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(tái)式表,價(jià)格較高,用于高精度測量。 該六位半數(shù)字電表設(shè)計(jì)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(zhǔn)——前端為Dual JFET的混合低噪聲運(yùn)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(gè)部分的制作難度都非常高,而且需要昂貴的儀器進(jìn)行調(diào)試、校準(zhǔn),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(zhǔn)——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(biāo)明的最差指標(biāo)可以計(jì)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(jìn)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(hù)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(fù)責(zé),為了避免出現(xiàn)安全問題所以沒有設(shè)置危險(xiǎn)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(gè)系統(tǒng)每個(gè)部分都要有很高的長期穩(wěn)定性,基準(zhǔn)要用深埋齊納基準(zhǔn),分壓電阻要用精密電阻網(wǎng)絡(luò)等等,成本會(huì)顯著提高,相對而言購買或制作標(biāo)定好的基準(zhǔn)(LYMEX有售)要便宜的多,而且在進(jìn)行對比測量時(shí)可以將整體的精度提高到接近外部基準(zhǔn)的水平。
- 放棄交流測量:由于沒有設(shè)計(jì)交流測量系統(tǒng)的條件,所以沒有做。
- 采用手持設(shè)備架構(gòu):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(xué)習(xí)STM32,所以就做成手持設(shè)備了.
總的講設(shè)計(jì)要素的優(yōu)先關(guān)系如下 低成本〉小巧〉低功耗〉高性能。
實(shí)物截圖:
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