multimeter design, precisieweerstanden

Beste Mensen,

Ik vraag me altijd af waarom er in een multimeter een hoge presicie weerstand zit, maar niet direct naar een opamp want deze heeft een hoog ohmige ingangsweerstand?

Of heeft het misschien te maken met de hoge spanning die er gemeten moet worden?
Want bij het meten van een hoge spanning pas ik op mijn werk ook spanningsdelers toe.

gr,
Bart

Op 13 februari 2011 20:17:27 schreef darkxceed:
Ik vraag me altijd af waarom er in een multimeter een hoge presicie weerstand zit

Meerdere, maar welke bedoel jij nu?

Hoi Henry,

wat bedoel je met welke?
Ik vraag me gewoon af waarom een weerstand of meerdere, waarom niet direct naar de opamp?

gr,

Omdat je de spanning eerst zult moeten delen. Een opamp kan niets met een ingangsspanning die buiten zijn voedingsspanning ligt; aangezien een multimeter over het algemeen gevoed wordt met een 9V batterij, krijgt die opamp waarschijnlijk een voeding van +- 4.5V of minder. Aangezien je toch hogere spanningen wilt kunnen meten, zul je die moeten delen voordat ze de opamp in kunnen.

Daarbij hebben opamps een beperkt spanningsbereik, vaak +-15V of zo, terwijl je met een multimeter spanningen tot 600V of 1000V wilt kunnen meten.

Het zijn precisieweerstanden, omdat elke afwijking in die weerstanden (en temperatuursvariaties e.d.) direct terug zou zien als een afwijking in meetwaarde.

Behalve de weerstandsdelers voor spanningsmeting zitten er vaak ook nog precisieweerstanden voor de stroombron voor weerstandsmeting, shunts voor stroommeting en (afhankelijk hoe die is opgebouwd) soms in de referentie en ADC. In een $5 DMM die bestaat uit een kwak epoxy op een PCB zullen er allicht minder zitten dan in een grote tafelmultimeter. Ook heb je voor 0.3% nauwkeurigheid minder precisieweerstanden nodig dan voor 0.003%.

Op 18 februari 2011 21:09:42 schreef alson:
Ook heb je voor 0.3% nauwkeurigheid minder precisieweerstanden nodig dan voor 0.003%.

Een multimeter met een nauwkeurigheid van 0,003%? Kun je daar een voorbeeld van noemen? Lijkt me onwaarschijnlijk nauwkeurig.

http://www.keithley.com/data?asset=6154 ?

0.0018% basic accuracy

Voor de 2002 8 1/2 digit zelfs 0.0006%

[Bericht gewijzigd door Sine op (24%)]

Op 18 februari 2011 23:44:02 schreef KlaasZ:
[...]Een multimeter met een nauwkeurigheid van 0,003%? Kun je daar een voorbeeld van noemen? Lijkt me onwaarschijnlijk nauwkeurig.

Dat is vrij standaard voor een 6.5 digit tafelmultimeter. De Agilent 34401A doet bijvoorbeeld 0.002% op 10V binnen 90 dagen na kalibratie, en 0.0035% op 10V binnen 1 jaar na kalibratie. Keithley 2000 en Fluke 8846A net zoiets. Aan de bovenkant van de markt heb je de Agilent 3458A (0.0004% binnen een jaar met de high stability optie) en Fluke 8508A (0.0003% binnen een jaar). Ook apparatuur van begin jaren tachtig haalde die 0.003% al makkelijk (bv. HP 3456A).

Niets onwaarschijnlijk aan 0.003% dus, is prima te halen met standaard off-the-shelf apparatuur. Die mensen bij bv. NIST kunnen ongetwijfeld met een veel hogere nauwkeurigheid meten (0.000004% voor 1.018V volgens hun website).

Bedankt voor de reacties.

Vermoede al dat het alleen maar te maken had met de hogere spanningen.
Heb op werk een testtool gemaakt met een keithley 2002 en pas nog een systeem tester met een Agilent 34410A(fijn ding stuur het via ethernet aan).

Wel toevallig dat jullie die noemen.

gr,

Hier wordt een meter gebruikt met 6 significante cijfers en tot in het picoamperegebied:
http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1217487#1217487

Kijk maar naar de link net onder "Hier staat het printje gemeten op stroom en spanning zoals men kan zien".

Op 19 februari 2011 00:13:04 schreef alson:
[...]
Dat is vrij standaard voor een 6.5 digit tafelmultimeter. De Agilent 34401A doet bijvoorbeeld 0.002% op 10V binnen 90 dagen na kalibratie, en 0.0035% op 10V binnen 1 jaar na kalibratie. Keithley 2000 en Fluke 8846A net zoiets. Aan de bovenkant van de markt heb je de Agilent 3458A (0.0004% binnen een jaar met de high stability optie) en Fluke 8508A (0.0003% binnen een jaar). Ook apparatuur van begin jaren tachtig haalde die 0.003% al makkelijk (bv. HP 3456A).

Niets onwaarschijnlijk aan 0.003% dus, is prima te halen met standaard off-the-shelf apparatuur. Die mensen bij bv. NIST kunnen ongetwijfeld met een veel hogere nauwkeurigheid meten (0.000004% voor 1.018V volgens hun website).

Vrij standaard? Vrij overkill moet ik zeggen. Ik denk niet dat jij in het hobbywereldje leeft. Veel studenten kopen een multimeter in de Aldi omdat ze een merk toestel veel te duur vinden.
De tafelmultimeters die jij bedoelt kosten nog eens tien keer zoveel.Ik vind 3000Eu voor een multimeter veel geld.

Dat stamt uit de gouden tijd van de service ontwerp en researchlabo's. De budgetten waren haast onbeperkt, en er zaten in elke afdeling wel enkele specificatiefreaks. Die hun tijd vulden met het bestuderen van specificaties en relame voor meetinstrumenten.
In 99% van alle gevallen is een spanning of stroommeting met 3 à 4 digits méér dan voldoende.
Het geeft geen enkele meerwaarde als een batterij 1,500002V is, of 1,500005V
Net zomin als een netspanning van 231V of 232V enig verschil uitmaakt. En dat zijn maar 3 digits.

Gelukkig voor de verzamelaars van oud schroot, komen die hyperdure instrumenten van weleer, nu stilaan voor betaalbare prijzen op de 2e handsmarkt.
Leuke gedachte dat je voor een kapitaal op de plank staan hebt, en het oogt ook heel geleerd, maar als je er meer aan hebt dan aan een
doorsnee multimeter voor ontwerp en foutzoeken betwijfel ik.
De kans bestaat eerder dat je jezelf verstrikt in nutteloze details.

Mijn ervaring is dat hele goede meettechici zelden goede reparateurs zijn.

Er is behoudens speciale gevallen, mijn inziens maar één parameter die zo nauwkeurig als mogelijk moet kunnen gemeten worden en dat is frequentie (tijd, periode).

Met bovenstaande ben ik het grotendeels eens. ;)

Ik heb met o.a. de HP3456A gewerkt en zelden die nauwkeurigheid nodig gehad.
Leve Rubidium en GPSDO klokken!

Ik doe opzettelijk een beetje neerbuigend over de schrootverzamelaars om mezelf aan te praten dat zulks verwerpelijk is en me de moed te geven om bijvoorbeeld enkele van mijn 10 oscilloscopen naar hun laatste rustplaats te brengen.:-)
En dat is typisch voor een verslaving, je wéét dat je fout zit maar kunt er niet mee ophouden omdat het genot verschaft.

Hehe, herkenbaar... ik heb een vrij fors appartement waar echt niets of niemand meer bij in past (behalve in de woonkamer), omdat overal kasten met onderdelen en zo staan.

Ik vind het zelf veel gemakkelijk om afscheid te nemen van onderdelen en apparatuur als je het aan iemand geeft die het kan gebruiken. Veel dingen ga ik zelf toch niet gebruiken (of in ieder geval niet zoveel als ik op voorraad heb), maar het is doodzonde om weg te gooien.

Op 20 februari 2011 11:49:21 schreef Frederick E. Terman:
Hier wordt een meter gebruikt met 6 significante cijfers en tot in het picoamperegebied:
http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1217487#1217487

Kijk maar naar de link net onder "Hier staat het printje gemeten op stroom en spanning zoals men kan zien".

Precies, daar zijn die zes cijfers belangrijk, hoe weet je anders hoeveel stroom door een losse draad loopt?

Op 20 februari 2011 12:13:02 schreef grotedikken:
[...]
Vrij standaard? Vrij overkill moet ik zeggen. Ik denk niet dat jij in het hobbywereldje leeft. Veel studenten kopen een multimeter in de Aldi omdat ze een merk toestel veel te duur vinden.
De tafelmultimeters die jij bedoelt kosten nog eens tien keer zoveel.Ik vind 3000Eu voor een multimeter veel geld.

Reageer je op mij of ben je gewoon stoom aan het afblazen? In dat eerste geval moet je volgens mij beter lezen, ik schreef 'Dat is vrij standaard voor een 6.5 digit tafelmultimeter'. De meeste tafelmultimeters met 6,5 cijfers, zeker die vandaag de dag verkocht worden, zitten rond de 30ppm nauwkeurigheid op de meeste gelijkspanningsbereiken.

Volgens mij schreef ik niet 'Die nauwkeurigheid is essentieel voor elke hobbyist. Ik zou geen LEDje aansluiten zonder de Vf op de µV nauwkeurig te bepalen. Om een zekering te vervangen neem ik een HP 3456A in m'n achterzak mee om te bepalen of er inderdaad 230V +/- 10.00000% staat. Als je een spanning niet op de zes significante cijfers kan meten ben je gewoon een prutser die niets van elektronica weet.', waar jij op reageerde ;).

Ik ben het met je eens dat 30ppm nauwkeurigheid heel zelden nodig is, zeker voor reparatie (recent tegenvoorbeeld: reparatie DMM :P). De resolutie kan soms nog handig zijn voor het matchen (bv. differentiële schakeling), maar ook dat is voor 99% van de hobbyprojecten niet nodig.

Mijn ervaring is dat hele goede meettechici zelden goede reparateurs zijn.

Er is ook een verschil tussen ontwerp en reparatie, voor reparatie heb je meestal minder nauwkeurigheid nodig dan voor ontwerp. Voor reparatie zou je waarschijnlijk vaak zelfs met één significant cijfer toe kunnen.

Er is behoudens speciale gevallen, mijn inziens maar één parameter die zo nauwkeurig als mogelijk moet kunnen gemeten worden en dat is frequentie (tijd, periode).

Dat is jouw excuus om een huis vol met frequentiestandaarden en frequentietellers te hebben :P? Frequentie is ook alleen zo belangrijk als je zenders bouwt, en tot op zekere hoogte klokken.

Op 20 februari 2011 15:43:38 schreef SparkyGSX:
Hehe, herkenbaar... ik heb een vrij fors appartement waar echt niets of niemand meer bij in past (behalve in de woonkamer), omdat overal kasten met onderdelen en zo staan.

Ik vind het zelf veel gemakkelijk om afscheid te nemen van onderdelen en apparatuur als je het aan iemand geeft die het kan gebruiken. Veel dingen ga ik zelf toch niet gebruiken (of in ieder geval niet zoveel als ik op voorraad heb), maar het is doodzonde om weg te gooien.

Ik wil wel even helpen ruimte maken hoor :) Half jong CO denk ik wel :) (Waartoe ik eenieder met minder dan het equivalent van 3 raaco kasten onderdelen toe reken... Gezien ikzelf hier toch ook al een tijdje zit.)

Op 20 februari 2011 12:13:02 schreef grotedikken:
Mijn ervaring is dat hele goede meettechici zelden goede reparateurs zijn.

Op 20 februari 2011 13:31:23 schreef grotedikken:
...om bijvoorbeeld enkele van mijn 10 oscilloscopen naar hun laatste rustplaats te brengen.:-)

Hela Grotedikken, 10 scopen, dus ook een meetfreak? Hoe zit het dan met de reparaties? ;-)

Een zeer hoge nauwkeurigheid is in veel gevallen idd. niet nodig, maar daar doelde Alson ook niet op denk ik. Het verhaal is beginnen rollen toen er over hoge nauwkeurigheden beginnen spreken is.
En om het schroot te noemen... ikzelf heb ook een HP34401 staan (6 1/2 digits tafelmultimeter) waar ik zeer blij mee ben. Als hij op dat tijdstip nog iets minder kost dan wat ze voor sommige 4 1/2 digits durven vragen, dan weet ik het ook wel.
Nog eentje die al wat jaren heeft: een HP8116A, een fantastische generator. Onlangs nog een Tek scoop erbij gekomen, niet super jong meer maar geweldig mooi ding. Als die apparaten het zolang redden dan is het geen schroot maar kwaliteit. Volgens mij ga je van die Aldi multimetertjes en ching chang chong Chinezerij na 20 jaar gebruik niet veel meer vinden...

- - big bang - -

10 scopen, belachelijk, wat moet je daar nu mee.
Waar je zo' n 6 digit meter voor nodig hebt ? Simpel, om met je calibratie apparatuut te kunnen spelen ;-)

Op 20 februari 2011 12:13:02 schreef grotedikken:
[...]

Je vergeet een ding. Soms is 't handig om geautomatiseerd metingen te doen. Ook nu nog zijn d'r weinig 'budget'-DMM's met RS232/USB/GPIB, en als ze d'r zijn krijg je meteen 5.5 digits of meer.

Overigens kun je voor 75 tot 200 euro best aardige koopjes doen (keithley 199, 195, solartron..) Heb je -behoudens de calibratie- vergelijkbare kwaliteit als zo'n duur labmodel.

Op 20 februari 2011 12:13:02 schreef grotedikken:
[...]
De tafelmultimeters die jij bedoelt kosten nog eens tien keer zoveel.Ik vind 3000Eu voor een multimeter veel geld.

nou nou. een 34401 kost 910 dollar... je hebt er bijna 4 voor je 3000 euro...

In 99% van alle gevallen is een spanning of stroommeting met 3 à 4 digits méér dan voldoende.

het aantal digits is 1 ding, 1 of 2 cijfers na de comma is meestal toereikend...

dit gezegd zijnde : er is een reden voor dergelijke high precision toestellen : dynamic range en range capture.

een paar dingen die niet direct voor de hand liggend zijn en waar de meesten niet bij stilstaan

- ingangsimpedantie van het toestel verandert afhankelijk van de gekozen range ( meetbereik )
- de nauwkeurigheid hangt ook af van het gekozen bereik ( op 0 -> 1 volt kan het ding 0.0001% zijn maar op 0-> 100 v kan ie maar 0.1% zijn ! heeft te maken met de resistor divider.

dit soort geintjes zorgt voor problemen als je iets gaat afstappen.
bijvoorbeeld een adc of dac karakterieseren. je wilt absoluut vermijden dat je toestel range switcht tijdens het afstappen , dit gaat je een meetfout geven.
als je DNL en INL gaat doen speelt het aantal digits weldegelijk een rol. ( maar voor een convertor met meer dan 10 bits zijn INL en DNL loze begrippen en waanzin om dat te gaan afstappen. je moet dergelijk dinge met een code density techniek doormeten. )

- die serieuze toestellen hebben echte true-rms en geen 'fake' true-rms.
- 4 draad ohms meting ...

nu is de vraag of je daar als hobbyist wat aan hebt.
ik gebruik meestal mijn fluke 175 als ik 'mobiel' ben.
eenmaal thuis laat ik dat soort handmultimeters links liggen. ik heb een 34401 en dat ding staat haast continue op.
display leest makkelijker , het ding reageert razendsnel, en het is verrekte accuraat.

Ik gebruik o.a. een Keithly 199.

- Ingangsimpedantie is inderdaad een punt.
- Nauwkeurigheid afhankelijk van bereik is ook een punt.
- Van TRMS meting ben ik bij DMM's niet onder indruk gezien de beperkingen in de bandbreedte en crestfactor.
- 4 draadsmeting is soms wel nodig.

Maar meestal voldoet mijn oude Fluke 75. ;)

@free: hoe verhouden de meters van tektronix (DMM4020, DMM4040) zich tov vergelijkbare agilent-modellen (34405A, 34401A)?

(heb hier een stel solartron 7150's staan die ik tzt wil vervangen door iets recenters -- zijn prima dingen, maar ze zijn wel langzaam qua uitlezing)

[Bericht gewijzigd door alex278 op (39%)]

geen ervaring met trektopnix meters. ik weet alleen dat ze die niet zelf maken. ze lijken verdacht op de fluke 8845 / 8846 ...

de 34401 is nog altijd de referentie als het op bench multimeters aankomt (zonder in extreme precisie te gaan zoals een 3458 .... die heeft geen gelijke. er was ooit een datek en fluke heeft nu ook iets maar de 3458 blijft de 'gold standard' waarmee zelfs de calibratoren van fluke geijkt worden.)

de nieuwe 34410 en anderen in die reeks zijn even goed zoniet beter.
dat is gekende technologie en dat werkt vlekkeloos.

leuk detail : de convertor in die toestellen is een dual slope en het analoog gedeelte en sampling cap staan op een print apart. onder controle van de cpu ijken ze de meetlus en daarnaa gaat de cp gewoon tijd meten om de cap te laden en ontladen.
alles is afgeleid van een 10 volt refrentie generator rond een temperatuur geregelde referentie diode van linear tech.

[Bericht gewijzigd door free_electron op (54%)]