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本帖最后由 linksys123 于 2023-7-21 20:37 编辑
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。
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