台式五位半万用表HP3478A入手体验

linksys123 · 发表于 2023-7-21 20:25:26

1.购买目的及选择
我一直有自己买台式高精度万用表的想法，不过真正让我下决心的，是有一次手头电阻温漂测试结果。一只+/-1%精度电阻，温漂达到800ppm/℃！
于是，我有了测试其它电阻、基准温漂的想法，这需要一台分辨率高点的万用表。手上的ZT219和VC9807A都只有20000字，测试10K、100K之类的电阻，分辨率只有100ppm，太低了。
业余玩，便宜的高分辨率万用表，有二手5位半台式万用表，或一些DIY成品。
不过，最近这两年，便宜的DIY高精度万用表方案没有看见卖了。
所以主要目标转到了二手成品5位半台式万用表。
以前陆续用过HP34401A、AG34401A 6位半台式万用表，感觉还不错，所以这次买二手台式万用表也倾向于惠普。
说到这里，顺便提下34401A万用表。
34401A可能是史上销量最多的台式万用表，有3个品牌的版本，分别是惠普（HP）、安捷伦（Agilent）、是德（Keysight）。
1992年，惠普推出HP34401A台式万用表。
1999年，惠普分拆测试和计量、化学分析、医疗解决方案和半导体产品事业部，另行组建为安捷伦科技有限公司。34401A品牌改为安捷伦（Agilent）。
2014年，安捷伦科技又将公司拆分为两家企业，此前的电子测量业务拆分重组为是德科技公司。34401A品牌改为是德（Keysight）。
2016年12月，上市二十多年的34401A万用表停产，替代产品是34461A万用表。
根据这个时间点，可以根据品牌来判断34401A的出厂年份时间段。

2.商家测试数据及购买
某鱼平台上，见到有商家出HP3478A，成色不错，尾部螺丝处还有是德（Keysight）易碎贴。最重要的是，商家处有Fluke 5500A校准仪（虽然这台Fluke 5500A实际是否准确未知，业余用来作参考还是可以的）可以让商家测试主要档位的精度。

HP3478A厂家规格：

我自己根据原厂数据，简化为1页的规格表：

商家测试图：
DC电压

DC电阻

DC电流

AC电压

测试结果整理表格（测试温度为预估近似值）

从测试结果看，假设这台Fluke 5500A是准确的。
DCV档，测试对比精度很好。
DCR档，测试10KΩ和100KΩ电阻的对比偏差为-0.013~-0.010%，也在规格范围内，还行。
1MΩ电阻与Fluke 5500A的偏差比较大，规格为0.016%+2字，偏差值-0.037%，超规格了。但是，后续我用爱德万（Adwantest）8位半万用表R6871测试阻值1MΩ 标称温漂5ppm/℃（实测温漂大约8ppm/℃）的EE 电阻，HP3478A的对比偏差只有-0.013%。个人猜测，这台Fluke 5500A输出1MΩ电阻不准的可能性更大。后来，我用10支串联的PTF56 100K电阻验证，3MΩ电阻档的测试值与300KΩ档测试的累加值只低了0.002-0.003%，进一步验证了是这台Fluke 5500A输出1MΩ电阻不准。
1K电阻测试。这台HP3478A没有清零功能，两线电阻档短路时，有70mΩ左右的电阻，另外还有测试线缆电阻影响，所以1KΩ时两线电阻测试值只作参考，准确对比测量还是要靠四线接法测试。
DCI档，实测精度比规格书好很多。
ACV档，测试10V 50Hz，虽然偏差在规格范围内，但确实有点大。不过，我对ACV精度要求不高，所以也没有让商家再去校准。
价格不到400，不错，于是下单买下( 商家那批货出完后，二手HP3478A总体价格似乎涨了）。

3.个人使用体验
3.1 实测输入短路时最小底数（影响到HP3478A能测量的最小电参数值，开机半小时以上测试)
DCV：0.5-1uV
ACV：0.3-0.4mV，这个值很大，还不如众仪ZT219的交流小信号测试能力，影响交流小信号测试
DCI：4-10uA
ACI：0.5mA
DCR：0-0.5mΩ
这台HP3478A在直流最高灵敏度档位，会有5个字左右底数跳变，对应的电压、电流、电阻分别为0.5uV、5uA、0.5mΩ，这个基本就是HP3478A能测试的直流最小值。
直流电压灵敏度不错。
低电阻和小电流灵敏度不高。

3.2直流电阻量程拓展
HP3478A和34401A测试直流电阻的内部恒流输出电流最大为1mA，这影响了电阻分辨率，不过可以简单通过附加恒流源实现量程拓展。
我经常用万用表配合直流稳压电源的0.1A、1A恒流模式，测试接插件、开关的接触电阻。
用1A电流配合HP3478A，可以实现1uΩ的有效分辨率（这里说的有效分辨率是指较稳定、不跳变，下同）。

3.3直流电流量程拓展
HP3478A最小电流档为300mA，极限分辨率为1uA，实际上有3-5uA左右的跳变，灵敏度不太够用。
利用HP3478A的30mV、300mV直流电压档，配合DIY的1KΩ标准电阻，可以实现0.001uA有效分辨率，一般的使用基本够了。

3.4 关于交流电压有效灵敏度
也许是HP3478A的有效值芯片比较老，交流电压最小档位，开机有0.3-0.4mV底噪，例如0.385mV。
虽然看起来分辨率1uV不低，短时间内底噪跳变也不是太大，大约跳变2uV。但是却严重影响交流小信号测试。
因为测量交流电压，有底噪的时候，不是像直流那样直接+/-就行了。
例如短接表笔，底噪为400uV，接上被测电压，测得数据为402uV。这时，被测电压有效值不是402uV-400uV=2uV，而是比2uV高很多。大约为402的平方，减去400的平方，所得的差再开平方，约为40uV！
要拓展交流电压小信号量程，不像拓展直流电流和电阻量程那么简便。也许需要一个低噪声高精度宽带前置放大器。

总体上，我对这台HP3478A还是很满意的，以其精度和稳定性来说，性价比非常高。

惠普HP 3478A-5位半台式万用表维修资料下载（含原理电路图）
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=381953

linksys123 · 发表于 2023-7-21 22:19:40

fqxxqwy 发表于 2023-7-21 22:12
好东西啊
有钱
用得上就好。

这台万用表很便宜，还不到400，与全新同级台式万用表相比是白菜价。

linksys123 · 发表于 2023-7-21 22:59:23

石墨发表于 2023-7-21 22:17
台表很新啊

成色还可以，没有提手，估计是一直某公司测试架上用的
后面还有“是德”的易碎贴，备份电池换过
也许是某公司找是德维修，换了备份电池，贴上“是德”的易碎贴。

备份电池换过新的，电压有3.46V

linksys123 · 发表于 2023-7-21 23:02:13

vicdoo 发表于 2023-7-21 22:48
要那么多小数点干嘛？？

购买原因，帖子开头有提。
想测试器件的温漂是原因之一。

linksys123 · 发表于 2023-7-22 00:18:40

田仁新发表于 2023-7-21 23:58
有钱人的玩具，我只有看的份

装，这台表的价格，也就是你一台手持Fluke万用表价格的零头，或者更少点

linksys123 · 发表于 2023-7-22 11:22:04

josephzhao 发表于 2023-7-22 07:47
属于专业仪器了，都想要，不知道往哪里用啊不过看看数字心情也好

确实，平时用不到这么精密的设备。
虽然喜欢精度高的设备，如果不是这次想测试温漂，暂时还不会买这台万用表。

linksys123 · 发表于 2023-7-23 16:42:44

msz09861 发表于 2023-7-22 08:31
电子爱好者的好玩具

小时候玩电子，只有指针万用表，看着书中的示波器、4位半数字万用表、电阻箱、单臂、双臂直流电桥之类的仪器，心存向往。
买了这台万用表后，发现一些二手仪器真便宜，一发不可收拾，陆陆续续买了0.1级电阻箱ZX21（实测一些档位能有0.01-0.02%精度）、ZX38电阻箱，这两个都只要几十元一个。还有1mV 0.1mA输出分辨率的直流电源、100KHz LCR电桥，前几天又收了个0.01级的ZX54电阻箱。

linksys123 · 发表于 2023-7-23 16:44:13

OK校长发表于 2023-7-22 08:45
这个精细度看着眼睛冒光流哈喇子

买吧，也不贵

linksys123 · 发表于 2023-7-23 17:31:28

oyffly 发表于 2023-7-22 16:56
的确是台好表，体积也不大。

深度大，但面板小，不含胶套为标准的8.5英寸（215mm）宽度，2U（89mm）高度。
后来买的30V3A电源面板也是这个规格。
统一规格面板宽度，堆叠起来放在电脑桌面，占地方小。
就是后来买的HG2817 LCR电桥宽度大（355mm），电脑桌上没地方放，只好放在一边。

linksys123 · 发表于 2023-7-23 17:37:27

gmda191 发表于 2023-7-23 12:03
价格诱人，楼主能否分享下购买链接，想盲跟

我在某鱼“蓝点仪器”买的，他家那批便宜的HP3478A出完了，只看到剩下改装过LED显示屏（这个屏某鱼上卖150元）的HP3478A卖，价格高一些，要600元。

linksys123 · 发表于 2023-7-25 22:59:31

石墨发表于 2023-7-25 16:26
楼主手里宝贝多啊

多晒晒写详细点，随随便便精华帖

上面提到的，都是前几个月买了3478A之后买的

有空会发帖交流

linksys123 · 发表于 2023-7-25 23:03:24

ibmx31 发表于 2023-7-25 17:42
请问LZ 3478A的测量速度快吗？

5位半模式速度中等，规格是5次读数每秒，实际大约1-2秒稳定下来。
4位半模式速度很快，瞬间稳定。

linksys123 · 发表于 2023-7-25 23:13:53

我是不会修发表于 2023-7-25 19:16
精度这个坑不浅，对于多数人来说，这个坑其实没用，对于爱好者来说，就像发烧友一样，有瘾！ ...

是啊，买HP3478A后，买精密电阻、电阻箱的费用，又可以买一台HP3478A
还好ZX21、ZX36、ZX54电阻箱是白菜价买的，不然单是一台ZX54的价格，就可以买一台HP3478A

linksys123 · 发表于 2023-7-26 00:18:56

"3.2直流电阻量程拓展
HP3478A和34401A测试直流电阻的内部恒流输出电流最大为1mA，这影响了电阻分辨率，不过可以简单通过附加恒流源实现量程拓展。
我经常用万用表配合直流稳压电源的0.1A、1A恒流模式，测试接插件、开关的接触电阻。
用1A电流配合HP3478A，可以实现1uΩ的有效分辨率（这里说的有效分辨率是指较稳定、不跳变，下同）。"

帖子中，上面这点没有说清楚注意事项，这种测试低阻值电阻的方法要谨慎使用。
这主要由于很多通用直流稳压电源，输出端会并联一个大容量电解电容来稳定输出电压。这样，即使直流电源设置为恒流电流只有10mA，输出短路或被测器件阻值很小的时候，由于大容量电解电容放电没有通过恒流控制电路，瞬间电流可能会达到几十安培！将被测器件烧坏！。
所以，这种方法测试电阻值:
1.输出电压不能太高，我一般用来测试10mΩ以下的阻值，通常设置为0.5V1A。
2.如果被测器件不能耐受瞬间10A以上大电流，需要加保护措施，例如测试回路中串联功率主够大的电阻来限流。这个阻值可以估算：最大瞬间电流约为输出电压/回路电阻。
当然，也有一些较好的电源，短路瞬间，不会有超出设定恒流值的大电流冲击，我印象中，测试过的安捷伦66319D电源就没有大电流冲击。

另外也可以花点时间做恒流源电路，这样对被测器件更安全。
最简单的LM317恒流电路，只需要两个元件，一只LM317，一只电阻。
我为了准确测试对比10-100Ω的电阻，用LM317做了一只简单的10mA恒流板，主电阻用两只温漂50ppm/℃的1/2W 250Ω电阻并联，还比较稳定。不同时候测试，持续通电电流差别通常在0.005%以内，1分钟短时间稳定度基本在10ppm内。
至于更大电流，例如100mA甚至1A，考虑发热大，可能稳定度不是很好，买了LM317和配套电阻还没有做，用基准电压芯片+精密运放方案做了。
不过，如果测试低阻值电阻精度只要求0.5%以内，LM317 100mA恒流方案，处理好散热，应该是可行的。