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DIY高准确度电压基准 [复制链接]

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离线paging
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1377
只看该作者 380楼 发表于: 2008-01-09
全家福
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离线051688
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105
只看该作者 381楼 发表于: 2008-01-09
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如果想用x60008b-50做10v基准,干脆用两个独立供电的单元串联起来,校准4 1/2表应无问题。
把5v升到10v一方面要好的运放,关键是offset temp co要小(最好<2uv/c,容易满足)、offset老化要小(最好<1uv/月,容易满足),bias current要小(最好<1na),噪音要小(最好<10uvp-p,容易满足)。我以前选运放都是以下几个:op97e、op297a、ad707b/k、lt1012、7650。
把5v升到10v的另一个关键,是配对电阻,一般用10k到20k,这个电阻的温度系数和老化将对输出产生直接影响,而且可能非常大。这就是我为什么建议用两个ic串联的原因。我从7v转10v是没有办法,必须用电阻+运放。
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有个问题想请教一下,为什么要用10v电压做基准?有什么优点呢?直接使用5v电压做基准行不行呢?
离线autopccopy
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89
只看该作者 382楼 发表于: 2008-01-09
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有个问题想请教一下,为什么要用10v电压做基准?有什么优点呢?直接使用5v电压做基准行不行呢?
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这个我也想知道。因为原始的电压都不是整10v的,要通过转换。难道是因为整数容易校准吗?
离线BG2VO
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5764
只看该作者 383楼 发表于: 2008-01-09
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这个我也想知道。因为原始的电压都不是整10v的,要通过转换。难道是因为整数容易校准吗? [表情]
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最早的实物电压基准是饱和电池,电压大略为1.0186v,与1v单位非常接近。为了传递、对比这样的基准,最好的表就是量程为1v多一些的,量程太大则浪费,太小则不够。

但是,这样的电压比较低,以至于接触热电动势引起的不确定性比较大,因此才采用更高的电压。

采用10v而不是用5v或者7v,主要是与主标准1v有10倍的关系,毕竟我们都用10进制。这个方式在标准电阻中体现的最充分,全是10^n(n为整数)形式的。


要说原始电压,现在最原始的就算是约瑟夫森电压标准,目前广泛用10v。
离线BG4-2-12747
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1611
只看该作者 384楼 发表于: 2008-01-09
谢谢,ba0bz,bg2vo和autopccopy, 三位老师热心细致的解答。
看来这个gpib对我来说用起来不那么容易了。
离线051688
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105
只看该作者 385楼 发表于: 2008-01-09
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如果想用x60008b-50做10v基准,干脆用两个独立供电的单元串联起来,校准4 1/2表应无问题。
把5v升到10v一方面要好的运放,关键是offset temp co要小(最好<2uv/c,容易满足)、offset老化要小(最好<1uv/月,容易满足),bias current要小(最好<1na),噪音要小(最好<10uvp-p,容易满足)。我以前选运放都是以下几个:op97e、op297a、ad707b/k、lt1012、7650。
把5v升到10v的另一个关键,是配对电阻,一般用10k到20k,这个电阻的温度系数和老化将对输出产生直接影响,而且可能非常大。这就是我为什么建议用两个ic串联的原因。我从7v转10v是没有办法,必须用电阻+运放。
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如果把两块max6350串联起来用的话那他们的初始精度就是0.02%+0.02%=0.04%
年老化率80ppm+80ppm=160ppm。这样一来指标就变得差多了。
反正是自己用,不如把他们并联起来直接用5v电压做基准。
离线autopccopy
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89
只看该作者 386楼 发表于: 2008-01-09
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如果把两块max6350串联起来用的话那他们的初始精度就是0.02%+0.02%=0.04%
年老化率80ppm+80ppm=160ppm。这样一来指标就变得差多了。
反正是自己用,不如把他们并联起来直接用5v电压做基准。
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我觉得不是累加的。
离线电锤
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36
只看该作者 387楼 发表于: 2008-01-10
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如果把两块max6350串联起来用的话那他们的初始精度就是0.02%+0.02%=0.04%
年老化率80ppm+80ppm=160ppm。这样一来指标就变得差多了。
反正是自己用,不如把他们并联起来直接用5v电压做基准。
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俺看你还真是个棒槌,一个人吃两个馒头和两个人吃四个馒头的帐都算不明白
离线funghome
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143
只看该作者 388楼 发表于: 2008-01-10
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最早的实物电压基准是饱和电池,电压大略为1.0186v,与1v单位非常接近。为了传递、对比这样的基准,最好的表就是量程为1v多一些的,量程太大则浪费,太小则不够。
但是,这样的电压比较低,以至于接触热电动势引起的不确定性比较大,因此才采用更高的电压。
采用10v而不是用5v或者7v,主要是与主标准1v有10倍的关系,毕竟我们都用10进制。这个方式在标准电阻中体现的最充分,全是10^n(n为整数)形式的。
要说原始电压,现在最原始的就算是约瑟夫森电压标准,目前广泛用10v。
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约瑟夫森电压标准是自然的10v還是用外圍電路做成10v?
离线051688
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105
只看该作者 389楼 发表于: 2008-01-10
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我觉得不是累加的。
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是的,是我弄错,不但不是累加的,好象串联的多了也是有利于提高整体精度的。
离线BG4-2-12747
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1611
只看该作者 390楼 发表于: 2008-01-19
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谢谢!
这基准(ltz1000)最大的优势有两点:
1、本身指标特别高,而且根本没发现有相近的竞争者。温度系数0.05ppm/c,年老化典型值0.83ppm。
2、对外围元件依赖程度特别低,即:关键电阻变化了100ppm,才影响输出1ppm。还是比较容易就可以做到电阻<10ppm的变化,因此影响就在0.1ppm之内。
另外,平均电路是利用了多个相近元件的统计特性,不仅平均后稳定程度提高、噪音变小,而且对平均电阻的要求很低。事实上,只要误差不超过0.1%就可以达到1ppm以下的影响,我实际上采用了经过老化、筛选、匹配的0.1%的线绕电阻。这样的做法是很经典的,网上有很多文章都有介绍,比如这个“新型固态电压标准的研制”(但他用的是4只lm399,最好做到10ppm/年):
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交作业了:
bg2vo:我用2个c级别1021-5做了一个试验:在室内,用7065表10v档(可显示10.00000)测量基准的输出,在室内23c和室外零下1c下飘逸了130微伏。每度变化5.3微伏。折合5.3/5*10 000 00=1.06ppm/c 太太太不可思忆了吧?手册上说的这个级别的东西温飘是5-20ppm/c啊。用两只这样的基准并联(各自已经在输出上穿入了500欧姆电阻)目的是想平均(注意,没用运放),节点直接接仪表输入线。结果,显示电压比任何一个基准的电压值都低,怪了。下面是我的分析,您看一下:

1.7065表虽未重新标定,但只做比较用,可忽略其实际误差。12平方顶楼,室外温度零下1度。海信变频1.5p开4小时候室温基本在23度左右,然后打开7065表,预热1小时后使用。
2.试验过程中测量室内外温度用的是一只pt100电阻和qj83直流电桥,通过阻值换算得到温度,探头贴近芯片但没涂导热硅脂。(兄弟这里实在没什么让我自己放心的温度表,只能啰嗦一下了)
3.由于表是2*年前的,1021-5v芯片是10年前的旧件,按照您前边的讲解估计长期稳定性应该不会达到手册说的15ppm/1000小时了。可温度稳定性也远小于5-20ppm的区间,完全出乎我的预料,我的测试或计算方法错了吗?
4.1021-5芯片的调整端悬空的,没接什么分压电阻之类的东西怕惹事。虽说电压不是什么整数,应该可以这么使用吧?
5.把两基准各自串2个并联的0.1%1k电阻后再并联,测输出反而比任何一个的电压都低,不知道为什么了。不加运放还不行啊?
6.新的1021-10b级芯片到了,我打算先简单测试后连续通电几百个小时,让他成熟一下。您看还需要向对待电阻那样冷热循环吗?
7.我试验了买的lm399 有问题,通电1分钟冒烟,估计上当买到假货了。
谢谢。
离线刺猬
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1658
只看该作者 391楼 发表于: 2008-01-19
注意到lt1021数据表上给出的lt1021c-5的“温度系数”是在整个工作温度范围下测量的。
离线oxalis
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958
只看该作者 392楼 发表于: 2008-01-20
学习了。
挺好的介绍。
离线051688
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105
只看该作者 393楼 发表于: 2008-01-21
[quote=bg4-2-12747]交作业了:
bg2vo:我用2个c级别1021-5做了一个试验:在室内,用7065表10v档(可显示10.00000)测量基准的输出,在室内23c和室外零下1c下飘逸了130微伏。每度变化5.3微伏。折合5.3/5*10 000 00=1.06ppm/c 太太太不可思忆了吧?手册上说的这个级别的东西温飘是5-20ppm/c啊。用两只这样的基准并联(各自已经在输出上穿入了500欧姆电阻)目的是想平均(注意,没用运放),节点直接接仪表输入线。结果,显示电压比任何一个基准的电压值都低,怪了。下面是我的分析,您看一下:

1.7065表虽未重新标定,但只做比较用,可忽略其实际误差。12平方顶楼,室外温度零下1度。海信变频1.5p开4小时候室温基本在23度左右,然后打开7065表,预热1小时后使用。
2.试验过程中测量室内外温度用的是一只pt100电阻和qj83直流电桥,通过阻值换算得到温度,探头贴近芯片但没涂导热硅脂。(兄弟这里实在没什么让我自己放心的温度表,只能啰嗦一下了)
3.由于表是2*年前的,1021-5v芯片是10年前的旧件,按照您前边的讲解估计长期稳定性应该不会达到手册说的15ppm/1000小时了。可温度稳定性也远小于5-20ppm的区间,完全出乎我的预料,我的测试或计算方法错了吗?
4.1021-5芯片的调整端悬空的,没接什么分压电阻之类的东西怕惹事。虽说电压不是什么整数,应该可以这么使用吧?
5.把两基准各自串2个并联的0.1%1k电阻后再并联,测输出反而比任何一个的电压都低,不知道为什么了。不加运放还不行啊?
6.新的1021-10b级芯片到了,我打算先简单测试后连续通电几百个小时,让他成熟一下。您看还需要向对待电阻那样冷热循环吗?
7.我试验了买的lm399 有问题,通电1分钟冒烟,估计上当买到假货了。
谢谢。[/quote]你测量电压低的原因可能是你串联上电阻后基准电源的内阻增大造成的,如果表的输入电阻很大的话这个压降可以忽略不计。
离线051688
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105
只看该作者 394楼 发表于: 2008-01-25
你好楼主:
我现在要用icl7135做个模数转换电路,不是做电压表用的,是用来把温度传感器的电压信号转换成数字信号用的。但现在有几个问题想请教一下。
一、我找了不少电路图,上面有的用tl431做基准源,有的用mc1403做基准源,这两种东西价格相差十倍。想请问下能不能用tl431做基准源?
二、icl7135基准电压输入为一伏时,量程为两伏,能不能用把输入电压改成一百毫伏的办法使得量程为两百毫伏?
三、icl7315的工作电压为正负5伏,想请问下这个正负电压是不是一定要对称,如果正电压为5伏,负电压为-4.5伏左右行不行?
离线BG2VO
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5764
只看该作者 395楼 发表于: 2008-01-25
正好我装过7135,这些问题也都碰到过。
一、可以用tl431做基准,小问题是耗电稍大(需要1ma)。
二、可以。只不过稳定性稍差些。积分电容一定要用好的,做好后测量基准应该是9997或更大才好。
三、可以,最小可以-3v。
离线051688
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105
只看该作者 396楼 发表于: 2008-01-25
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正好我装过7135,这些问题也都碰到过。
一、可以用tl431做基准,小问题是耗电稍大(需要1ma)。
二、可以。只不过稳定性稍差些。积分电容一定要用好的,做好后测量基准应该是9997或更大才好。
三、可以,最小可以-3v。
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谢谢!
你的宝贵经验使我节省不少时间,谢谢!
离线funghome
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143
只看该作者 397楼 发表于: 2008-01-25
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你好楼主:
我现在要用icl7135做个模数转换电路,不是做电压表用的,是用来把温度传感器的电压信号转换成数字信号用的。但现在有几个问题想请教一下。
一、我找了不少电路图,上面有的用tl431做基准源,有的用mc1403做基准源,这两种东西价格相差十倍。想请问下能不能用tl431做基准源?
二、icl7135基准电压输入为一伏时,量程为两伏,能不能用把输入电压改成一百毫伏的办法使得量程为两百毫伏?
三、icl7315的工作电压为正负5伏,想请问下这个正负电压是不是一定要对称,如果正电压为5伏,负电压为-4.5伏左右行不行?
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可以傳一下你找到的電路嗎
手上也有1片7135
离线051688
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105
只看该作者 398楼 发表于: 2008-01-26
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可以傳一下你找到的電路嗎
手上也有1片7135
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http://www.maxim-ic.com.cn/pdfserv/en/ds/icl7135.pdf
这个网址是它的英文说明书,上面有经典电路,你看下好了。

下面再发一个串行接口电路,还个是用单片机的,还有不用单片机的显示电路,你要的话在网上搜下就行了,关于7135的资料在网上是很多的。
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离线vvipi_new
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36
只看该作者 399楼 发表于: 2008-01-26
前一段我刚改造了一个设备,就是给7135加通信口,用的cp2102转成usb的!除去cp2102部分,硬件就相当于最小系统