PDA

Просмотр полной версии : Хочу собрать качественный мультиметр - буду рад советам


Evgen
22.01.2016, 04:56
Приветствую всех участников форума. Мне для личного употребления понадобился качественный (сравнительно точный) мультиметр и в силу денежной ограниченности решил его собрать сам и буду рад любым дельным советам. Бюджет предварительно выделил около 100$ и практически весь уже израсходовал на точные резисторы, корпус и т.д., поэтому просьба не предлагать купить готовый промышленный, а советовать только по теме, т.е. по самостоятельной сборке. На микросхемы я не трачусь, есть возможность от некоторых американских компаний получать бесплатные сэмплы, поэтому буду использовать только из номенклатуры, которая уже есть или могу бесплатно заказать.

Итак, нужные характеристики. Мультиметр нужен для измерения только постоянных напряжений (0.1-25 В), токов (0.1 мкА-10 мА) и сопротивлений (0.01-1000 кОм), гарантированная точность при любых значениях в указанных диапазонах не хуже 0.02%.

Исходя из нужной точности, мне нужен АЦП с пятью разрядами, а такую точность без проблем обеспечивают многие интегральные дельта-сигма АЦП, что резко упрощает схему. Пока что остановился на имеющейся у меня AD7731, у которой при пороге 1.28 В, частоте опроса 50 Гц и CHP=1 типичные нелинейность (INL) и шум (p-p) менее 10 мкВ, а гарантированные менее 20 мкВ, т.е. обеспечивает нужные мне пять разрядов в диапазоне 100.00-999.99 мВ с точностью +-1-2 последней цифры в пределах всего этого диапазона.

В качестве ИОН планирую использовать имеющуюся у меня ADR4525B, у которой точность 0.02%, ТКН 2ppm/C и шум 1.25 мкВп-п. Для согласующих каскадов будут применяться прецизионные ОУ с автоподстройкой нуля, которых у меня много разных моделей, а в качестве эталонных резисторов будут уже купленные Вишеевские фольговые резисторы, имеющие точность 0.01%.

Естественно планируются ввести в схему и в программу различные автоматические калибровки, как при включении, так и при выполнении измерений, которые будут автоматически корректировать показания. Вывод будет на стандартный двухстрочный ЖКИ (1602).

Измерение постоянного напряжения будет по схеме плавающего включения (см. упрощённую схему этого узла на первом рисунке), при котором измеряемое напряжение включенно не относительно нуля, а в отрицательную обратную связь ОУ и тогда у ОУ практически отсутствует синфазное напряжение, поэтому напряжение смещения и входной ток постоянны, при этом измеряемое напряжение практически не нагружается (сопротивление нагрузки получается в гигаомы), т.е. получаются те же результаты, как и при методе плавающей земли, но достигаются более простым способом. При измерении напряжения больше 1 В меняется коэф. передачи второго каскада, который становится меньше единицы (0.1 для диапазона 1-10 В и 0.05 для диапазона 10-25 В), для чего R3 увеличивается до 100к или 200к. Единственным недостатком этой схемы является необходимость в определённой полярности измеряемого напряжения (полевик J1 защищает от обратной полярности). ОУ Х3 подключен так, чтобы напряжение смещения ОУ Х1 не влияло на результат, при этом напряжение на входе Х3 практически постоянно.

Измерение сопротивления будет четырёхпроводным способом и схема коммутацией преобразуется к упрощённому виду на втором рисунке, при этом референсным напряжением будет напряжение на одном из референсных резисторов 1к, 10к, 100к и 1000к, на которых за счёт включения измеряемого сопротивления в обратную связь ОУ получается напряжение +2.5 В, а ток соответственно будет 2.5 мА (Rx<0.5к), 250 мкА (Rx<5к), 25 мкА (Rx<50к) и 2.5 мкА (Rx<1000к).

Pickoff
22.01.2016, 16:00
АС 125 приобрел не пожалел. Вам советую

Alex67
22.01.2016, 18:34
АС 225 недавно взял..350 руб