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[手持表] 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

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发表于 2019-1-22 12:21:58 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 aping365 于 2019-1-24 13:12 编辑

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: 2345截图20190122121301.png

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:
调整大小 10b.jpg


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

                               
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再对照下面DTM0660 pdf中的典型应用标准电路图中电流部分:

                               
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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:
调整大小 IMG_20190116_150526A.jpg

2、明确了电流采样点之后再来分析下R35、R36的具体作用。

                               
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如图所示,R35、R36均为01F丝印,阻值为10MΩ

                               
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再来看R35的线路走向

                               
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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:

                               
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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)。
调整大小 IMG_20190120_203409.jpg

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。

调整大小 IMG_20190120_203334.jpg

此时HT读数为3.183A,基本与 电源显示一致。


调整大小 10A1.jpg

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,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):

调整大小 IMG_20190120_203647.jpg

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

调整大小 IMG_20190120_203729.jpg

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
调整大小 IMG_20190120_203803.jpg

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
调整大小 IMG_20190120_204554.jpg

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
调整大小 IMG_20190120_204757.jpg

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

调整大小 IMG_20190120_204159.jpg

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 调整大小 10A2.jpg

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:
调整大小 IMG_20190124_123002.jpg

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

                               
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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。

                               
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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。

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mousebat04 + 3 万用表行业人士,基本同意楼主说法。其实采.
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发表于 2019-1-22 15:13:01 | 显示全部楼层
老表一般都是10毫欧+0.99欧姆这样的吧,当然山寨也有搞10毫欧+1欧姆的,这样简单嘛,精度差点就差点:titter:

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 楼主| 发表于 2019-1-22 20:08:54 | 显示全部楼层
人艰不拆了 发表于 2019-1-22 15:13
老表一般都是10毫欧+0.99欧姆这样的吧,当然山寨也有搞10毫欧+1欧姆的,这样简单嘛,精度差点就差点:titter ...

我要讨论的其实不是精度这样的问题,而是对待问题的态度,要严谨认真对待问题,不能乱下结论。
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发表于 2019-1-23 01:44:26 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
我把我的分析按原样复制下来, 懒得浪费口舌了,大家看原贴去吧

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。

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对就是对,错就是错,既然君真理在手,何不拿出来以正视听?在下洗耳恭听。  详情 回复 发表于 2019-1-23 07:27
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 楼主| 发表于 2019-1-23 07:27:27 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
dayibalang 发表于 2019-1-23 01:44
我把我的分析按原样复制下来, 懒得浪费口舌了,大家看原贴去吧

1 电流采样电阻的采样点走线错误,图上看r ...

对就是对,错就是错,既然君真理在手,何不拿出来以正视听?在下洗耳恭听。

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我在原贴里回复了你,老实说你没看懂手册  详情 回复 发表于 2019-1-23 09:30
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发表于 2019-1-23 09:30:06 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
aping365 发表于 2019-1-23 07:27
对就是对,错就是错,既然君真理在手,何不拿出来以正视听?在下洗耳恭听。 ...

我在原贴里回复了你,老实说你没看懂手册

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我洋洋洒洒上千字外加几十张照片的文章,只回复区区一句话?好吧,看样子这种讨论对君也没啥意义,君也不必再回复了。  详情 回复 发表于 2019-1-23 12:14
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 楼主| 发表于 2019-1-23 12:14:12 | 显示全部楼层
dayibalang 发表于 2019-1-23 09:30
我在原贴里回复了你,老实说你没看懂手册

我洋洋洒洒上千字外加几十张照片的文章,只回复区区一句话?好吧,看样子这种讨论对君也没啥意义,君也不必再回复了。

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写得多就意味着对吗?我觉得自己已经写明白了,看得懂看不懂看各人理解了。我没义务给你讲电路  详情 回复 发表于 2019-1-23 14:13
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发表于 2019-1-23 14:13:25 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
aping365 发表于 2019-1-23 12:14
我洋洋洒洒上千字外加几十张照片的文章,只回复区区一句话?好吧,看样子这种讨论对君也没啥意义,君也不 ...

写得多就意味着对吗?我觉得自己已经写明白了,看得懂看不懂看各人理解了。我没义务给你讲电路
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 楼主| 发表于 2019-1-24 13:04:45 | 显示全部楼层

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。
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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。
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发表于 2019-1-25 15:26:25 | 显示全部楼层
据说频率不准啊

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发表于 2019-1-25 15:49:48 | 显示全部楼层
跑线路,分析电路,认真仔细,值得学习!辛苦了,谢谢分享。

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发表于 2019-1-25 16:04:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 kyhwhb 于 2019-1-25 16:09 编辑

发个铜箔计入采样电阻的案例:smile:
1.JPG 2.jpg


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 楼主| 发表于 2019-1-25 17:09:45 | 显示全部楼层
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
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 楼主| 发表于 2019-1-25 17:11:47 | 显示全部楼层
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?
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头像被屏蔽
发表于 2019-2-11 14:43:04 | 显示全部楼层
嗯嗯  楼主这认真的态度值得我学习 :handshake::hug::victory:

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发表于 2019-2-12 10:40:03 | 显示全部楼层
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

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 楼主| 发表于 2019-2-12 15:45:59 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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。
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发表于 2019-2-12 16:49:07 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
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

点评

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  详情 回复 发表于 2019-2-12 17:26
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发表于 2019-2-12 17:26:59 | 显示全部楼层
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

点评

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  详情 回复 发表于 2019-2-12 22:27
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