数码之家

 找回密码
 立即注册
搜索
查看: 1070|回复: 7

[综合] 都在讨论校验电阻,我也说说万用表两种测量电阻架构的区别。

[复制链接]
发表于 2023-9-4 07:48:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

x
本帖最后由 ωωωω 于 2023-9-4 07:56 编辑

下图摘自HY12P65(DTM0660)手册。
261B04BF-6C36-471D-A688-1EBE04ABA95F.jpeg
这个手册是面向万用表设计工程师的,不太容易理解,我来简单解释一下。
简单来说,图中提到的"定电压方法",就是拿两个电阻串联进行分压,其中一个电阻是已知的(10M 1M 100K 10K 1K)之中的一个,另一个电阻是未知的,也就是用表笔接在外面那个电阻。
因此,两个电阻上的电压之比,就等于两个电阻阻值之比。
通过内部电路测量出这个电压比例,就能得到电阻比例。由于其中一个电阻阻值已知,就能计算出那个未知电阻的大小了。
----------------
后面的"定电流方法"本质上是一种更精准的方法,但是由于在有限预算下,实现的性能并不比"定电压方法"高,而且还有一些不稳定因素和速度慢的问题,所以采用这个"定电流方法"方法的表占少数,一般在5.5位或更高的万用表采用这个方法。
这个方法很容易理解,就是通过某种方法产生一个大小确定的电流(1uA 10uA 100uA 1mA 10mA),令这个电流通过未知电阻,然后测量未知电阻上的电压,根据R=U/I计算出未知电阻的大小。
----------------
接下来说说两种方法的主要区别:
理论上,"定电压方法"的量程可以达到无限大,也就是类似指针表那样,只要轻微摆动一点点,就能知道绝缘电阻至少不是"无穷大"了,无论它是MΩ还是TΩ。但是我们知道,如果想要获得最准确的结果,那么指针应该位于表盘中心附近,神奇的是,这一点对"定电压方法"的数字表同样适用。
换句话说,"定电压方法"可以通过牺牲精度来获得明显更宽广的档内量程,比如仅仅靠一颗10标准电阻,就能造出ZT-225的250档。而且由于其中一颗电阻是10这就意味着此分压器的输出阻抗略小于10MΩ,因此,配合27nF电容才有可能获得一个合理的速度,测量大电阻几乎瞬间出结果,这是"定电流方法"不能实现的。
可以说,如果不用这种方法,那么250量程的自动挡是不可能实现的,这种方法有它的独特的优点,不一定是偷工减料。
这种方法的缺点就是线性不太好,但也不是那么绝对。
----------------
然后我测量了ZOYI ZT-225和OWON XDM1241来进一步说明二者的差别。
A86EC4EF-224E-4477-9D12-21D98273078A.jpeg
如图,蓝线是ZT-225的1M档(最大测到2.5M)的电压随被测电阻的变化。X轴是抹掉小数点的ZT-225读数,最右侧代表2.5000M。
可以看到蓝线有点略微弯曲,这就是被测电阻(约1M)与标准电阻(10M)进行分压的结果。
BDDCF13F-E06B-4C6C-8520-6305641736C2.jpeg
然后再看这张图的蓝线,这是ΔU / ΔDigit,也就是读数每变化一个字,电阻上电压的变化量,有点像灵敏度的意思,和跳字程度有关。实际上它和被测电阻上的电流大小挂钩。
可以看到,随着被测电阻阻值的上升,灵敏度下降,意味着阻值越大,理论上跳字越多(不过差不了多少)。
----------------
再看两张图的绿线,这是ZT-225的10M档(最大测到25M)。这个档位的标准电阻也是10M,但随着未知电阻的上升(从1M到25M),能看到未知电阻上的电压越来越高,而且出现了严重的非线性。其实尽管理论上这种非线性不会造成"电阻档线性"的下降,但是实际上变数很多,最终我在ZT-225上观察到了0.2%的线性误差。
要注意的是,尽管10M档的灵敏度更高,但是ZOYI仍然砍掉了最后一位,我猜测是这个0.2%线性误差的缘故,也有可能因为实测抗干扰性能不佳。
----------------
灰线是OWON的XDM1241,用的是HY3131,从结果来看,其采用"定电流方法",1M和10M档位电流分别为200nA和20nA。因此,读数稳定下来需要数秒。
可以看到,1M和10M两个档位的曲线完全重合在一起,意味着两个档位的跳字程度完全相同(理论上)。其他的感觉没有什么好说的,不说了。
----------------
其实我本来是想给麦芒解释大电阻档性能较差的原因,但是从测试结果来看,并没有得到期望的结果(大电阻档灵敏度并不低于其他档位),甚至10M的灵敏度还更高。几十M~几百M肯定性能不佳,但讨论的内容也不在于此。
我更倾向于电磁干扰(不局限于50Hz)造成10M测不准,尤其是那两个善变的Yellow皮101。
从我自己很多块表的使用经验来看,没感觉到10M会测不准。用起来都挺正常的。

打赏

参与人数 3家元 +105 收起 理由
wsbtpx + 6
争锋麦芒 + 90 優秀文章
hongo + 9 原創內容

查看全部打赏

 楼主| 发表于 2023-9-4 08:08:30 | 显示全部楼层
这个帖子是先做实验,后确定主题。
所以切题程度不高,多多见谅。


回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2023-9-4 10:46:58 | 显示全部楼层
一个快 一个慢  

打赏

参与人数 1家元 +20 收起 理由
ωωωω + 20 歡迎探討

查看全部打赏

回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2023-9-4 11:57:45 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
不同的表,大电阻测量效果区别很大,这倒是事实,比如有的测量速度比较快,稳定很快。有的慢悠悠的变,半天都稳定不下来。精度也差异很大!比如福禄克15/17/18B+  测量10M很多都在9.97M以下。甚至还不如几十块钱的表。
之前我也说过,纠结归纠结,这个级别的测量,实际中接触的太少了!我能用到的场合也就是偶尔修万用表需要确认一下10M电阻的精度。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2023-9-4 12:19:17 | 显示全部楼层
我是不会修 发表于 2023-9-4 11:57
不同的表,大电阻测量效果区别很大,这倒是事实,比如有的测量速度比较快,稳定很快。有的慢悠悠的变,半天 ...

1楼里没有明说,但其实测大电阻的速度,很大程度上也决定测小电阻的速度。
比如这个ZT-225很明显刚接上电阻的一瞬间会顿一下,然后后面小数点跳动飞快(改了8M晶振)。感觉将近一半时间都浪费在100M档换1M档上面了。
我希望这些厂家的自动挡不要设到100M,而是设到1M(根据计数实际一般为2M或4M或6M),想测大电阻再手动切换,或者干脆在转盘上把大电阻档独立出来。
回复 支持 1 反对 0

使用道具 举报

发表于 2023-9-4 18:04:33 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
ωωωω 发表于 2023-9-4 12:19
1楼里没有明说,但其实测大电阻的速度,很大程度上也决定测小电阻的速度。
比如这个ZT-225很明显刚接上电 ...

1.明白了,谢谢,
2.手持表除了安捷伦功能设定多一些,目前各家功能都不多,不能自行设定从5m或者2m开始起跳
3.感觉手持表50000计数,或者胜利的20000计数,不是19999计数,校准点也是20000字的校准点比较好,5字或者2字是最适合的计数,从5m或者2m起跳就非常实用了
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2023-9-4 20:31:32 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
ωωωω 发表于 2023-9-4 12:19
1楼里没有明说,但其实测大电阻的速度,很大程度上也决定测小电阻的速度。
比如这个ZT-225很明显刚接上电 ...

61E+就很典型。10M非常慢,需要好久才能稳定,其它量程测电阻速度就很快。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2023-9-15 09:58:51 | 显示全部楼层
考虑的比较全面
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

APP|手机版|小黑屋|关于我们|联系我们|法律条款|技术知识分享平台

闽公网安备35020502000485号

闽ICP备2021002735号-2

GMT+8, 2024-4-30 03:56 , Processed in 0.171601 second(s), 13 queries , Redis On.

Powered by Discuz!

© 2006-2023 smzj.net

快速回复 返回顶部 返回列表