Markwa pisze: ↑ndz, 16 października 2022, 21:36
Witam.
Ostatnio wpadł mi w ręce wyżej wymieniony mostek RLC. Mostek jako-tako działa, ale pomiar cechuje się dużym błędem, zwłaszcza na dwóch najniższych zakresach. Rozpocząłem więc procedurę kalibracji, wszystko szło dobrze do punktu 9.7....................................
Dziękuję za pomoc i pozdrawiam.
Witam.
Procedura kalibracyjna
POMIAR R
Opiszę w tym poście metodykę poprawy dokładności pomiaru, szczególnie wartości na początku każdego zakresu pomiarowego
rezystancji. Dokładność ta przekłada się w dużym stopniu na dokładność pomiaru z zakresów C i L.
Zakładam że część cyfrowa miernika funkcjonuje - liczniki binarne liczą i wsazują jakieś wartości ale niedokładnie.
1) Kontrola zasilacza:
Sprawdzamy napięcia zasilania +,- 15V - muszą być dokładne max kilka mV odchyłki.
Pózniej kazda ich zmiana rozkalibrowuje miernik. Należy sprawdzić tętnienią po prostownikach max ok 2Vpp. Jerzeli miększe wymiana elektrolitów na nowe.
Uwaga!!! elektrolity kupione w np. sklepiku el. na mieście mogą być 25 letnie i kiepskie z lat '90 tych. 1000uF zamienić na 2200uF/35V z np. TME, zmieszczą się.
Kondensatory 22uF przy dzielnikach wymienić na 1uF lub usunąć. Są zbyt duże, zasilacz wstaje niepotrzebnienie wolno, a ich upływności rozkalibrowują z czasem dzielnik napięcia i zmienia wartość napięć. Co ciekawe zasilacz wstaje wolniej niż działa układ resetu czści cyfrowej (kondensator ma tyle co na schemacie 10uF), ale całość działa i nie ma konieczności jego przeróbki, ale to po co taki układ resetu?
Kondensator 1000uF( od prostownika -15V - na środku płytki) jest umieszczony daleko od prostownika i jego " +" jest podłączony do prostownika długą ścieżką . Prąd doładowujący elektrolit w każdym okresie sieci (duży) płynie przez całą długą ścieżkę masy i odkłada spadek napięcia na całym układzie zasilacza.
Na napieciach 15V widać ten spadek z amplitudą 15mV ! Należy" + "kondensatora 1000uF połączyć z "+ "prostownika grubym przewodem np. 0,75mm2.
Jeżeli układ zasilacza działa żle, odłączamy wiązkę (302-306) i wyjmujemy bezpiecznik na 5V. Naprawa zasilacza podłączonego do reszty miernika morze spowodować uszkodzenie pozostałych obwodów.
2) Kalibracja przetwornika AD.
Do przetwornika AD doprowadzone są dw sygnały (301) U0 - napięcie odniesienia i (302) Ux - napięcie mierzone przez AD, które jest napięciem zależnym od wartośći parametru elementu poddadeno pomiarom.
Przełączamy miernik w zakres "R" oraz ustawiamy potencjometr regulacji offsetu komparatora 710 w AD na połowę zakresu tj.15 obrotów od krańca (ma zakres 30 obrotów).
Mierzymy napięcie (301 U0), powinno być 3V z dokładością ok. 20mVpp, poczhodzi ono z dzielnika rezystancyjnego załorzonego na napięciu -15V.
Odłączamy na płytce miernika cyfrowego AD kabelek od oczka lutowniczego (302) Ux, a na wejście Ux doprowadzamy napięcie, przez dzielnik - wieloobrotowy potencjometr z gałką ok. 3V z zasilacza zewnętrznego 5V(dobrego).Potencjometr służy do zmiany napięcia na Ux w zakresie od 0V do 4V. Nie polecam 5V z miernika bo jest mocno zaszumione "cyfrówką". Dla 3V na wejściu Ux wskazania na wyświetlaczu E317 powinny być 600-800,
999 jest z reguły na ok.3,2V.
Następnie pokręcając potencjometrem zmniejszamy napięcie Ux i obserwujemy wskazania wyświetlacza miernika. Z reguły miernik pokazuje 000 dla 0,5 - 0,7V Ux, a powinien dla 0V na wejściu Ux.
Swiadczy to o offsecie układu całkującego AD. Wynika on z offsetu zera układu m301 741 oraz upływności feta T304, BF245 będących kluczami analogowymi.
Oryginalne lepsze tranzystory 2N3819 zostały zastąpione BF245 i to kiepskiej jakości.
Ten offset jest odpowiedzialny za zawyżanie wskazań wyświetlacza dla małych wartości napiecia.
Aby go usunąć należy zamontować dodatkowo potencjometr wieloobrotowy 50k nalutowując go na nogi m301, jego skrajne doprowadzenia do + 15V(11 noga) i -15V(6). Klasyczny uklad regulacji offsetu dla 741 może mieć za mały zakres. Połączenia powinny być krótkie. Suwak dodanego potencjometru poprzez rezystor 1M połącyć wejściem (-) odwracajacym m301 ,uA741, noga 4.
Regulując tym potencjometyrem nastawić na wyświetlaczu 000 dla Ux 0V. Gdy to osiągniemy należy sprawdzić napięcie Ux dla 999 wskazania wyświetlacza i zanotować wartość - może się przydać w dalszych kalibracjach.
3) Kalibracja wzmacniaczy pomiarowych dla zakresu R.
Miernik mierzy R w układzie prądu stałego.
W oryginalnej procedurze kalibracyjnej kalibracja zerowego offsetu wzmacniacza m102 i dalszych, jest robiona na zakresie "L", a więc wykorzystując 2Vpp przebieg 1kHz nałorzony na składową stałą którą korygujemy. Wydaje mi się to dużym uproszczeniem.
Nie wiadomo jak zachowa się współczesny miernik napiecia przy pomiarze z dokładnopścią 0,1mV! gdy na sygnał nałorzony jest sinus 1kHz 2Vpp. W latach '70 mierniki mechaniczne uśredniały wskazania z zasady swojego działania. Miernik współczesny może być zakłócony ,gdy 1kHz bedzie harmoniczną jego cyklu pomiarowego.
Dlatego kalibrację wykonałem dla prądu stałego. Miernik ustawiony na "R" i zwarłem połączenie wzajemne elementów R105 i R177 do masy, w takiej konfigurtacji ustawiono U2 na 0V.
Następnie wciskamy przycisk "0R" i R180 ustawiamy U3 na 0V. Następnie za pomocą R183 ustawić U4 też na 0V, te ustawienia zer należy robić jak najdokładniej <1mV,
kilkakrotnie w tej kolejności.
Jeśli zera pływaja i się przestawiają - szukać zimnych lutów, wyginać PCB, popstrykać intensywnie isostatami R,L,C,0R etc. przełączanie zakresuw nie powinno nic zmieniać.
Takie maltretowanie nieraz pozwala znależć przyczyną niestabilności.
Uwaga o 2xjFecie 2N3955.
Tranzystor ten morze się uszkodzić, np. gdy prubuje się mierzyć naładowane kondensatory. Jest kosztowny (dwa takie i wysyłka e-bay to koszt miernika E..na all..) i trudny do zakupu. Morzna go zastąpić BF245,lub 256.
Następnie wkładajac rózne egzemplarze BF256 do podstawek dobrałem je pod kontem podobnego prąd aby dały się skalibrować R180 -0V U3.
Na wejściu wzmacniacza operacyjnego jest tz. zero Virtualne, a więc pracują w tym samym punkcie charakterystyki i ich zgodność charakterystyk jest niepotrzebna, zawsze to samo Ugs bliskie 0V.
Natomiast trzeba je termicznie połączyć, od strony płaskiej spiłować plastik ile sie da, nie naruszając struktury

i sklecić, oblać silikonem. Działa prawie idealnie.
Dla pomiarów C i L pracujemy na składowej zmiennej - w tym punkcie układowym miernika.
Z tego to powodu dokładność i symetria 2N3955 jest ważna tylko i aż dla pomiaru R.
Również ustawienie dokladne zera U2,U3,U4 jest ważne tylko dla R.
Dla pomiarów L i C trzeba tylko ustawić symetrę m108 /R186- detektora synchronicznego.
Otym napiszę w następny post, o procedurze kalibracji L i C.
4) Uwaga o czyszczeniu styków.
Odradzam psikanie jakimiś genialnymi substancjami. Isostaty są delikatne i z reguły takie zabiegi powodują wypłukiwanie brudów z PCB i elementów. Następnie ta breja wpływa do delikatnych styków isostatów. Take środki (tanie) zawierają wiele frakcji zanieczyszczonych węglowodorów (poznać to po smrodzie) które tylko zanieczyszczają styki (i mogą dawać upływy na poziomie Mohm), następnie w eksploatacji zbieraja brud wewnątrz isostatów. PCB uniemożliwia wysunięcie wodzików stykowych i dokładne czyszczenie iest niemożliwe. Brud dodany pozostaje.
5) Kontrola końcowa.
Miernik powinien już mierzyć R , pozostaje kalibracja skali wskazania.
Nalerzy dołączyć rezystor o znanej wartości ok. 7-8k np. 7000 ohm i potencjometrem R177 ustawić wartość 700 na wyświetlaczu. Następnie przełączyć zakrez wyżej i powinno być 070 na wyświetlaczu i jeszcze wyżej - 007 na wyświetlaczu. Jeśli jest inaczej niż 007 delikatnie przestawiając dodany potencjometr offsetu m301 ustawić 007.
Potem ponownie przełączyć na dwa zakresy w dół i korygując R177 ustawić 700 i po raz kolejny dwa zakresy w górę i dodanym potencjometrem ostawić 007 i tak iteracyjnie conajmniej w sumie 3 razy.
Efekt powinien być 700, 070,007 +/- 1 cyfra.
Jak się uda szmpan!!!
6) Uwagi końcowe.
Miernik warto wygrzać, właczając go na wiele godzin, i procedury powtórzyć nawet kilka razy, bedzie stabilniejszy długoczasowo.
W następnych postach napiszę o kalibracji L i C, oraz o zastąpieniu uA709 i Fetów wzmacniaczem TL071.
Pozdrawiam.