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技术文章—教你用几颗电阻提升万用表精度

2019-06-04来源: EEWORLD关键字:万用表

我最常用的万用表是一块优利德 UT33-A ,用了十多年了一直觉得很好使。在一百元以下的万用表里面它的主要优点有:小巧,自动量程,3 3/4位读数,用2节7号电池。从替下我的第一块表DT9205之后,我对它的精度没有怀疑过,不过也没有和高档仪器对比过。


去年底我买了一块新出的ZT111万用表来玩,对比时发现这两个表测量1节5号电池的电压居然有明显的差值。相差几个字可以理解,多了就有问题了。一般来说新表更可信,于是我翻出来以前买的10V电压基准,把UT33-A校准一下看看。在这个万用表的PCB背面,有两个可变电阻,调VR1就是校准电压基准用的。



意外的是,10V校准之后,测1节电池的电压两块表的读数依然相差不少,UT33-A明显读数高一些。若我调整UT33-A的VR1使测电池电压两表一致,测10V基准时UT33A的读数又偏低了。我又拿出来UT61A四位半表一起对比,三打二胜,判断还是UT33-A不准了。按照规格书上0.5%的直流精度,这只表的误差也超标了,不合格。

也不知道当初买来时候是否是这样了,已无从考证。我学习了一下万用表原理,例如 http://bbs.sxdxjp.com/thread-476362-1-1.html 这里面讲到的,普通自动表是用输入电阻分压的方式来扩展基本电压量程的。例如我这块 UT33-A, 最低量程是 400mV, 那么用 10:1 分压就可以测量 4V, 用 100:1 分压测量 40V. 因为表的输入阻抗是10M欧,推测分压网络用一个公共的10M电阻,下面各自的电阻就成了:


4V量程

1/10

1.11111M

40V量程

1/100

101.010k

400V量程

1/1000

10.0100k


PK10计划在UT33-A的PCB上找,果然发现这几个值差不多的电阻:



拆下来排在一起看是这样(拆之前我已决定要替换下它们了):


 


10M电阻是两个5M的串联得到,绿环表示精度 0.5%
1.11M电阻用在4V档,精度不知道,没有色环标。
101k电阻用在40V档,蓝色表示精度 0.25%
10k电阻用在400V档,同样精度 0.25%

如此看来我的这只UT33-A电压档误差超过 0.5% 也是不足为怪的,只要电阻误差在它们的上限(运气不那么好,或者多年后电阻本身老化)。尽管我已买了性能更好的(9999最大显示) ZT111,UT33A这么淘汰也未免可惜。作为学习也好,我决定将这些电阻“升级”一下,提升这个表的精度。

可惜除了10k,这几个电阻都是特殊阻值,高精度也不易一次买齐。退而求其次,那就用常用值的串联得到吧。从立创商城可以买到 0.1%误差 25ppm 0805的精密贴片电阻,我就买来一些备着。考虑了买得到的阻值,替换方案如下:


5M

1M+1M+1M+1M+1M

直接影响精度


1.1111M

1.1M+10k+1k+110

1k误差1%影响10ppm

取消110影响90ppm

101.01k

100k+1k+10


取消10影响100ppm

10.010k

10k+10

10误差1%影响10ppm

取消10影响0.1%


根据灵敏度分析,上面的组合中110欧和10欧电阻用普通的就可以了。UT33-A只是3 3/4位表,用0.1%电阻不筛选也够日常使用。

PK10计划今儿动工把电阻换成了贴片精密电阻。我使用了“叠罗汉”法直接搭焊:


  


 

换好之后再用10V基准校准一下电压档,再测量1节电池的电压,读数就和我的ZT111, UT61A一致了。果然找到了误差源头所在,升级成功。


关键字:万用表

编辑:muyan 引用地址:PK10计划http://www.sxdxjp.com/dygl/ic463631.html
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