Meratronik V563 - bo liczy się wnętrze

[eprzemeks]

Szanowni Państwo,

W internecie jest dosyć dużo zdjęć tego multimetru (być może najdokładniejszego produkowanego w Polsce?), ale są to zdjęcia z zewnątrz. Ponieważ posiadam taki przyrząd, to postanowiłem wypełnić tę lukę. Zacznijmy od tego, co ukazuje się po zdjęciu pokryw:

DSC02359.JPG

U góry znajdują się zasilacze (od lewej części cyfrowej, ze stabilizatorem na obudowie; pływający części analogowej; czerwony element to osłona wyłącznika sieciowego), płytka po lewej to mikroprocesor części analogowej ("SLAVE") sterujący obróbką i przetwarzaniem sygnału w torze pomiarowym).

DSC02360.JPG

Zadaniem mikroprocesora na płytce SLAVE jest obsługa toru analogowego (wybór wartości mierzonej i podzakresu), kontrola pracy przetwornika analogowo-cyfrowego oraz przesyłanie wyniku pomiaru do mikroprocesora "MASTER". U góry widoczny jest mikroprocesor (NECowski Z80), po prawej dwa porty równoległe (IC601-602), które sterują przekaźnikami, kluczami i innymi elementami w torze analogowym, jak również odbierają rozmaite sygnały z niego przychodzące. Z kolei IC610 to licznik, który pracuje w układzie przetwornika analogowo-cyfrowego (napięcie -> czas -> liczba). Układ portu szeregowego (IC611) odpowiada za komunikację z systemem MASTER.

Zajrzyjmy teraz pod ekran chroniący tor analogowy przed światem mikroprocesorów:

DSC02372.jpg

Płytka ta podzielona jest na dwie części, górna to przetwornik napięcie -> czas (układ całkujący), natomiast dolna, oddzielona małym ekranem zawiera dwa przekaźniki (czerwone) odłączające wejście oraz obwody związane z pomiarem napięć zmiennych. Układ przetwornika to tak naprawdę dwa układy całkujące (widać dwa bloki kondensatorów spiętych opaskami), co pozwala wyeliminować wpływ napięcia resztkowego na wskazania (kondensator naładowany po zwarciu okładek i ich rozwarciu wykazuje niewielkie napięcie), co mogło by zmieniać wyniki pomiarów pomiędzy automatycznym trybem pracy a z wyzwalaniem ręcznym.
Druga część tej płytki to obwód związany z napięciami przemiennymi:

DSC02368.jpg

DSC02374.jpg

I niezwykły układ, którego zastosowanie wyróżnia tę konstrukcję względem innych opracowań krajowych:

DSC02370.jpg

Zawiera on prostownik oraz obwód podnoszący do kwadratu i jednocześnie dzielący uzyskaną wartość przez sygnał doprowadzony na jedno z wyprowadzeń i trochę obwodów pomocniczych. Po dołączeniu zewnętrznego kondensatora układ ten można skonfigurować tak aby podnosił doprowadzony sygnał do kwadratu (S) uśredniał go (M) i na jedno z wyprowadzeń udostępniał pierwiastek tej średniej (R) (tak naprawdę to wykorzystuje się możliwość dzielenia wyniku podnoszenia do kwadratu przez wartość średnią pierwiastka, co polepsza parametry przetwarzania). Definicyjny przetwornik RMS! Można też powiedzieć, że jest to specjalizowany komputer analogowy.

Możemy teraz obrócić multimetr na drugą stronę:

DSC02381.JPG

Tym razem oglądamy źródło napięć odniesienia (góra, prawo), przetwornik R/U (góra, lewo) oraz obwody wejściowe wraz z przekaźnikami (czerwone) i dzielnikiem napięcia stałego.

DSC02382.jpg

Źródło napięcia odniesienia zbudowane jest w oparciu o układ LM399, czyli diodę zenera (w technologii zagrzebanej diody zenera, co zmniejsza szumy i dryfy napięcia) z własnym grzejnikiem, który stabilizuje jej temperaturę. Dodatkowe dzielniki hybrydowe służą do generowania napięć odniesienia zbliżonych do nominalnych napięć wejściowych przetwornika analogowo-cyfrowego o obu polaryzacjach. Zastosowanie dzielników hybrydowych pozwala zmniejszyć dryf napięć odniesienia spowodowany zmianami temperatury.

[eprzemeks]

Tu z kolei zbliżenia na przetwornik R/U oraz obwody wejściowe:

DSC02384.jpg

DSC02385.JPG

DSC02392.jpg

Szare rezystory 9.9 MΩ nie są częścią dzielnika wejściowego, ale po wybraniu odpowiedniej opcji pracy, pozwalają ustalić na taką właśnie wartość oporność wejściową multimetru przy pomiarze napięć niewymagających użycia dzielnika (100 mV, 1V, 10V).

Pozostały jedynie obwody cyfrowe:

DSC02378.JPG

Widzimy płytkę głównego mikroprocesora sterującego multimetrem, ponownie Z80. Po lewej, u góry obwody zapewniające izolacje galwaniczną i jednoczesną komunikację z płytką SLAVE, W środku mikroprocesor z peryferiami, portami obsługującymi klawiaturę (IC713) i magistralę IEC625 (IC715), układy na prawo służą do generowania szybkich reakcji na sygnały z magistrali (czego wymaga protokół), po prawej, u góry widać drabinki rezystorów utrzymujące właściwy potencjał na liniach magistrali, na dole brzęczyk informujący użytkownika o zarejestrowaniu wciśnięcia klawisza.

Spójrzmy jeszcze na transoptory:

DSC02379.jpg

Ręczna produkcja z diod i fototranzystorów.

Na koniec wyświetlacz i klawiatura:

DSC02394.JPG

Wyświetlacze mają własne podstawki, co ułatwi wymianę. Aby zapobiec przepaleniu wyświetlacza przy zawieszeniu się mikroprocesora i zatrzymaniu multipleksowania układ IC804 po jego ustaniu wymusi wygaszenie wszystkich wyświetlaczy.

DSC02396.jpg

Klawiatura jest kontaktronowa, co zapewnia jej długa trwałość. Diody świecące sygnalizują stan multimetru, wybraną funkcję i dodatkowe parametry (np. działanie programów przeliczających lub autokalibracji), natomiast diody pomiędzy klawiszami zapobiegają uszkodzeniu portów układu obsługującego klawiaturę przy naciśnięciu więcej niż jednego klawisza -- klawiatura też jest multipleksowana.

[Einherjer]

Piękny opis Przy okazji całkiem edukacyjny.