事实胜于雄辩，简单测量分析华博HT113C电流测量电路并反驳dayibalang君

aping365

事实胜于雄辩，简单测量分析华博HT113C电流测量电路并反驳dayibalang君
前几日在下不才，在论坛发帖：[工仪] 华博HT113C数字万用表全网首拆简评改9999加温度（能改9999廉价表系列之三），
dayibalang君于35楼回复到：

其中主要提到华博HT113C万用表(为叙述方便以下简称HT)以下三点：
1 电流采样电阻的采样点走线错误，图上看r35，r36那个点，导致一段铜箔阻抗被记入，按一般山寨电路板最常用的0.5oz板材估算，照片那段线大约长2厘米宽半厘米，这段阻抗大约5毫欧，与实际采样电阻5毫欧和设计要求10毫欧的误差基本一致
2还是那段铜箔载流不超过2a，用在10安的路径上等着烧吧
3毫安和微安的路径由原设计的和安培共用改成了和电压电阻共用，那么路径就不应该再包括安培档10毫欧采样电阻，同时0.99欧应该改成1欧。设计者没有相应修改。

这三点的核心就是
1、10A电流采样点是否设计错误，R35、R36具体作用，
2、5mΩ采样电阻到保险管座间铜箔的阻值和载流，就是红线范围内的铜箔具体电阻大小与大电流通过时的状态。
3、mA和μA测量电路是否有问题，就是R8\R9\R7三个分流电阻如何连接以及具体线路分析
大致如下图所示：



最近临近年关，事务繁杂，本不打算继续回应。但觉得dayibalang君的回复存在诸多不妥之处，概念混淆认识不清，结论基本完全错误。毕竟实践出真知，事实胜于雄辩，特意牺牲了两个晚上的休息时间做了以下实测验证，逐一反驳dayibalang君回复中涉及的这三个问题。

之所以写这篇上千字外加几十张照片的文章，不为别的，就是为了正本溯源以正视听。

一、10A电流采样电阻采样点以及R35\R36的具体作用
1、先来看HT 电流采样部分的元件布局和详细走线

再对照下面DTM0660 pdf中的典型应用标准电路图中电流部分：



显而易见，HT 采用的就是官方标准电路图第一种电流测量方案（上图红框所示），其中R8、R9、R7是电流档的取样电阻，R8、R9、R7依次串联，R7采用5mΩ的精密功率贴片电阻，相当于下面典型应用图中的R13，作为10A档的分流电阻；R9采用0.99Ω的0.25%精度5色环精密电阻，相当于下图中的R14，与R8共同作为mA档的分流电阻；R8采用0.99Ω的0.25%精度5色环精密电阻，相当于下图中的R15，与R9、R7共同作为μA档的分流电阻。
既然R7是10A电流采样电阻，那么R7与R9的交汇点就必然是10A采样点，大约就是下图所示之处：


2、明确了电流采样点之后再来分析下R35、R36的具体作用。


如图所示，R35、R36均为01F丝印，阻值为10MΩ


再来看R35的线路走向


以上线路很清晰：R35、R36都是10MΩ电阻，两者串联等效于一个20MΩ电阻，该电阻一端通过5mΩ （10A电流采样）电阻与COM插孔相连，另一端在mV档时通过PTC2与VΩmA测量插孔相连，再来看先前对mV档内粗的测量结果：


mV电压档内阻约20MΩ，而R35+R36=20MΩ，恰好与mV档实测内阻基本相同。
简单分析即可获知：R35、R36实际是mV档的输入电阻，绝非电流采样电阻；R36与“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）的交点根本不是什么电流采样点，“那段铜箔”根本没有计入采样电阻内；R35、R36与10A电流档基本毫无关联。
至于R35、R36为何要经过5mΩ采样电阻再接COM而不是直接与COM相连，估计是方便走线吧。之所以增加这两个电阻的设计，可能是为了降低mV档内阻减少干扰，以避免空载时不乱跳数字（若不并接输入电阻，mV档内阻将达到100GΩ左右，其实我觉得则和两个电阻完全可以不加，理论上电压档内阻毕竟越大越好，建议厂家在后续产品中去除这略画蛇添足的电阻，也可以减少不熟悉原理的人的误解）。
R35、R36作为mV的输入并联电阻阻值高达20MΩ，而与之相比R7电流采样电阻仅仅5mΩ，5mΩ电阻对于20MΩ来说小到可以忽略，所以多串联个R7对mV档测量精度并无影响。

小结：R7与R9的交汇点就必然是10A采样点，R35、R36实际是mV档的输入电阻，绝非电流采样电阻；R36与“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）的交点根本不是什么电流采样点，“那段铜箔”根本没有计入采样电阻内；R35、R36与10A电流档基本毫无关联。dayibalang君的“电流采样电阻的采样点走线错误，图上看r35，r36那个点，导致一段铜箔阻抗被记入”的判断完全是错误的。

二、“那段铜箔”（5mΩ采样电阻到保险管座间铜箔）的阻值和载流，就是红线范围内的铜箔具体电阻大小与大电流通过时的状态。
1、首先，先看实测，特意HT的10A档直接测量用可调电源的输出（为了电源的安全，已事先将电源输出电压调到很低约1V左右）。


因为电源是3A/30V的，直接用10A档测量会触发短路过流保护，电流被自动限制在3A左右，电源显示为3.2A。



此时HT读数为3.183A，基本与 电源显示一致。




为了验证是否会导致HT如上图所示线路(红线框出）因载荷过大而发热乃至烧毁，特意连续测试一段时间（约20分钟），在这段时间内HT并没有任何异常，测量此段线路温度也并没有明显上升，说明此段线路通过3A电流是很轻松地，但因条件所限暂无法进行更大电流的测试（不出意外10A电流也是完全可以应付的）。

2、在HT进行电流测量的同时，用另一块万用表(福仪FY76,以下简称FY)的mV档测量HT各个点的电压以简单计算粗略获得各个点的电阻（因测量点存在接触问题，读数并不稳定，只能粗略计算，以下结果仅供参考）：



HT COM插孔（黑表笔）与10A电流插孔（红表笔）间的电压约68mV，可知两点间电阻约21mΩ



HT COM插孔（黑表笔）与5mΩ采样电阻远端（红表笔）间的电压约20.6mV，可知两点间电阻约6.5mΩ


HT COM插孔（黑表笔）与君所提及R35、R36两个电阻与10A电流线路交汇之处所谓采样点（红表笔）间的电压约24.7mV，可知两点间电阻约7.8mΩ


HT COM插孔（黑表笔）与10A保险管座与所谓设计错误的采样铜箔交汇之处（红表笔）间的电压约27.2mV，可知两点间电阻约8.5mΩ


5mΩ采样电阻远端（黑表笔）与10A保险管座与所谓设计错误的采样铜箔交汇之处（红表笔）间的电压约7mV，可知两点间电阻约2.2mΩ，也就是

中红线框出的所谓那段铜箔电阻约2.2mΩ，离5mΩ有相当距离。



5mΩ采样电阻远端（黑表笔）与君所提及R35、R36两个电阻与10A电流线路交汇之处所谓采样点（红表笔）间的电压约4.2mV，可知两点间电阻约1.3mΩ,也就是

中红线框出的所谓那段铜箔电阻约1.3mΩ。


3、“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）照片那段线大约长20mm宽5mm，按照计算公式计算电阻为2mΩ，载流5A左右，上边实测已基本证实。虽然理论上应该更宽更厚些，但因为PCB空间限制不能无限加粗（这种问题基本都存在，尤其是小体积的手持万用表因空间大小以及制造成本限制更甚）。也正因如此，即使这段铜箔通过10A电流连续10分钟也没问题，正规厂家也会在说明书中要求测量大电流时连续测量时间不应超过15秒，如下图所示：


小结：“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）电阻为2mΩ，载流5A左右，dayibalang君的“阻抗大约5毫欧……那段铜箔载流不超过2a，用在10安的路径上等着烧吧”的判断完全与事实不符。

三、mA和μA测量电路是否有问题，就是R8\R9\R7三个分流电阻如何连接以及具体线路分析

由上图可知，R8、R9、R7是电流档的取样电阻，R7采用5mΩ的精密功率贴片电阻，相当于下面典型应用图中的R13，作为10A档的分流电阻；R9采用0.99Ω的0.25%精度5色环精密电阻，相当于下图中的R14，作为mA档的分流电阻；R8采用0.99Ω的0.25%精度5色环精密电阻，相当于下图中的R15，作为μA档的分流电阻。而R8、R9、R7依次串联，尤其是10A输入端位于R9和R7的交点，所以一定采用的是下面图中第一种电流测量方案。


虽然mA/μA与电压电阻共用插孔，但经过拨盘电路设计，只有拨盘拨到三个电流档时，电流测量部分（分流电阻等）才与插孔相连通，其他档位根本不相连通的（只要是这种公用插孔的必然是这样设计，似乎还没有不是这样的，这是常识呀），又何来“毫安和微安的路径由原设计的和安培共用改成了和电压电阻共用”之说？既然采用的是典型应用图中第一种电流测量方案，三个采样电阻就必然是串联，依次作为采样电阻，mA采样电阻肯定包含10A采样电阻，μA采样电阻也肯定包含mA和10A的采样电阻。又不是第二种方案，不知“路径就不应该再包括安培档10毫欧采样电阻，同时0.99欧应该改成1欧”是何含义？

小结：HT采用标准测量电路，并无设计错误，dayibalang君的“毫安和微安的路径由原设计的和安培共用改成了和电压电阻共用，那么路径就不应该再包括安培档10毫欧采样电阻，同时0.99欧应该改成1欧。设计者没有相应修改”的判断完全背离事实。


总结：

dayibalang君的回复存在诸多不妥之处，概念混淆认识不清，结论基本完全错误：
1、R7与R9的交汇点就必然是10A采样点，R35、R36实际是mV档的输入电阻，绝非电流采样电阻；R36与“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）的交点根本不是什么电流采样点，“那段铜箔”根本没有计入采样电阻内；R35、R36与10A电流档基本毫无关联。dayibalang君的“电流采样电阻的采样点走线错误，图上看r35，r36那个点，导致一段铜箔阻抗被记入”的判断完全是错误的。
2、“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）电阻为2mΩ，载流5A左右，dayibalang君的“阻抗大约5毫欧……那段铜箔载流不超过2a，用在10安的路径上等着烧吧”的判断完全与事实不符。
3、HT采用标准测量电路，并无设计错误，dayibalang君的“毫安和微安的路径由原设计的和安培共用改成了和电压电阻共用，那么路径就不应该再包括安培档10毫欧采样电阻，同时0.99欧应该改成1欧。设计者没有相应修改”的判断完全背离事实。



正如[工仪] 华博HT113C数字万用表全网首拆简评改9999加温度（能改9999廉价表系列之三）文章开头所述，本人仅是业余爱好者，既非专业人士，没见过啥世面，见识浅薄，发帖纯属私人观感，本帖所有内容仅供参考！又因条件有限、能力一般，加上发帖仓促，本文难免存在错误和不足，在下欢迎坛友随时指出，一起探讨，共同提高。

骑牛上山

忙忙碌碌 发表于 2020-3-12 20:35
写这么多文字您真是大师级别。请帮我看看我的华谊万用表。一半档位不好使。请问故障点再哪里。二极管三极管 ...

估计是能测电压电流，不能测电阻吧？那就是PTC烧了

忙忙碌碌

写这么多文字您真是大师级别。请帮我看看我的华谊万用表。一半档位不好使。请问故障点再哪里。二极管三极管检查了有一个坏的。8050已经换了。故障依旧

骑牛上山

谢谢回复！

骑牛上山

我的回复呢？

gllovewy

打了几百行字，又都删了，最后用两个字总结一下。
楼主，纽币!

dayibalang

fm007 发表于 2019-2-12 17:30
这个确实是线路串在了里面，和楼主的图差异挺大
我觉得，是不是计入，可以看mA档的电阻是否贴着检流电阻 ...

如果是ma有独立输入插孔可以通过这个方式看，但这块表不行，因为调整了ma电流路径，reference design就是个通用的图，具体实现起来调整的细节地方很多，甚至很多只在layout上才能看出。毫欧级采样电阻布线设计很讲究的。我前年审查设计时曾在一个通信电源上看到了惊才绝艳的设计，与之相比福禄克，安捷伦的这部分都只能算是中规中矩而已。

dayibalang

fm007 发表于 2019-2-12 17:26
R35、R36的点从图上看确实不是采样点，此外，5mΩ的采样电阻用20MΩ的输入电阻进入ADC也是不合常理的。
1 ...

看来朋友是明白我的本意的，我没有这块表，仅能从照片上看，这块表对电流输入路径做了修改，将ma，ua和10a分开了，采样点无论是r35，r36都是还是r8，r9都是可能的，都需要后面在刀盘上切换，结合对采样电阻值的修改，我认为r35，r36更有可能，前面楼主的分析只是对着原始电路简单对号，完全没有注意到路径调整对采样电阻的影响，连刀盘到adc走线都没拍出，那个mv档的结论难以服人。而且如果调整ma，ua路径后不不调整采样电路切换，对电阻也有影响，刀盘也会更复杂。即便退一步是从r8r9采样，那个layout也不合格。这些不做设计只看电路都是一个点。但对性能的影响，没研究的人就只能呵呵了。另外adc要看输入结构，很多串10兆20兆对于3位半这个分辨率都不影响最后一位，只起保护作用。其实我有点怀疑楼主把电流采样的输入范围那个标注的毫伏，当成了毫伏档。

fm007

kyhwhb 发表于 2019-1-25 16:04
发个铜箔计入采样电阻的案例

这个确实是线路串在了里面，和楼主的图差异挺大
我觉得，是不是计入，可以看mA档的电阻是否贴着检流电阻安装

fm007

dayibalang 发表于 2019-2-12 16:49
不用浪费时间了，看不懂电路的大有人在，洋洋洒洒当笑话看吧

R35、R36的点从图上看确实不是采样点，此外，5mΩ的采样电阻用20MΩ的输入电阻进入ADC也是不合常理的。
10A档的采样电压应该是经R8、R9送到ADC的

dayibalang

kyhwhb 发表于 2019-1-25 16:04
发个铜箔计入采样电阻的案例

不用浪费时间了，看不懂电路的大有人在，洋洋洒洒当笑话看吧

aping365

fm007 发表于 2019-2-12 10:40
是不是采样点要看板子底面，5mΩ电阻预留过孔下面是否有连接线

正反面电路板的高清照片可以看我发的评测贴，电路很清晰的。如此简单的电路，采样点在哪里其实一目了然，当然若是故意胡搅蛮缠自然会视而不见睁着眼睛说瞎话了。

fm007

是不是采样点要看板子底面，5mΩ电阻预留过孔下面是否有连接线

款款问伊

嗯嗯  楼主这认真的态度值得我学习 :handshake::hug::victory:

aping365

kyhwhb 发表于 2019-1-25 16:04
发个铜箔计入采样电阻的案例

依君看，HT113C的采样点设计是否图中某仪存在这个问题？

aping365

kyhwhb 发表于 2019-1-25 16:04
发个铜箔计入采样电阻的案例

看着像是某仪的作品

kyhwhb

发个铜箔计入采样电阻的案例:smile:

zhou_zhao

跑线路，分析电路，认真仔细，值得学习！辛苦了，谢谢分享。

90998

据说频率不准啊

aping365

shboy 发表于 2019-1-24 00:37
然后呢？

1、R7与R9的交汇点就必然是10A采样点，R35、R36实际是mV档的输入电阻，绝非电流采样电阻；R36与“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）的交点根本不是什么电流采样点，“那段铜箔”根本没有计入采样电阻内；R35、R36与10A电流档基本毫无关联。dayibalang君的“电流采样电阻的采样点走线错误，图上看r35，r36那个点，导致一段铜箔阻抗被记入”的判断完全是错误的。
2、“那段铜箔”（R7与保险管座间铜箔）电阻为2mΩ，载流5A左右，dayibalang君的“阻抗大约5毫欧……那段铜箔载流不超过2a，用在10安的路径上等着烧吧”的判断完全与事实不符。
3、HT采用标准测量电路，并无设计错误，dayibalang君的“毫安和微安的路径由原设计的和安培共用改成了和电压电阻共用，那么路径就不应该再包括安培档10毫欧采样电阻，同时0.99欧应该改成1欧。设计者没有相应修改”的判断完全背离事实。