0.1% |
根據(jù)靈敏度分析,上面的組合中110歐和10歐電阻用普通的就可以了。UT33-A只是3 3/4位表,用0.1%電阻不篩選也夠日常使用。
今兒動工把電阻換成了貼片精密電阻。我使用了“疊羅漢”法直接搭焊:
換好之后再用10V基準(zhǔn)校準(zhǔn)一下電壓檔,再測量1節(jié)電池的電壓,讀數(shù)就和我的ZT111, UT61A一致了。果然找到了誤差源頭所在,升級成功。
怎么樣,學(xué)會了嗎?
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