Je mooiste meetapparatuur. Deel 4

Ik heb enkele jaren terug wat kritiek te horen gekregen op de resolutie van mijn µC-gestuurde labvoeding. 16 bits gaven een resolutie van 0.5mV, en zoiets kon nooit stabiel blijven. En dan was er nog de onnauwkeurigheid van de R2R-ladder...

Terechte kritiek, uiteraard. Maar toch niet helemaal.
Enigzins aangestoken door Fred's calibratie-virus, heb ik wat software ontwikkeld die zowel met m'n Fluke 8845 als met m'n labvoeding communiceert, en de laatste bijstuurt als de eerste zegt dat de uitgangsspanning niet helemaal juist is.
Het resultaat ziet er zo uit:

-       09.989V 10.001284
-       09.989V 10.000576
-       14.999V 15.00458
+       15.000V 14.99946
-       15.999V 16.00108
-       15.999V 16.00207
-       15.998V 16.00172
-       15.998V 16.00123
-       15.997V 16.00079
-       14.999V 15.00179
+       15.000V 14.99949
-       14.999V 15.00051

Hier ga ik van 10.0V naar 15.0V, naar 16V, en terug naar 15V
De eerste kolom geeft aan wat de voeding doet + of - 0.5mV
De tweede kolom is de ingestelde spanning.
De derde kolom is de werkelijke spanning volgens de Fluke.

Een echt nuttig gebruik van deze opstelling heb ik eigenlijk niet. Maar een mens moet toch iets doen tussen het fietsen door, niet?

Oh, ja, kijk eens naar de resolutie bovenaan het lijstje. Da's geen 6.5 digits, maar 7.5
Bij 11V geeft hij ook 7.5 digits, maar bij 12V niet meer. Dat moet ik eens onderzoeken...

Op 23 mei 2011 22:17:51 schreef pros:
Oh, ja, kijk eens naar de resolutie bovenaan het lijstje. Da's geen 6.5 digits, maar 7.5

aantal digits is onveranderd... er is ene leading zero bijgekomen vanvoor omdat de meter naar 100 volt range gegaan is.

en kom niet af met : jamaar de meter schrijf 09 hij zou dan 015.xxx moeten schrijven. ook dat klopt niet. de formatter van de meter is gemaakt om een 2.xxxxx of 3.xxxx format mee te delen.

Het gaat niet om 09.989V, dat is het getal dat de labvoeding doorgeeft.
Het gaat om 10.001284, en daar tel ik toch wel 8 cijfers.

Op 24 mei 2011 06:48:20 schreef pros:
Het gaat niet om 09.989V, dat is het getal dat de labvoeding doorgeeft.
Het gaat om 10.001284, en daar tel ik toch wel 8 cijfers.

zal toch met range omschakeling te maken hebben

zet dat toestel eens in manual range

bon, naar aanleiding van een eerdere discussie in dit topic, heb ik zo een fluke 8846a op demo staan deze week. Als volwaardig electronentemmer was dus de eerste opdracht : schroevendraaier erin ! papier is veeeeel te gewillig, alleen wat er op de printplaat zit liegt niet , en ze durven u vanalles wijsmaken tegenwoordig

1) wat zit erin ?

Een charge balancing ADC opgebouwd rond een tros AD8510 opamps.
een aantal precisie keramische gelaserde weerstandsladders ( mooie constructie : een alox substraat met daarop de weerstandladder opgedampt en dan afgedekt en hermetisch ingesloten achter een glasplaat. de alox zorgt voor een goede thermische spreiding en door het glas kan je mooi laseren. een tros dg444 en max329 schakelen om. een 6 tal zilver mica condensatoren vormen de charge balancing en nulling caps.
Er wordt een ad637 gebruikt voor de true-rms omzettig en een lm399 thermische zener verzorgt de 10 volt referentie in het ganse systeem.

Er zitten twee altera cyclones in , elk met eigen sram en bootrom. Beide hebben zo te zien een nios processor aan boord die een embedded linux loopt ( of toch iets wat gpl en lgpl code loopt ). Het kreng heeft een vervelend lange boottijd !

Bij eerste poweron duurt het maar liefst 19 seconden gedurende dewelke je naar het fluke logo en 'loading' zit te staren op het display. De power knop is eerder een 'standby' toets. Als je echt power down doet heb je weer boottijd aan je broek. SCHANDALIG ! Vooral voor een merk gelijk fluke. Hadden ze nu nog de steady-state van het systeem geflasht ipv telkens te moeten booten vanaf nul.

De communicatie tussen floating en earth reference logica gebeurt via twee optische barriers gemaakt met twee fotodiodes en twee ir leds. Geneens twee deftige optocouplers. probleem is waarschijnlijk de hoge isolation barrier die je alleen kan halen door de meer dan 15 mm kruipweg. dat overbruggen is niet te doen met een dil package ( of je moet zo een oude cny39 hebben maar die zijn waarschijnlijk veeeeeel te traag )

In het earth referenced systeem is de gpib en lan controller mee geintegreerd in de altera ( zijn 256 'ballige' bga's ) alleen een isp1161 wordt gebruikt voor de usb host naar de memory stick toe waarvoor een connector op het front zit.
Een ganse tros lm317 ( jaja , er zit GENEEN fixed regelaar in. tzijn ALEMAAL LM317's op drie lm337 na ) zorgen voor +5 +3.3 +15 en +20 alsook de 1.5 voor de fpga's de lm337 maken -5 -15 en -20 a. Een schakelende voeding rond een siliconix ding maat +40 volt voor de vfd die vooraan zit.

Vermoedelijk loopt alleen de earth reference FPGA een linux variant en zit in het meetgedeelte een vaste firmware. De FPGA in het meetgedeelte is een kleinere ( minder gates ) uitvoering en loopt ook veel trager (alhoewel dat moeilijk te beoordelen is wegens de interne plls's. de master clock is in ieder geval trager en hij draait ook koeler

de PCB layout is om van te likkebaarden. er wordt kwistig gesprinkeld met sterpunten en zowat elke knoop rond de divider ladders en reference ladders is geschield via guarding lussen.

de interface digitaal analoog loopt allemaal via r/c filters en de boel draait op een transfo die verschillende shields heeft, niet alleen tussen mains en LV maar ook tussen de analoge en digitale rails.

een pcf8563 maakt de RTC op een 32Khz crystal en een 25Cxxx heeft de FPGA firmware aan boord. een grote flash van spansion heeft het OS aan boord in de earth referenced logic ( de floating logic heeft geen flash wat me doet vermoeden dat dat geen os loopt ) de ram in de floating logic is ook te klein en wordt waarchijnlijk alleen gebruikt voor uitmiddeling.

een apart circuit trekt een hulpspanningkje uit de transfo en maakt via een lm393 een nuldetector direct op de binnekomende spanning. de uitgang daarvan drijft een optocoupler die zo een 50 of 60 hz blokgolf doorgeeft aan de fpga. kwestie van NPLC te gaan meten.

genoeg geblaat ! Foto's !

Een sfeerbeeldje na 5 minuten sloopwerk

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845volledig.jpg

de ingangs-scaler. merk de guarding loops rond de poten van de hybride op. de max329 schakelt meetbereik om :

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845scaler.jpg

De referentie diode lm399 met haar stroombron en een referentieladder
http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845referntie.jpg

de true-rms omzetter en zijn condensatoren ( die witte platliggende dingen zijn zilver-mica condensatoren in smd. uiterst stabiele dingen )

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845truerms.jpg

een deel van die condesatoren is de charge balancing adc . een ad8510 en een paar lf356 doen daar het werk in combinatie met de dg444 analoge muxen.

de floating logica

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845floating.jpg

de earth referenced logica

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845groundlogic.jpg

nog een guarding sfeerbeelden
http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845nogguarding.jpg

een close up van de alox weerstand ladders

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845ladders.jpg

en de zo gehaatte wachttijd tijdens powerup. [mompel mode] @#$% loonix @!#$ + %$^ programmeurs $#@% [/mompel mode]

http://www.uploadarchief.net/files/download/fluke8845loadin.jpg

morgen ga ik hem elektrisch eens aan de tand voelen. ik heb al met wat menutjs gespeeld maar nog niet veel gevonden.
je kan wat histogrammekes plotten en wat 'binning doen' maar ik heb nog niks gevonden over filters , nplc , averaging en andere toestanden.

Het ding is ook traag. de display reageert stroperig en refresht niet snel.
zelfs als je het toestel in 3 1/2 digit mode zet toont het amper 2 a 3 resultaten per seconde. een hp34401 is niet te houden dan op zijn display.

en het ding heeft een reset knop.... slik.. een multimeter met een resetknop... ergens rommelt het in mijn buik als ik dat zie...

en wat die knoopcel daar doet ben ik ook nog niet achter... ik zie niet direct ergens een eeprommetje, misschien om instellingen te bewaren.

_{Mod-edit: De foto's ivm de grootte, ter ontlasting van uploadarchief.net en de belachelijke limiet in .be omgezet naar links.}

[Bericht gewijzigd door Henry S. op woensdag 25 mei 2011 18:14:08 (9%)

morgen ga ik hem elektrisch eens aan de tand voelen. ik heb al met wat menutjs gespeeld maar nog niet veel gevonden.
je kan wat histogrammekes plotten en wat 'binning doen' maar ik heb nog niks gevonden over filters , nplc , averaging en andere toestanden.

Het ding is ook traag. de display reageert stroperig en refresht niet snel.
zelfs als je het toestel in 3 1/2 digit mode zet toont het amper 2 a 3 resultaten per seconde. een hp34401 is niet te houden dan op zijn display.

en het ding heeft een reset knop.... slik.. een multimeter met een resetknop... ergens rommelt het in mijn buik als ik dat zie...

en wat die knoopcel daar doet ben ik ook nog niet achter... ik zie niet direct ergens een eeprommetje, misschien om instellingen te bewaren.

Pros, zou hij 7,5 digits op zijn uitgang zijn ? Dat maakt het interessant om aan standaardcellen te meten.

Mooi verhaal Free. Ben benieuwd naar je bevindingen. Ik twijfel nog teeds tussen Agilent 34410 en deze Fluke. De Agilent heeft de reputatie, tenminste zijn voorganger, maar de Fluke heeft betere specs en meer mogelijkheden. Zo heeft de Fluke een instelbare doorpieper van 0-1000 ohm en piept de Agilent pas van af 10 ohm. Ook de diodestand is daar erg primitief, max min 0,3 en max 1,2V. Mijn Agilent handmultimeter gaat al een stuk hoger en sommige schottkey kun je dus niet eens testen. die functies zijn voor mij belangrijk. De Fluke kan tot 10 V als ik het goed begrijp. Handig voor zeners en leds.
Ook meet math functies en grafische mogelijkheden.
De agilent heeft wel 10x meer meetgeheugen. Maar dat is voor mij niet belangrijk.
De fluke heeft bijna de helf minder input bias dan de Agilent. Deze laatste heeft wel een betere crestfactor. 10:1 tov 5:1 en veel betere specs qua weerstand meting. De Fluke loopt wel door tot 1 Gohm, van agilent heb ik het niet gevonden.
De Fluke heeft een veel lager burden voltage. En vreemd genoeg heeft de Agilent een vrij beperkt capaciteit meetbereik tov de handmultimeter en Fluke maar wel een hogere precisie. De Agilent lijkt een stuk sneller.

Dit is zijn voorganger. Ik heb hem hier voor reparatie. Op de ohms converter na lijkt hij weer te werken. Die laatste is waarschijnlijk definitief dood. Zit vol speciaal gecompenseerd en gematched spul waar zo te zien door de vorige gebruiker al het nodige van is vervangen. Maar verder lijkt nu alles weer te werken
http://www.pa4tim.nl/?p=2389 voor meer foto's en reparatieverslag

Mooi verslagje weer fred!

@free: de ene guardingring lijkt om de volgende heen te zitten. Ook zie ik wat sporen op die print in het niets eindigen. Kun je eens wat uitleggen hierover?

Dat zelfde kwam ik in deze Fluke ook tegen, maar ook bv in een oude philips uV meter. Daar gaat dat nog verder. Daar zitten hele rasters

Wat de resolutie betreft:
Als je met het ding communiceert krijg je sowieso 7 digits ipv. 6.5 (bv. 9.500695)
Tussen 1.0 en 1.9999999 en tussen 10.0 en 19.999999 komt er een cijfer bij (bv. 11.501085). Bij 100.0 ... 199.99999 is dat waarschijnlijk ook zo, maar dat is wat veel voor mijn labvoeding.

zal toch met range omschakeling te maken hebben

Dat kan best.
Als ik van 11.5V naar 12V ga, valt hij terug op 7 cijfers.
Ga ik dan terug naar 11.5V, dan blijft dat zo.
Ga ik vervolgens naar 9.5V, en terug naar 11.5V, dan zit ik weer op 8 cijfers.

Op 24 mei 2011 07:20:06 schreef free_electron:
bon, naar aanleiding van een eerdere discussie in dit topic, heb ik zo een fluke 8846a op demo staan deze week. Als volwaardig electronentemmer was dus de eerste opdracht : schroevendraaier erin

Hey leuk, ik heb al een tijdje een 8842A, $250 tweedehands met GPIB. Maar heb hem nog niet blootgelegd. Nu moet ik hem eens ontjassen en naast jouw foto's leggen.

@free
Goed gedaan.
Alleen is de AD637 TRMS omzetter kwa ontwerp niet wat oud en beperkt?

@Fred
Netjes!

http://www.pa4tim.nl/?p=2411
Nu ook klaar, op afstoffen en elco's formeren na niets aan hoeve3n doen. Mijn meest wazige apparaat. Ik ga kijken of hij als RF verzwakker inzetbaar is en verder is hij blijkbaar prima geschikt als externe modulator voor gewone generators. Zat bij de hele calibratie installatie. Een mede CO-er heeft nog twee extra modulator modules voor me geregeld.

Het is een exotisch geval waar niet veel over te vinden is. Die modules alleen al wegen 2,5 kilo. Het werd in de luchtvaart gebruikt om DME's te testen.

Edit zo vreemd is hij achteraf niet. Ik heb nu de module uitgebouwd en extern gezet. Nu kan ik hem met draaiknop achterop als regelbare verzwakker gebruiken. Werkt erg mooi maar met de module aangesloten en gemoduleerd blijkt hij dit : http://www.pa4tim.nl/?p=2068 te doen. Het zelfde als een apparaatje wat ik een tijdje terug gebouwd heb.

Rene: dank je, vooral voor de geestelijke bijstand

[Bericht gewijzigd door fred101 op dinsdag 24 mei 2011 22:47:26 (20%)

Ben nog steeds tevreden met m'n PM2527. Is vrij nauwkeurig, ook op Ohmbereik. (Veel meters die ik heb laten vooral op de lagere Ohmbereiken toch wel een steekje vallen). Hier een 0.33 Ohm weerstand:

Op 24 mei 2011 13:13:50 schreef Bert_mc:
[...]

Hey leuk, ik heb al een tijdje een 8842A, $250 tweedehands met GPIB. Maar heb hem nog niet blootgelegd. Nu moet ik hem eens ontjassen en naast jouw foto's leggen.

Nu we toch bezig zijn:
-> binnenwerk van mijn Fluke 8840a (1 stapje terug tov de 8842a):

Onderaan zit hoofd-pcb met spanningsreferentie en meetcircuit. Hierboven zitten 2 optionele pcb's, 1 voor de RMS->DC converter en 1 voor de GPIB interface.

Foto van de referentie (SZA263 zener)

In de service-manual kan je verder het volledige schema van deze multimeter terugvinden, incl. een uitgebreide beschrijving ervan.

-> Keithley 2000 binnenwerk:

Meetcircuit (excl rms converter, die zit onder de heatsink):

Referentie is opnieuw LM399, TRMS converter is weer een AD637JR.
Mooi voordeel van te Keitley is dat je er een multiplexer kaart in kan monteren. Hij zit dus een beetje tussen de 34970a en de 34401a in.
Wel jammer dat er geen schema's meer van te vinden zijn. De repair-manual bevat enkel nog een vaag blokdiagram, dus als iemand nog schema's hiervan heeft (=op componentniveau) dan hou ik me aanbevolen.

Verder nog een mooie vergelijking:

Beide multimeters zijn al >>5j niet meer gecalibreerd...

Keithly heeft een mooie nanovolt meter. Dat zou ik nog liever hebben maar ik kan niet eens vinden wat die kost of een dealer die het heeft. Alleen wat Dollar prijzen bij van die used test spul mannen maar die vragen meer voor een antieke HP vna als dat het ding ooit nieuw gekost heeft. Nanovoltmeters zijn niet dik gezaaid. Mischien toch maar een chopper voorzet versterker maken of de uitgang van een van mijn analoge electrometers digitaliseren.

Leuk al die bloot-foto's

D'r staat een keithley 181 voor $300 resp. $550 op ebay. Kwaliteit van die eerste is een beetje dubieus.

Heeft er ook al twee keer eentje van opgestaan die niet is verkocht (niet zo mooi en met 2 gaatjes in het front), die minimaal $99 moest opbrengen. Je zou die aanbieder kunnen mailen of hij hem nog heeft.

Die Keithley's blijven me verbazen :

Bij eentje al het elco spul in de voeding vervangen daar stond een gruwel van een rimpel op.

@jochem: in welke staat? Als-ie ongetest is ('powers up, not tested any further') dan is dat ebay-speak voor '..en als je er daarna iets mee wilt doen dan lukt dat niet omdat de aan-en-uit schakelaar het enige is wat werkt'.

Heh, het heeft een nieuw, peperdure meter gekregen en t eerste wat er gebeurt is eens onder de motorkap kijken:P (en weg garantie neem ik aan).

@free: Ik ben benieuwd wat de uitslag van je testen zijn, maar 2 a 3 updates per seconde is toch wel erg traag bij 3.5 digit, maar mogelijk kan averaging nog uit?

@sine, altijd leuk om dat soort spul te repareren, deed je het voor de baas of voor jezelf?

@alex278: dat was inderdaad de staat. Maar fred deinst doorgaans niet terug voor een reparatie, en 99 dollar blijft in euro's vrijwel niets van over. Dan is het te overwegen.

@MAH

Voor me zelf uiteraard, voor een prikje @ebay kunnen kopen en van twee defecte 1 goede kunnen maken.

De andere meet soms perfect ( zoals je ziet ) en af en toe heeft hij wat vreemde dingen, de self test meld dan ook ADC failure dus daar moet ik nog eens in spitten.

Op 25 mei 2011 10:38:37 schreef MAH:
@free: Ik ben benieuwd wat de uitslag van je testen zijn, maar 2 a 3 updates per seconde is toch wel erg traag bij 3.5 digit, maar mogelijk kan averaging nog uit?

Intern wordt er op bijvoorbeeld de 5 digit mode, 50x per sec (1 PowerLineCycle=PLC) (in de VS 60x sec) gemeten. Zie onderstaande tabel.

• 4 DIGIT .02 PLC
• 5 DIGIT .2 PLC
• 5 DIGIT 1 PLC
• 6 DIGIT 10 PLC
• 6 DIGIT 100 PLC

Dat de screen refresh slechts 3 frames per seconde is, komt de leesbaarheid ten goede anders kan je de laatste digits niet zien.

Sine, Kwijl, dat zijn mooie apparaten.

99 euro is niet veel maar daar schiet ik weinig mee op. Hij moet gerepareerd worden en daarna gecalibreerd. Als ik mijn guildlines laat calibreren ben ik bijna net zoveel kwijt als voor een gecalibreerde 8846 of 34410. En die meter kan verder nog gebruiken. Die cellen verlopen zo weinig dat ik dan de komende tig jaar de meter daar weer mee gelijk kan zetten. Koop ik een reparatie object dan weet ik nog steeds niets. Wat niet wil zeggen dat ik zo'n ding niet laat liggen als ik er tegen aan zou lopen (buiten ebay om)

Maar 6,5 digit is eigenlijk te weinig (functioneel is het 5,5, de laatste is alleen een indicatie) maar je kunt ook te hoge eisen stellen Mijn 332 calibrator is erg stabiel en in goede staat. Iedere keer als ik hem nu vergeleken heb met de guildline is de afwijking gelijk. Deze moet gecalibreerd worden door zijn referentie op 15 Volt precies te zetten te zetten. De rest gebeurd (en is al gebeurd) door nul/differentiaal metingen.