作者 主题:我如何建立我的6位数万用表 (Read 2860 times)

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离线 贾米尔

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我是如何建立我的6位数万用表
« on: 2020年9月26日,晚上10:49:51»
介绍
自从我的第一个长度广告转换器开始[1]以来,我想到了自己的万用表作为它的最佳最终平台。虽然1努力和制作完美万用表的大计划,来自Hackaday的比赛出现,我立即知道该怎么办。对于那些没有的人'想经过原来的比赛电话[2] - 目的是在家里制作技术,即 - 在家里的零件中建造任何有趣的东西。

设计约束
我认真地接受了这句话,并决定在我家的零件中建立6位数的万用表,最好从PCB废料或新旧股票中重用旧组件 - 主要是从1990年之前的捷克斯洛伐克生产 - 或其他项目的剩菜。我知道重用旧组件(参数比当代半导体行业的参数更差),并将电路保持在原型板上会影响万用表性能。我开始在项目上工作,但不幸的是在比赛截止日期前几天,生活击中了我,我无法完成所有人的状态。直到比赛截止日期,我能够上传一些项目日志和部分文档[3],低于被认为是完整的项目,以及我对比赛项目的标准。当我的生命恢复正常时,比赛很长一段时间,我的动力蒸发了这个。另一方面,该项目不是'完全失败;它帮助我了解Benchtop万用表的一些设计方面与实际的经验和我'm pretty sure it'S会帮助我设计和建立下一个万用表模型。有趣的事实是,在这个垃圾箱万用表的设计和构建过程中,我从未在纸上绘制的任何原理图,在夜间建筑/测试会话期间有很多磨损的印刷引脚。之后,我决定重绘原理图,直到我的记忆比较新鲜,以便其他人可以从我的错误中吸取教训。

结果
I'MUT NOT NUME MULTIMETER-ISH设计[5]并且我决定将经过验证的部件复制到新的台式万用表中,并添加新的必要电路,如电源和电流配子,具有加入电路。毫不奇怪,万用表电路只是工作的一半,我不得不将一些想法放入热设计,聚集和解决机械约束,同时保持它在我的10平方米的家庭车间生产。
建筑本身采取了一些有趣的转弯,主要是因为它以我的零件为中心;与通常的流程不同,我设计的任何符合需要的东西。例如,我从不用面包垫FPGA,从未在一个电路中使用具有FPGA的锗晶体管。
哦,我用纽扣 - 熟练的电源开关制作了第一齿轮,带有长杆转移用户操作来切换杠杆。看一下[6]

事要做的事情
它确实是万用表的基本作业 - 伏特(3范围),电流(3范围)和阻力(4范围)的基本作业。校准目前是校准"hardwired"进入MCU来源和可以'T从用户侧完成。这绝对是缺少的功能。除了通过串行端口转储测量值之外,还没有多大的通信接口。自从我们生活在21世纪以来,我计划聘请USB接口和以太网,但从上述原因没有这一点'发生。固件可以使用很多吐痰和波兰语。我的意思是大规模吐痰和愤怒的波兰语。
当没有在比赛中显示设备时,我 'D使用更多的现代组件。热稳定性会改善很多,以及噪音,可能是线性的。当然,使这款万用表在Protoboars上是废话。对于良好的性能,必须通过所有屏蔽,良好的接地和守护来完成适当的PCB。

表现
如前所述,这个万用表不是'T由于高性能而设计,并且由于比赛截止日期前和幻死之前的问题,我从未实现过实际的性能验证。从我的Golden HP34401A快速比较,它看起来是合理的线性和稳定的6位万用表,至少在DCV范围内。当前范围也可以。电阻测量在供电后受到漂移,但预期的漂移;在我的[5]中,我使用了更新的更多opamps,使电路更好地稳定。噪音比[5]不知何故,但这可能是预期的。由于该项目是搁置,因此我无意深入挖掘它。

弥补
我完全凌乱的来源和原理图(Kicad来源以及PDF输出)附加到这篇文章。根据您的意愿使用它。

恢复
带杆的电源开关很有趣,从垃圾堆积的比赛也很有趣。但现在它是's over, and it'是时候更严重的时间。


[1] - //www.terragaze.com/forum/metrology/diy-6-5-digit-voltmeter/
[2] - //hackaday.com/2020/04/30/new-contest-making-tech-at-home/
[3] - //hackaday.io/project/174022-diy-6-digit-multimeter
[4] - //imgur.com/a/SP2ehh3
[5] - //www.terragaze.com/forum/metrology/diy-6-digit-handheld-volohmmeter/
[6] - //imgur.com/a/l3KgHns
« 上次编辑:2020年9月29日,07:34:33 PM由Jaromir »
 

离线 贾米尔

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#1开: 2020年9月26日,晚上10:50:54»
由于这个论坛不是很适合较大的照片转储,这里是你的集合 - //imgur.com/a/b9xxdzj
 

在线的 yansi.

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#2开: 2020年9月26日,晚上11:39:18»
地球到底是那些在那里做的锗晶体管?  :o

非常好的建设。
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#3开: 9月27日,2020年,12:03:24»
切换双稳态继电器。

几乎任何PNP都会完成这项工作。比赛是关于我在家里的重用的东西,不知怎的,我有一些我的垃圾箱(以及我使用的绝大多数组件)。
 

离线 Kleinstein

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#4开: 2020年9月28日,04:12:22 PM»
It'对于输入阶段的一个很好的简单电路。

对100欧姆分流的保护看起来有点弱/奇数。如图所示,只有保护的保险丝。在继电器之前,更标准的保护并将电压限制为大约2或3(主要用于AC)二极管滴。这样,保险丝可能是更强大的1类型。
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#5: 2020年9月29日,08:32:57 PM»
精彩的,克莱因伊斯坦。我的原理图中存在错误 - 电路应在继电器之前确实连接。

U5周围的电路如此。忘记R18和R19电阻片刻。在毛额流量的情况下,当在分流器上的电压(单独的R15或R14 + R15串联,取决于继电器K4),在SI二极管上达到大约6,8V +两倍电压降(D​​4 / 5和D6 / D7,具体取决于极性) ,整个D4 / D5 + D6 + D7开始进行,保险丝吹,每个人都很开心。问题是二极管串具有漏电流(可能在100ua范围内有问题)。泄漏取决于温度,所以它可以'T轻松校准。那'■为什么我包括U5 - 它充当电压跟随器,因此在正常操作期间,它在点D4 / D5 / D6 / R19处保持电压与其输入(加上偏移电压)相同的电位,因此通过D4 / D5保持电流。通过U5输入偏置电流和低正向电压下的D4 / D5泄漏给出总泄漏(由U5偏移给出)。
在过电流事件期间,通过R19可用的电流将太低,将过度驱动,R19和R18都充当U5防止过电压。

我测量了我在抽屉里的几个随机二极管(Byx55,Byw54和1n4007)并得出结论,其中1N4007在低正向电压下具有最低电流,见附件。

我去了设计/构建过程中的一些变化,D6 / D7值可能是剩下的那些改变 - 在〜8V的保护中确实太高,分流会烹饪。 D6和D7应该具有确实较低的断裂电压,可能是两种或三个串联的Si二极管会很好,并且电流分流会在过电流中存活。


关于输入阶段 - 它有效,但我'M对输入选择开关不满意。开关泄漏了几十只帕,我'd喜欢在这里看到较低的数字(我的便携式voltohmmer中使用的dg211b有一些更好地泄漏〜15pa)。也许用JFETS切换是解决方案 - 那些可以选择泄漏1Pa和更少的问题。
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#6开启: 9月30日,2020年,02:32:56»
你在哪里找到了那个好的交换机,我喜欢那样
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#7: 9月30日,2020年,09:54:11»
为了较低泄漏,有DG508 MUX芯片(虽然通常更昂贵)而不是DG408。 8:1 mux的问题是有很多交换机涉及。所以DG211更容易泄漏。

小型JFET可以较低的泄漏(特别是在开启时),但对控制需要额外的努力。可以将JFET组合以获取更关键的路径(电压,欧姆感觉高,连接到其余的连接)和CMOS MUX。

在欧姆范围内相对较高漂移的一部分可以是由于待施加到电阻器的相当低的电压(0.7V)以设定最终电流。一点较高的电压(例如3 V)可以使最终的OP不太重要。然而,它需要更大的电阻,这可能不是阵列的一部分。 如果想要的话可​​以从完整的+15开始,因为这个区域中的操作和交换机不需要负电源,而是可以从+22和GND运行。
 
以下用户感谢此帖子: PRASIMIX.

离线 贾米尔

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#8开: 2020年9月30日,09:58:13 PM»
你在哪里找到了那个好的交换机,我喜欢那样

我发现它在旧缝纫机的控制面板中,但它'S Marquardt 6450 - 我使用了这两个联系项目。
//www.mouser.sk/Electromechanical/Switches/Pushbutton-Switches/_/N-5g30?Keyword=6450&FS=True
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#9: 2011年1月25日,02:43:50 PM»
地球到底是那些在那里做的锗晶体管?  :o

OPA134和NE5534 - 音频的东西。
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#10: 1月25日,2021年,03:43:26»
好东西......我还是不'了解ADC如何工作(甚至是什么'它的决议?)但好的东西!

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#11开: 1月25日,2021年,05:38:14 PM»
好东西......我还是不'了解ADC如何工作(甚至是什么'它的决议?)但好的东西!

一般想法是令人难以置信的简单。

1)U放电电容器。这是u20d的工作
2)对于固定和众所周知的时间,U充电电容器 通过输入电阻,U20A会这样做
3)U使用您的参考电压向电容器排出电容器,并计算需要多长时间,切换U20B和C.比较器U27是告诉何时停止计数。

现在你知道充电时间,放电时间和vref。 VREF *放电时间/充电时间=值

过度简化。
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#12: 2011年1月25日,09:35:42 PM»
对ADC的更详细描述位于1 ST帖子中给出的链路之一。它是一种多光栅ADC,具有大约22-24位的分辨率。噪声明智应该是比较到典型的6位DMM,如HP 34401和HP34410之间的典型6位DMM。欧姆部分有点有限。对于DIY解决方案,这是表现相当不错的表现,虽然并没有真正便宜。

ADC的一般概念相对简单:平衡了从输入和参考中进入的牧师,但事情变得复杂。 在5位数级别建立相对简单,但从那里变得更加棘手。突然间,您必须考虑与交换机,电阻和操作的那些小效果一般忽略。

音频操作(OPA134和5534)对于它们用于它们的目的并不那么糟糕。 opa134仍然是一个相对较好的JFET op可用于DIP - 而不是最高的性能,但足够好。类似NE5534足够便宜的工作 - Actuall相当多的旧DMMS使用相同类型的OP相同的目的(斜率放大器来支持比较器)。电路中越限制的部分更加有CMOS开关和参考,而不是如此。电阻器也非常关键。
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#13开启: 1月26日,2021年,11:04:55»
另外,一世'd想强调该项目是作为进入的"从剩菜和废料中做点什么"Hackaday挑战。设计的许多方面是次优的,符合给定的主题;大多数组件来自来自电子废物的Comecon No或销售'为什么几十年前的许多组成部分属于时代。

现在访问更多现代化的组件使一些设计选择更容易。
 

在线的 yansi.

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#14: 1月26日,2021年,11:20:35 AM»
您是如何测试输入开关的泄漏的?你有一个smu,或任何其他更简单的方法吗?
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#15: 1月26日,2021年,11:24:53»
 :popcorn:
Tektronix TDS7104,DMM4050,HP 3561A,HP 35665,TEK 2465A,HP8903B,DSA602A,TEK 7854, 7834,HP3457A,TEK 575,576,577曲线示踪剂,DATROR 4000,DATRON 4000A,UTRACER,HP5335A,EIP534B 20GHz频率计数器,TRUETIME RUBIDIUM,SENCORE LC102,TEK TG506,TG501,SG503,HP 8568B
 

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#16开: 1月26日,2021年,11:53:58»
对于输入的测试,可以使用仪表本身。这也适用于具有高Z输入的商用仪表的快速测试。  There are 2 ways:
1)具有高值电阻器,如10米(甚至是内部分频器)。输入偏置使零读数转移。
2)在输入端的低DA电容为1-10个NF,并查看漂移率。 通过1 NF,1 PA的偏置电流将使漂移速率的1 MV / s,这易于测量/即使录制数据。

为了隔离开关部分,可以在输入处具有另外一个,或者可以从电路中移除开关。

对于偏置电流,它大约是幅度,而不是确切的值。所以20%的电阻器和帽子足够好。
 

离线 贾米尔

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#17开: 1月26日,2021年,11:55:53»
您是如何测试输入开关的泄漏的?你有一个smu,或任何其他更简单的方法吗?
我用LMC662和3,5d面板仪建造了一个简单的微微型电流表,类似于这个 http://www.vk2zay.net/article/251

内部输入分频器上的良好迹象也会降低。
 

离线 ali_asadzadeh.

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#18开启: 1月26日,2021年,02:19:08 PM»
感谢分享 >:D
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离线 ali_asadzadeh.

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#19: 1月26日,2021年,02:24:22 PM»
我们可以看看FPGA和MCU源代码吗?
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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#20开: 1月26日,2021年,08:34:32 PM»
您是否在那里连接了LMC662,作为TIA,具有大型FB电阻(或反馈分隔线技巧)?
 

离线 贾米尔

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Re:我是如何建造我的6位数万用表
« 回复#21开: 1月26日,2021年,晚上10:54:00»
TIA带大型FB电阻,设置为生产1V / 1NA,单一范围;其次是1/10电阻分压器,使200mV范围仪表将在全范围内显示1.999NA(1999年显示)。交换机可以绕过分频器,为1999年显示为199,90兆的敏感性。
多团伙开关处理范围切换,开/关和正确的小数点切换。
这里有很长的线程在这里讨论这个主题 //www.terragaze.com/forum/projects/picoammeter-design/
 


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