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【自制手持6位半多用表】测试数据

时间:2011-04-01  来源:38hot  作者:佚名


温度系数测试
这一项测试并没有用恒温法,因为考虑时间太长恐怕测试的过程中电压读书变化反而影响结果。
采用的是吹风加温、自然冷却的方法,用温度探头手工读取温度值,然后一起做成曲线。
横轴是测试次数,纵轴是电压(每格10ppm)和温度(每格10度)。
可以看到,温度系数为正,但并不大,平均不到1ppm/C。
 


其它测试

在另一组电压测试的过程中,测试了自动零打开的功能,结果,不仅速度慢了,而且稳定性不如不开。
另外,用100V档测试了10V,表现良好。
 


至于各档的偏差,比较大,也许是没有校准的原因。
1V:-62ppm
10V:-520ppm
10k:-740ppm
100k:-770ppm  

标准差的意义
 

上面多次提到标准差,那么标准差是如何计算出来的?又有什么用呢?
标准差就是假设测试数据为正态分布(绝大多数测试数据是的),利用贝塞尔公式计算出一组数据的波动大小。具体算法是:一组数的每一个与平均值偏差的平方和,取平均,再开方。在Excel里可以简单的用stdev()函数来求得。
以上均采用100个数来计算。
得到标准差σ后,其意义在于,测试得到一个数据,引重复性而引起的误差有68%的可能是小于σ的,有95%的可能是小于2σ的,有99.7%的可能是小于3σ的。
如果连续测试N个数据求平均值作为新的测试值,那么这个测试值的误差就要小根号N倍。我们常用N=100,这样就可以把引重复性不好、短稳不好而引起的偏差减少到1/10。

回过头来再看这款手持表,例如测试1V电压时的σ=1.8末位字,也就是1.8ppm,如果连续测试100个数据取平均值,那么不确定性就是0.18ppm了,就有99.7%的把握测试的重复性不大于0.18*3=0.54ppm,也就是说6位的最后一位也是可靠的。

建议的改进

1、×10放大器改用更低噪音方式
2、10V档可以考虑采用直接10:1分压,而不是100:1分压后再放大,这样可以降低噪音,减少测试的不确定度
3、改进自动零
4、增加一个慢速档,每秒大约1.5次,这样可以稳定2倍左右

6.5高精度手持表的使用

用做检零计

作为交互使用,例如电桥平衡指示,电位差计平衡指示,具有共模抑制比高的特点,而且可以记录。由于测试速度比较快,可以直接通过读数的变动并进行相应调整。分辨0.1uV,高于很多灵敏检流计。

用做插值检测器
也更可以作为插值测试的手段,记录到存储卡中,后续分析比较。具有共模抑制比超高、抗干扰能力强的特点。

用做高精度(户外)数据采集器
例如温度采集,利用其自带的Pt100的传感器支持功能。

作为购买高精密元件挑选只用
对于某些外出采购,元件判别,便携高精度是必须的。


最后,补一个改进版的照片,其中一个带有蓝牙接口、VMC接口,方便使用。

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