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[工仪] 首发:龙乡星华3800V高压表拆解及抄图

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发表于 2024-10-23 11:03:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 微醉 于 2024-10-23 19:33 编辑

    前几天发的帖子《龙乡星华XH37-5-4便携式多功能耐压测试仪拆修和原理图分析并简单测试- 仪表谈谈 数码之家》,其高压表头为独立成品,当时表头是正常的,且单片机是本人的认知盲区,就未拆解跑图。后来有坛友关注这个表,期待出图,主要是想要了解小数点自动移位的控制接法,是哪位坛友我已记不得,回头翻翻也没再看到这个回帖了,不知是隐藏了还是我记错了在别的帖子互动时问及的。
又想起闻太师也曾发帖想要了解这个表的走线,最后也是自己好奇心驱使,忍不住又拆开耐压测试仪,把表头拆解并抄了一下图,发帖供参考。

    进入正题
    表头是三线的4位LED数码电压表,一片SOP-16封装的无字单片机实现电压采样、转换、显示驱动,工作电压4-12V,量程0-100.0V(精度0.1V)、100-3800V(精度1V)两挡自动切换,小数点自动移位显示。
    表头直接内嵌在耐压测试仪面板上端,这是拆下来的面板:

    这是拆出来的表头电路板元件面:

    表头正面就一个4位LED数码管,没有别的元件:

    为了方便跑图,把接线的4针插座塑料架撬下来、把数码管拆了:

    我这水平果然是一拆就废,没有平台钳、没有操作夹具、没有放大镜,偷懒没用热风枪(因没夹具也怕把元件吹得一团糟),就用最小号的捅针+马蹄头硬拆,结果一半的通孔拆废了,有2个还连带撕掉了铜箔走线。
    然后连测带比划先把底层走线和顶层芯片压住的走线标上:

    然后抄图:

    附件是将描板图和原理图合并的文件(下载附件平台要扣55家元,家底薄的坛友想下可到已置顶的2楼有网盘地址,感谢“大师兄”大力支持

    图中单片机管脚名称我标的是连接到的对应功能,不是芯片引脚功能。

    跑完图玩表高手可能就会说原来如此,可对我来说还是不懂。但有一点我看明白了,Q1这个场管是用来切换高压和低压时采样比例的。粗略计算了一下,高压时采样比例约1400倍,低压时采样比例约40倍,居然差这么多,按我的认知水平一直以为小数点就移了一位,采样比例应该是差10倍就正好,要不就是我的计算方法有误?
    Q2-Q5是扫描驱动4位8段数码显示用的我也看明白了,

    还有一点我不明白的是芯片是怎么知道测量电压在100V以上还是以下?这个采样输入是同一引脚,又是自动切换的,在测量电压为0-100V之间,按我的测算比例约40倍采样输入端就是0-2.5V;当测量电压达到100V,这时芯片就要进行量程切换,采样比例也切换为1400倍,这时采样输入端电压会跳变到0.07V左右,这个值又回到了低量程的采样输入范围内,如果芯片依采样值大小来判定量程切换那不是又要切换回低量程了吗?那么芯片的算法设计是不是还同时把输出给Q1控制量程采样比例的④脚电平高低作为判定必要条件?如果是,那么在上电瞬间和切换点附近时会不会出现反复跳变而发生类似振荡的现象?

    再有一点,我如果改变15个3M电阻(减小到480K左右),使采样比例变为1.4左右,是不是就可以当4位显示的mV表用了,当然,这时的表头内阻只有不到2M了。

    我的问题描述可能比较幼稚,坛友不要见笑。

    后面是还原了,前面的工具不得力和偷懒在这里就得还债了。数码管装回去后好几个脚“失联”了,只能在顶面飞线了,没有放大镜,也没用尖头烙铁,我这近视加老花就跟瞎子差不多了,直接就把贴片排阻干连锡了,用了近半个小时才搞开,差点都要放弃了。

    不完美收工!有坛友能推断出这单片机是啥型号的可提供一下。

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 楼主| 发表于 2024-10-23 12:26:27 | 显示全部楼层
kkdkj 发表于 2024-10-23 11:27
非常辛苦啊,加分奖励!
看来高压表不是简单加分压电阻就能解决的,想自制可是没那么容易。 ...

用普通的表头加分压电阻不知道可不可行。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 12:37:35 | 显示全部楼层
闻太师 发表于 2024-10-23 12:04
单片机根据AD采样值和当前分压比,可以算出实际电压。高于100V就打开MOS管R16并联R17+VR2,下分压电阻减小 ...

也就是说单片机是知道即时的分压比的,所以高低切换的条件是采样值和分压比同时决定的,采样值来自外部、分压比来自内部。

“滞回特性”我有点明白了,这可能涉及高等数学的微积分了,不是我能细钻的了,反正知道了是有算法可以解决切换临界问题的。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 12:40:18 | 显示全部楼层
mynew 发表于 2024-10-23 12:28
这么小的东西,精度还不错,功能也很好,并且作者也卖得很便宜包邮才12块,真是学习和DIY的好对象。 ...

确实做得不错,价也心平气和,和一般的4位表头差不多价了。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 18:41:53 | 显示全部楼层
tongzijun 发表于 2024-10-23 13:27
跑图辛苦,以前觉得这个仪器高大上,现在看来百姓化了。

谢谢支持,这仪器价格、性能都只能是平民化的,专业的耐压仪远不是这个价。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 18:56:38 | 显示全部楼层
ghia 发表于 2024-10-23 13:40
分压比是电路元件值决定的,就两档,软件知道当前在哪一档上,因为本来就是软件自己控制档位的。滞回特性 ...

谢谢解答!
有点明白了,那就是芯片初始状态必须设定为高压档。因为低压档只有40倍的采样比,如果刚开始通电测量电压就在高压值(比如3000V),而切换场管处在低档状态那芯片采样输入端可能会超压(3000÷40=75V)。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 18:58:42 | 显示全部楼层
sdaviy 发表于 2024-10-23 13:45
非常详细,学习了
楼主还是要入手放大镜,哪怕是个手持的

谢谢支持。
手持的只能看看,焊接还是得台式的,看来是得淘个带放大镜的固定台。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:03:15 | 显示全部楼层
icespirit 发表于 2024-10-23 13:54
楼主太强了,做了我想做的事情,给你一个赞.

这表头关键是单片机和里面的程序,作者选用了不标号单片机感 ...

谢谢支持。
反正感觉这芯片很牛,除了电源和地,其他引脚全部用来输入输出控制了,不知这玩意刷新率怎么样?
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:12:36 | 显示全部楼层
b26359 发表于 2024-10-23 15:27
单片机15脚是高压检测输入信号(无高压信号即为低压模式,低压是不用检测的),特地加了电容C1,说明它的稳 ...

15脚是电压采样信号输入,加电容也是常见的采样电路防干扰的方式。当然这个值也用于判断高、低压阈值,但会结合4脚的状态,也就是芯片程序设定的高低档输出控制状态。我是看了10楼的解答想明白的。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:16:29 | 显示全部楼层
b26359 发表于 2024-10-23 15:52
J1-1或R1处是高压吧?经过R1到R15衰减后再进入单片机15 pin应该是很低的值了,否则单片机会损坏,但不管1 ...

在低压档时如果碰上3000V的测量电压,15脚将有75V以上的分压值。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:29:28 | 显示全部楼层
8139 发表于 2024-10-23 15:54
老兄辛苦,专门画了这个表头的原理图,让我们这些人享受了现成的果实

就是表头命太苦了,被折腾成 ...

你永远都是盆满钵满哪。
有些工具就是这样,有了基本吃灰,没有呢用得着的时候穷着急,所以看着你炫那么一大堆好工具那个羡慕嫉妒恨啊。好在这个表头还能正常显示,不然估计得花半件工具钱补个表头了。

因这个原理图不大,其实我贴的图也看得清了,附件只是想备用一下万一有人用得着,没想到居然好几个人下载了,真不好意思,还是你想得周到。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:37:37 | 显示全部楼层
1721463898 发表于 2024-10-23 17:46
电路还是挺复杂的,仿制还是有一定难度的,而且那无字芯片更是个难题。

我是玩不来这,会单片机的应该可以参照思路自己编程开发
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:39:12 | 显示全部楼层
qrut 发表于 2024-10-23 18:10
老兄有心了,后排支持一下~

谢大佬捧场。
不懂就容易好奇,好奇就会害死猫
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:43:48 | 显示全部楼层
道幽亭静 发表于 2024-10-23 18:20
去看了一下,是不包邮11.8元,邮费4元,记得之前是16元包邮,这么一算还便宜0.2元。 ...

闲鱼上开发者有售,红色的11元包邮,绿色的12元,好像闲鱼币还能抵几毛钱的。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:45:11 | 显示全部楼层
道幽亭静 发表于 2024-10-23 18:21
我是直接在他家买了那个多功能耐压测试仪,使用确实比较方便。

他挂的耐压测试仪也就53元,算是挺心平气和的价了。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:47:13 | 显示全部楼层
moontree 发表于 2024-10-23 18:41
焊接这种小元件,没有尖头烙铁,有些费功夫。

其实我是有个尖头的T12的,平时不用,一时没翻着在哪压着了。
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 楼主| 发表于 2024-10-23 19:49:16 | 显示全部楼层
microxp 发表于 2024-10-23 19:04
不错不错精度比我的高多了

精度确实还可以的,之前我比较过的,所以我在想能不能改成mV表来用
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 楼主| 发表于 2024-10-24 16:38:22 | 显示全部楼层
mynew 发表于 2024-10-24 07:12
测量输入端如果正负接反,会不会损坏?

这个没有反接保护的,接反准烧
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 楼主| 发表于 2024-10-26 18:44:33 | 显示全部楼层
ljlun 发表于 2024-10-26 15:30
大婶帖子详细,造福打火舞,辛苦了

我就有一点想不通,为啥我手里的那些3位、4位的数码表头精度就很差,而且是线性度差,校正都没用。看这个高压表也是简单的一个单片机,准头倒还行。
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 楼主| 发表于 2024-10-27 09:48:03 | 显示全部楼层
wlife 发表于 2024-10-26 19:57
我都自己做线性非常好,成本不比他们的高。我都想开卖了。

我买的那些3位、4位表头才1-2元,电压、电流双显的也就3元左右,就是准度太差,调了高位低位不行,调了低位高压又偏了。
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