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[手持表] 砖头:理智看待“校准”基准模块

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发表于 前天 00:57 | 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

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“校准”(Calibration) ≠ “验证”(Verification)
校准 (Calibration):是有CNAS或其他国际互认资质的专业计量机构,使用可溯源到国家/国际标准且精度等级远高于被校仪器的设备,按照严格的规程,通过高精度标准器确定被校仪器的示值误差,并出具有法律效力的证书的过程。
验证 (Verification) / 检查 (Check):是用一个已知值的器件(如网购基准板)去检查仪表的读数是否在预期误差范围内。它不能调整仪表,只能判断仪表“此时看起来准不准”。不出证书,你至少得有专业计量仪器厂商提供的标准阻抗模块或验证套件。

关键区别:手搓的LM399/TD584/电阻板的绝对精度未知/不可靠/不可溯源,只是多点的“验证”或“粗略检查”,无法对你的万用表进行全面的校准。这就好比你觉得自己家祖传的‘一拃’(张开拇指和中指的长度)是标准长度单位,然后跑去菜市场量猪肉:“老板!给我切两拃的五花肉!” 老板用他的‘拃’一量,你俩互相觉得对方是奸商,会打起来。

无溯源的手搓TD584/LM399基准模块、电阻板模块,可能引入误导或风险。它更多是电子爱好者出于学习、探索或心理满足的“玩具”,体验高精度元器件的魅力,搭建自己的“参考标准”并获得乐趣。如果你有多块同等级或近似的万用表,可以用一个相对稳定的基准定期测量,观察几块表之间的读数差异变化,粗略判断哪块表漂移更大。这类“校准基准板”主要用于验证仪器性能是否在指标范围内,或者在怀疑仪器失准时进行快速检查,不能替代专业的计量校准,不如加价入手高档表。买来玩玩没问题,要理解其局限性。

这些模块自身的局限:
TD584/LM399:
优点:是非常优秀的齐纳二极管基准源,低温漂(0.5ppm/°C典型值),低噪声。高端万用表内部基准就是它或同档元件。
缺点:
输出电压离散性大:标称6.95V,但实际每颗在6.8V-7.2V之间。你买的模块输出电压是未知的精确值!除非卖家提供该模块的可溯源校准证书(“亲,量子力学懂伐?测不准原理啦!要精确值?得加钱!”),否则你只知道它很稳定,不知道它绝对准确值是多少。
需要精密分压:万用表校准需要多个电压点(如100mV, 1V, 10V)。需要极其精密、稳定的电阻网络进行分压。DIY的分压网络精度和温漂远达不到要求,引入的误差可能比万用表本身的误差还大。你的万用表可能变成了‘抽象派艺术家’——读数充满了意想不到的‘创意’。
负载调整率和电源:LM399输出电流能力有限,需要很好的缓冲电路和干净的供电。DIY模块在这些方面可能不足。

电阻板:
精度未知/不可靠:某宝某鱼某些宣称“0.01%”精度的电阻与实际不符或者温漂很大,如果没有可信的校准证书,其真实精度和长期稳定性是存疑的。这就像相亲对象简介里的“照片是本人,微胖”——见面后发现是按相扑选手标准算的!
功率系数和老化:电阻值会随功率(自热)变化,也会随时间老化。DIY板上的电阻通常没有经过严格的老化筛选和功率系数测试。
接线端子和热电动势:连接电阻的端子和焊点会产生热电动势,在测量低电压(如mV档)时引入显著误差。
缺乏量程覆盖:校准万用表电阻档需要多个精密阻值。

只能“验证”少数点,无法全面校准:
高精度的电容、电感很贵很难得,DIY模块通常都没有;直流电压不必校准而交流基准没有。
万用表的误差模型很复杂,不同量程的增益、偏移误差不同。单点验证无法反映整体精度。

潜在的误导和风险:
虚假安全感:看到万用表读数和自己做的基准“一致”,可能会错误地认为整个万用表都是准的,忽略了其他量程和功能的潜在误差。你的万用表可能在电阻档假装老实,转头在电容档就开始‘蹦迪’。
误判仪器状态:如果基准板本身不准或漂移了,用它来判断万用表,可能会把好的表误认为不准,或者把不准的表误认为准。
浪费时间金钱:购买这些模块和精密电阻的成本并不低,但其带来的“精度提升”或“校准能力”却非常有限,甚至不存在。
安全风险:操作高压基准模块(如TD584生成DC275V)需要专业知识,有触电风险。

经常使用前校准” 对于高精度电感/电容测量通常是不现实的:专业级的开路/短路校准(尤其是多频点校准)可能需要几分钟甚至更长时间,而且操作繁琐;它无法完全消除仪器内部基准源、振荡器、测量电路等核心元器件随时间和温度发生的长期漂移;环境稳定性要求较高;校准基准本身的稳定性存疑。

贵价的低漂移万用表/LCR表” 的价值在于:使用更昂贵的低温漂基准源、高稳振荡器(TCXO/OCXO)、精密匹配电阻/电容、低噪声高线性度的模拟前端和ADC;内置更精密的温度传感器和复杂的补偿算法,能在更宽的温度范围内自动修正漂移;更快的测量速度和更低的噪声;更高的初始精度和稳定性,更长的校准周期;更可靠的测量结果。

万用表不同档位的漂移情况:
电感、电容、电阻和小电流 (特别是µA和低mA) 是最容易发生漂移的档位。
直流电压档 (DC V) 通常是最稳定的档位,无需校准。
交流电压/电流档 (AC V/A) 的稳定性介于两者之间。
大电流档 (如 10A) 主要受分流器温度系数影响。

| 档位            | 漂移程度 | 主要漂移来源                                                     | 校准需求                  |
| --------------- | -------- | ----------------------------------------------------------------- | --------------------------- |
| 电感档 (L)   | 极高   | 激励源(频/幅/失真)、相位检测精度、交流放大/ADC漂移、参考元件、温湿度 | 最高,最频繁,最复杂  |
| 电容档 (C)   | 极高   | 同上 + 分布参数(更敏感)                                         | 最高,最频繁,最复杂|
| 电阻档 (Ω)   | 高     | 恒流源漂移、热电动势、接触电阻                             | 高,频繁                   |
| 小电流档     | 高     | 放大器漂移(微小电压)、分流电阻漂移、热电动势       | 高,频繁                   |
| DC电压档    | 低     | 基准源(Vref)漂移 (缓慢)                                            | 最低,周期最长         |

对于业余爱好、偶尔使用、精度要求不高(例如误差>1%):
购买一个中档的具备基本L/C功能的万用表可能是经济的选择。
务必每次使用前进行开路/短路校准。这是保证基本精度的最低要求。
购买一套该型号专用的开路/短路校准件(通常很便宜)。
理解并接受其精度和稳定性的限制,尤其在小电容/大电感测量时。
不需要购买昂贵的校准基准板。

对于专业维修、研发、中等精度要求(例如误差0.1%-1%)、使用频率中等的情况:
投资一台中端、专门设计的LCR表或高精度万用表是更优选择。
这类仪器在L/C测量上的稳定性、精度和速度远优于普通万用表的附加功能。
仍需根据手册建议定期进行开路/短路校准。 对于关键测量,使用前校准是好习惯。
考虑购买该仪器配套的校准套件(包含开/短路器)。
仍然不建议个人购买高精度校准基准板用于日常校准。 校准基准板的维护和溯源成本很高,且日常用户校准通常只需开/短路。

有这钞票不入加价买高端表,有这精力不如提高专业水平。

玩验证模块,请务必保持渣男心态:享受过程,别承诺未来,更别负责!

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发表于 前天 11:02 | 显示全部楼层
进来学习下。
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发表于 前天 11:15 | 显示全部楼层
对于指针万用表,精确到小数点后一位就足够
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发表于 前天 11:34 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
恰恰相反,说是这么说,实际上还是很靠谱的!无数爱好者验证过的。还是建议买这类东西,比买个所谓高位表更合适。前提是,买靠谱的。
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发表于 前天 11:46 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
说得好,我平时工作使用中,对于精度完全没有要求,厂里检修无非就是测电压电阻测电流测4-20ma,电压根本不用看小数,个位十位都不用看,相电压测出来200多v就对了,线电压380-410v左右都行,电阻看一位小数,主要是在控制箱测电机三相阻值一不一样,不平衡有可能是电缆接触不良,测电流都用钳表,也不用看小数,大致差不多就是了,电机11kw,测出来它电流不超过21A都行。4-20ma模拟量需要0.1ma精度,不过这也不是什么难事,随便一个9.9包邮哦2000字三位半都能测到0.01ma。

然后我在家里玩的万用表就希望小数点越多越好,毕竟玩就追求玩的完美漂亮,因此也说明了,对于绝大多数人来说,追求那么高的精度就是图一乐,不务正业的
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发表于 前天 12:52 | 显示全部楼层
不会闪现 发表于 2025-7-21 11:46
说得好,我平时工作使用中,对于精度完全没有要求,厂里检修无非就是测电压电阻测电流测4-20ma,电压根本不 ...

让厂家给你做一个小数点后100位的表,第三位后是随机数,显示屏一米多长,带出街多威风
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发表于 前天 13:47 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
说得非常正确,赞同你的观点!
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发表于 前天 14:08 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
说的好
校准不起官方的,还是自己一扎好用
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发表于 前天 15:15 | 显示全部楼层
所以,我买的是JD旗舰店正品行货福禄克289C,还有安柏AT828 LCR电桥。出厂都带验证报告,符合精度范畴。校准报告另付费。

价格上,以上2块表确实比便宜货几十台还贵。

基准只是用来验证的,做不到校准用。校准要用校准仪器。能全量程校准福禄克289c的校准仪器(在恒温恒湿度)的有资质的实验室,校准仪器需要起码5550A以上的设备,一般的普通实验室都没有这样的设备。更何况是个人用户。

福禄克289C全量程校准起步是福禄克5550A以上的校准仪。若是二手仪器,福禄克官方不予保修,不予付费校准。福禄克官方只给原购买者提供永久有限保修+付费校准计量服务。

普通用户买个表好好用就完事。
普通玩家整个入门基准TD584/LM399测一下就完事,也无法校准。
中端用户自己可以校准一下非全量程校准的3位半的表。
高端玩家付费实验室级别校准4位半以上的表,带证书。

普通和中端用户没有能力和条件校准高端仪器,花点小钱买个自制基准测测仪器罢了。使用自制的无论电压、电流还是LCR基准,温漂以及测量时候仪器准确度并不十分可信,都属于业余玩玩。

买一堆破烂,不如买一个可靠的仪器。这对于做科研的来说。

对于做汽修的,随便买了。三位半的表就可以了。超过4位半,大多从业者不愿意花高价去找官方校准的。

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发表于 前天 15:22 | 显示全部楼层
这么详细,学习了
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发表于 前天 16:23 | 显示全部楼层
虽然哪些自制的电压基准肯定没有国家计量中心里面的设备准,但再不准也不会超出三位半万用表的0.5%标准,用来校三位半万用表绰绰有余,其实准与不准是相对的,很多自制的基准都是用高位表标定,本身标定的仪表就可能存在误差,即使误差再大,顶多是0.1%到0.05%左右
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 楼主| 发表于 前天 17:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 llmm0o 于 2025-7-21 19:03 编辑
我是不会修 发表于 2025-7-21 11:34
恰恰相反,说是这么说,实际上还是很靠谱的!无数爱好者验证过的。还是建议买这类东西,比买个所谓高位表更 ...

“比买个所谓高位表更合适”?高价表≠高位表
万用表的误差模型很复杂,不同量程的增益、偏移误差不同。买个低温漂的表不用费心了。
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发表于 前天 19:12 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
咱是玩家。就是追求高精准,就图乐趣。

咱搞维修,就图可靠,低投入高产出。

场景不同,不一概而论。
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发表于 前天 20:37 | 显示全部楼层
一直用个AD584,对比下手里万用表小电压量程精度还是挺好用的
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发表于 前天 20:46 | 显示全部楼层
我是不会修 发表于 2025-7-21 11:34
恰恰相反,说是这么说,实际上还是很靠谱的!无数爱好者验证过的。还是建议买这类东西,比买个所谓高位表更 ...

能出个检定证书吗?
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发表于 前天 22:11 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
一个靠谱的高位表什么价格? 大家只是买个模块确认一下手里的三位半四位半精度!为了这个买个高位表?再说了,恐怕一个高位表还不够,测量电压,电阻,电容的高精度仪表是不是都得买? 就为了验证自己手里几十块钱的表准不准?再说了,买个高位表就完事了?你不得年年送去计量?这不搞笑吗? 别整天把计量挂嘴边,说句不好听的,跟我们普通人关系不大!计量归计量,准不准是另一回事,两者不冲突!
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 楼主| 发表于 前天 22:35 | 显示全部楼层
我是不会修 发表于 2025-7-21 22:11
一个靠谱的高位表什么价格? 大家只是买个模块确认一下手里的三位半四位半精度!为了这个买个高位表?再说 ...

反了,我从未推崇手持的“高位表”
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发表于 前天 23:00 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
实际上玩家并没有计量传递的途径,用模块进行对比矫正表的数值,是最为经济方便的方法,目前单片机万用表线性都不错,这种方法效果很好。
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发表于 前天 23:27 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
我感觉楼主说的
“校准”(Calibration) ≠ “验证”(Verification)

其实两者都是验证吧?

重新让表读数更接近真实值,才是另外一种
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发表于 昨天 01:46 | 显示全部楼层
普通儀錶都是有出廠精度上下限誤差高,  高檔表誤差低才校正價值, 我做項目拿的校正證書,都只是證明在誤差內, 只要在誤差內都不會有任何校正
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