數(shù)字多用電表是常用的測量儀器,目前市場常見的是3.5(三位半)和4.5 手持電表,用于一般測量,另外高端的則是6.5位以上的臺式表,價格較高,用于高精度測量。 該六位半數(shù)字電表設計思想:
- 選用成品的通用元件:高端DMM采用以恒溫深埋齊納基準——前端為Dual JFET的混合低噪聲運算放大器——多斜率積分高速高分辨率ADC 為主軸的測量系統(tǒng),其中每個部分的制作難度都非常高,而且需要昂貴的儀器進行調(diào)試、校準,這樣的要求在業(yè)余條件下是難以滿足的,所以這里采用了相對低成本可靠通用IC 精密帶隙基準——單片低噪聲斬波穩(wěn)零放大器——24Bits低噪聲ΣΔ ADC來替代,這樣的既可以減少元件采購難度,降低整體成本,最重要的是能得到可靠的性能保證,就是說可以根據(jù)DataSheet上標明的最差指標可以計算出系統(tǒng)的整體性能。
- 放棄高電壓,大電流量程:首先對這些量程進行高精度測量本身難度就非常高,而且對系統(tǒng)的輸入選擇、保護系統(tǒng)提出了很高的要求,元件質(zhì)量要求高,PCB面積占用大,最重要的是要為用戶人身安全負責,為了避免出現(xiàn)安全問題所以沒有設置危險的測量量程。
- 放棄長期穩(wěn)定性:要靠數(shù)字多用表本身來保證長期穩(wěn)定性意味著整個系統(tǒng)每個部分都要有很高的長期穩(wěn)定性,基準要用深埋齊納基準,分壓電阻要用精密電阻網(wǎng)絡等等,成本會顯著提高,相對而言購買或制作標定好的基準(LYMEX有售)要便宜的多,而且在進行對比測量時可以將整體的精度提高到接近外部基準的水平。
- 放棄交流測量:由于沒有設計交流測量系統(tǒng)的條件,所以沒有做。
- 采用手持設備架構:由于現(xiàn)代MCU的集成度非常高,開發(fā)工具越來越簡便,加之筆者最近在學習STM32,所以就做成手持設備了.
總的講設計要素的優(yōu)先關系如下 低成本〉小巧〉低功耗〉高性能。
實物截圖:
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