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[工仪] 展示一下我新做的毫欧表,采用经典的ICL7107电路

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发表于 2022-9-1 17:49:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 刘佑红 于 2022-9-2 14:32 编辑

测量主电路采用经典的ICL7107电路,该电路外围电路简单,对外围元件要求不高,性能稳定,测量精度尚可,一直被广大电子爱好者仿制。但制作的毫欧表大多没有外壳和相关附属电路,携带使用多有不便。
我根据手头现有的90x70x28s塑料外壳重新设计了PCB板,4位0.36英寸数码管,使用单节锂电池供电。因PCB板面积较大,我顺便增加了电量显示、充电、单键电子开关等电路,整体放入塑料盒子内,携带使用较为方便。

在制作前我没有先画原理图(sch),而是将之前设计的7107测量电路、LM339电量显示电路、TP4056充电电路和单键电子开关的PCB电路,稍作修改后合成在一起。但这次仍给出7107测量电路、LM339电量显示和单键电子开关的通用原理图,可以作为参考,TP4056充电电路很简单,网上资料很多,就不再贴图浪费论坛资源了。
数码管没有采用0.56英寸4位一体的数码管,因为如用它的话会导致外壳开窗太大,不美观。在淘宝上找了很久,发现4位静态驱动的数码管目前只有0.56英寸的,估计还是之前生产的,综合价格、显示效果等因素,最终决定采用0.36英寸4只一位数码管。

电量显示采用LM339驱动4 LED,用4只LED显示电池电压。因为4只数码管的显示小数点的LED闲置没有使用,就没再另设单独的显示LED,使用4个小数点显示LED作为电量显示。在电源开关打开的情况下,按下数码管下方的那个按键,4个小数点就会显示出电池电压的高低,在电源关闭的情况下则不显示。
充电电路采用TP4056,充电口为安卓口,可以使用手机充电线充电,充电电流设定在500mA左右。充电状态显示也没有设置单独的LED,而是利用了4只数码管中千位的F、E、D字符字段LED,充电时这三个字段显示组成字母L(LOW的首个字母),充满电后L熄灭不显示。
测试端子采用4P插接线,线端接开尔文测试夹子(我这次发的图片还没有焊开尔文夹子)。
电路各部分都是成熟可靠电路,一次焊接成功。

使用时按底部按键开关可开机,开机状态下按下则关机。亮只开尔文夹子接在一起时显示000,这时电源消耗电流约140mA, 开尔文夹子不接在一起时显示1,这时电源消耗电流约40mA,我使用了一块多年前的闲置手机电池,仍可以正常测量。满量程为1999毫欧,超出则溢出显示1。
毫欧表主要用于测量低阻值电阻,及测量电动机绕组是否异常等。
















补充测试线和夹子图片。因是比例法测电阻,夹子质量对测量精度影响不大,我就是淘宝上买的双线夹子,2元多一只。




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 楼主| 发表于 2022-9-9 15:32:52 | 显示全部楼层
依然饭特浓 发表于 2022-9-5 15:45
精度怎么样,卖不卖?

精度受7107限制,整个量程内精度不一,之前用精密电阻测试过,感觉测低阻值精度差些,在闲鱼买了个VC480的毫欧表,因精密电阻放置的地方忘记了,没有仔细测试它的精度,分辨率是1毫欧,但感觉够用了。之前做了分辨率是0.1毫欧的,因测试电流较大(1A),比例电阻发热,阻值受温度影响明显,造成误差较大,于是放弃了(没有去买低温漂电阻)。有兴趣要的话与我站内短信。
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 楼主| 发表于 2022-9-9 15:40:51 | 显示全部楼层
mushuiche 发表于 2022-9-9 09:32
成本大约是多少啊

成本不高,约20元,都是通用元件。外壳淘宝不到2元,数码管不到2元,7107芯片2.5-3元,夹子约5元,其余元件约3元,PCB板3元(嘉立创打样10片30元),电池是很久以前买的,忘记价格了。
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 楼主| 发表于 2022-9-9 15:42:39 | 显示全部楼层
world_all 发表于 2022-9-7 09:01
这个能在路测量么

和数字万用表用法一样,在路测量会受影响的。
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 楼主| 发表于 2022-9-14 20:46:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 刘佑红 于 2022-9-14 23:47 编辑

    原计划找到4脚精密电阻进行测定这个毫欧表的精度,见到楼上再次询问毫欧表的精度问题,于是就找些低阻值电阻和导线进行了测试,测试结果附图,从表中可以看出测量结果与VC480C+毫欧表差别不大,线性也不错。需要说明的是,7107做的毫欧表分辨率是1毫欧,所以10毫欧以下的误差会较大的,比如测量一段短导线,用7107测量显示值是2毫欧,用VC480C+测量显示1.85毫欧,误差达8%。另外我的毫欧表采用的是廉价的夹子,夹子的夹力不大,用手加力捏住夹子与不捏会有少许变化。两个表的夹子头部宽度不一样,夹住的位置不一样,普通电阻引脚有一定的阻值,两者测量会有所差异,即使用VC480C+测量,测量同一电阻每次测量也不完全相同。
       另外发现一个问题,就是测量大于300毫欧的电阻时,测量值尾数不稳定,会有上下几个毫欧的变化,测量低阻值的则稳定不跳动,还没有去找是什么原因,记得之前做单板的毫欧表没有这个问题。也请广大朋友给支个招,让我少走弯路。


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 楼主| 发表于 2022-9-17 07:05:30 | 显示全部楼层
alicescope 发表于 2022-9-16 22:27
非常不错,Type-C就更好了。

有Type-C充电口的,做了两种充电接口的。原来以为安卓口的多,后来还是听孩子说现在新手机很少有安卓口的了而是Type-C多,所以也设计了Type-C的。
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 楼主| 发表于 2022-9-17 07:06:35 | 显示全部楼层
lmy2003 发表于 2022-9-16 22:39
板子做得漂亮,数码管加上滤色片就更好了

安装滤色片较困难,我也没有滤色片。
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 楼主| 发表于 2022-9-17 16:32:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 刘佑红 于 2022-9-18 07:26 编辑

       经反复测试与检查 ,最终发现高阻值尾数跳动的原因是用错了电容C4,C4应用104的(0.1uF),但误用成102的了,这个102的电容外形和我平常用的104电容差不多,电容外面没有标记容量,装它的袋子外面也没有标记容量,所以造成误用,替换后就没有尾数跳动的故障了。用1欧姆精密电阻发现数值偏小约10毫欧,用VC480C+测试电路板上1欧姆电阻偏大约几个毫欧,在并上一个100欧姆的贴片电阻校正后改善明显。用VC480c+对比测试,发现精度和线性不错。对比测试结果见下表。



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 楼主| 发表于 2022-12-29 09:17:25 | 显示全部楼层
beiling 发表于 2022-12-27 16:07
这个用了1.2v基准吗?还有负压的电路用贴片的电容也可以吗?还有一个5v稳压原理图上没有好像。 ...

1.使用1.2V稳压的原因是为了好选电阻R3,也许会提高测试精度(没做实际测试);
2.负压形成电路我使用的是0805封装的贴片电容;
3.5V是用来供TP4056给电池充电,由USB充电口输入。
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 楼主| 发表于 2023-1-1 21:49:10 | 显示全部楼层
beiling 发表于 2022-12-29 13:35
谢谢回复。1.我以为是因为用3.7v电池供电才选的1.2v基准(我的理解是作为了一个基准,不一定对),是不是5 ...

负压电路中的5V1稳压管是并在-5v端的,意在防止-5V过高。负压形成电路中三极管基极电阻阻止大小影响负压的高低。经试验,原理图中三极管基极电阻标记为56K,实际采用20K效果才好,用56K的话负压扁低。
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 楼主| 发表于 2023-7-1 21:14:49 | 显示全部楼层
之前就组织了一些套件:焊好的PCB板和开好孔的外壳,只不过近期忙顾不上,待有空了再告诉希望得到的朋友。
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 楼主| 发表于 2023-12-15 08:29:22 | 显示全部楼层
闻太师 发表于 2023-12-13 10:33
7107不是5v供电吗,单节锂电池不用升压?

实际上单节锂电池是可以使用的。

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 楼主| 发表于 2023-12-18 08:05:30 | 显示全部楼层
闻太师 发表于 2023-12-15 14:03
感谢分享经验。
锂电池快没电的时候大概3v左右,也没问题?另外精度受电压影响大不大 ...

3V时还能用。是比例法测量电阻,电压对精度影响不大。

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