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自制三位半数字电压表获得成功!【精华】(二)

高工
2013-10-11 08:58:21    评分
做好的表头必须经过校准,但是苦于手上没有高精度的表做参考,所以这个表头虽然做成了,但是目前的测量结果并不具有可信度,毕竟天知道能与他参考做它的杂牌万用表是不是精准呢。经济能力不足以购买高档次的表,再者买高档次的表也就失去了做这个表头的意义,因此,独立自主,自力更生,土法上马,决定利用高精度的基准电压芯片校准这个表头。
去中关村买了三个基准电压芯片:
ISL21007CFB812 ,Intersil出品,和ICL7107是一家,1.250V输出,正负1mV误差,5ppm/C温漂
MAX876 ,美信出品,10.00V输出,正负0.03%误差,7ppm/C温漂
REF195 ADI出品,5.000V输出,最大正负2mV误差,5ppm/C温漂
对于我这个20V的表头来说,其最小分辨率是10mV,基准电压芯片mV级的误差足以校准它了,话说这些芯片真贵啊,三个小玩意,一张红票就没了,都够我做好几个表头了,话说还有更好的LTZ1000,神器一样的基准源,用不上,更买不起!

芯片都是SOP-8的,必须焊到转接板上才能引出插针


差不多完工

完成的两个基准电压模块1.250V和10.00V

完成的基准电压模块5.000V

三个基准电压模块的全家福,分别是1.250V、5.000V/10.00V 
对于这个三位半的表头,最小能测得的电压是0.01V,因此,基准源的误差都是mV级别的
做参考完全没问题

通电试试,先看看我这杂牌万用表如何
输入10.000V,显示的是9.93V,差了70mV
这万用表用的是软封7106,片内基准分压,做工较差,
凑合也用了小10年
等以后有时间再拿它开刀


开始检验表头,之所以是检验不是校正,是因为这表头没法调整
为了保证基准的供电品质,基准源采用电池供电
ISL21007CFB812的工作电压是2.7-5.5V,所以用一节锂电池供电
MAX876和REF195电压高,用一节12V铅酸电池供电
电池供电是纯直流的,尽最大可能使基准不受干扰,
顺便还看了下温度,目前室温是26摄氏度,应该不构成干扰
先接入1.250V
没做任何改动,完美显示1.25V


再接入REF195,显示5.00V,Wonderful!


下面是10.00V的MAX876,表头显示10.00V,Excellent!

测量了一下提供电源的电池
12.97V,确实,刚充完电

再看看那个锂电池,3.88V

至此,检验工作就告一段落了,也达到了检验的目的
什么都不用调整,也没法调整
ICL7107工作得近乎完美,测量误差很小,读数很稳定,长时间测量尾数丝毫不动,相比我那杂牌万用表,

测量数值尾数经常跳动,可见芯片的质量很重要


下面来说说一些特殊的元件,最关键的是ICL7107周围的几个电容,分别是参考电压电容Cref,自动调零电容Caz和积分电容Cint
对于这几个电容,手册对其有特殊要求,不是随便抓来就能用的,要求其介质吸收率必须很低,否则会影响到ADC的精度
当表头是40KHz时钟,2V输入时,他们的参数是:Caz 0.047uF ; Cref 0.1uF ;Cint 0.22uF ; Rint 470K
先说Caz,这个要求不高,用一般聚酯的就行
然后是Cref和Cint,尤其Cint要求最高,手册推荐用聚丙烯或聚四氟乙烯的,这里陶瓷,独石,电解都是不能用的,聚丙烯对应国产电容就是CBB电容或者是MKP电容,但是通常卖电容的分不清聚酯和CBB,都当成一类卖,这就要注意挑选了。对于电容合格与否,ICL7107有一个自检的方法,就是把输入端31脚和基准电压输入36脚短路,显示的数字与“999”相差越小,电容越好。
最早我先抓了一个“校正”电容用作Cint,就是所说的方块电容,这种电容价钱非常便宜,但是买的时候老板也说不清是什么材质的,查看包装袋上也没有,查了一下貌似是聚酯的

上电一测,显示在996和997直接乱跳,效果很烂,看来他不适合用在这里


立刻换成CBB的,效果立竿见影,显示999
不过对于这种CBB电容,其外形和有些种类的MKT也就是聚酯电容几乎是一样的
购买的时候就要注意了,上面已经证实聚酯电容不适合这里







结束!谢谢赏评!




关键词: 自制     三位     数字     电压表     获得     成功     精华     表头         

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