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全球首发,哈哈。富贵3146A(健伍DL2050、安捷伦3402A)万用表拆解(慢慢补充完善)

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发表于 2014-12-30 17:04:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 3458A 于 2015-1-1 23:19 编辑

富贵3146A(健伍DL2050、安捷伦3402A)万用表拆解(慢慢补充完善)


  富贵3146A(健伍DL2050、安捷伦3402A)五位半双显万用表,速度有三档:

  单显模式下:

  S慢速五位半显示120000字、约2.1读数/s;

  M中速四位半40000字、约5.3读数/s;

  F快速三位半4000字、约21读数/s。


  双显模式下:

  ACV+DCV: 慢速0.7读数/s,中速 1.0读数/s,快速1.6读数/s

  ACI+DCI: 慢速0.5读数/s,中速 0.7读数/s,快速0.8读数/s


  四线电阻测量速度为:慢速0.7读数/s,中速 0.8读数/s,快速0.9读数/s。

  3146A采用的是原日立公司现萨瑞电子(http://cn.renesas.com)的H8/3847 系列的6473847H微处理器(ZTAT(Zero Turn Around Time),是可在板上程序写入/重写的版本,直接支持RS232通讯),具有60K的ROM和2K的RAM。

  如果有朋友会玩单片机的,读出ROM中的程序进行反汇编,把程序修改完善后再次写入,一定找我一起研究。

  电压基准是MAX6225(2.5V)

  AD转换为5512-BS (16位和20位, 8引脚Σ-Δ型ADC  非线性错误约5ppm),在时钟为32.768KHZ时转换速度为53.5次/s,输出20bit补码。5V供电,2.5V基准电压为参考输入。正输出端接输入电压,负输入端接COM端(COM实际电位为机器内2.5V,由LT072双运放之一接2.5V基准电压跟随产生)

  在S模式(五位半模式)下,350ms采集20个数据进行计算,间隔120ms,故显示速率为1000/(350+120)=2.1次/s。

  在M模式(四位半模式)下,连续不断的采取数据间隔约18.8ms。最后结果是10个数据平均显示一个读数 1000/(18.8*10)=5.3次/s

  在F模式(三位半模式)下,每47ms采样数据2次,两次采样分别间隔2.5ms和11.2ms交替进行,2个数据计算后显示,显示速率1000/47=21次/s。  

  特别需要说明的是,四线电阻测量不是双显为何速度比其他的慢,因为ADC是单端输入(+极输入,-极固定接COM)四线电阻采用的是分别测试元件两端的电压后进行减法运算的方式进行测量的,故速度约慢一倍。

  该机器的交流通道是经由运放分压、放大、至AD637进行RMS-DC转换后切换开关接至主运放后进行AD转换。

  直流通道直接经由分压或放大切换开关至主运放后进行AD转换。

  双显是对输入的直流电压与交流RMS-DC转换后的直流电压快速切换测量来“同时”获得两种结果进行显示。

  所有的电子开关均由主控微处理器直接输出控制。

  继电器采用的是两刀双掷双线圈磁保持继电器。

  保存校准数据的是93C66 4Kbit EEPROM 十万次的循环,200年的保存时间,大家可以随便校准,哈哈。该机器使用的是B型号:256*16bit 

  有两位坛友曾经保存过该机的校准数据。http://bbs.38hot.net/forum.php?m ... 50745&extra=&page=1    http://bbs.38hot.net/forum.php?mod=viewthread&tid=55339&page=2


  下面是校准数据的格式,有条件的朋友可以直接对相应的存储进行改写而达到间接校准的目的。

  存储单元是双字节(16位)总共256个存储单元,已经明确的各功能档位的是0-197共198个存储单元。其他存储数据尚不明确,欢迎朋友补充。

  一个档位3个双字节,第一个双字节为校零数据,后两双字节的数据是满度的数据。如:0-5字节为直流120mV档的校准数据 C4 FF 06 00 34 36 整理为双字节是 FFC4  0006  3634 二进制为1111111111000100 0000000000000110 00110110 00110100

  则零点校准数据为0XFFC4(-60个字) 满度校准数据为0X00063634(407092字)。该机120000满度的校准值为100000,40000满度的校准值为36000,~750V 校准值750V。300M档没试过,尚不明确。F快速档和M中速档是同一个校准数据。

  使用过程中遇到该机(不知道是不是通病)交流档(交流电压、交流电流,含S模式和M模式)的零点校准出现很怪异的现象,零点按校准后,出现零点1333X或者43XX的数值,而非0值,并且使用相对测量功能时会比正常值小1333X或者43XX。尚未发现是故障原因还是软件原因。如果是通病,朋友们在交流档零点还过得去的情况下不要去校,不想校的千万别按LOCAL校交流的零点。如果朋友没有发现这个现象,也许是个案。


  3146A的校准方法:
1、用细棒捅一下显示屏右侧的小孔中的CAL开关,打开校准模式;
2、短接万用表输入端,四线电阻需要四线短路器,按LOCAL键对零点进行校准,切换S模式和M模式分别对各档进行零点校准;
3、接上相应的校准值的源(120000满度的校准值为100000,40000满度的校准值为36000,~750V 校准值750V。300M档没试过,尚不明确。)按REL键进行满度校准。切换S模式和M模式分别对各档进行满度校准;
4、再捅一下显示屏右侧的小孔中的CAL开关,关闭校准模式,完成校准。




速度    功能    档位    存储单元(三个双字节)        
S    直流V    120mV    0    1    2
S    直流V    1.2V    3    4    5
S    直流V    12V    6    7    8
S    直流V    120V    9    10    11
S    直流V    1000V    12    13    14
                    
S    交流V    120mV    15    16    17
S    交流V    1.2V    18    19    20
S    交流V    12V    21    22    23
S    交流V    120V    24    25    26
S    交流V    750V    27    28    29

S    2W电阻    120    30    31    32
S    2W电阻    1.2K    33    34    35
S    2W电阻    12K    36    37    38
S    2W电阻    120K    39    40    41
S    2W电阻    1.2M    42    43    44
S    2W电阻    12M    45    46    47
S    2W电阻    120M    48    49    50

S    4W电阻    120    51    52    53
S    4W电阻    1.2K    54    55    56
S    4W电阻    12K    57    58    59
S    4W电阻    120K    60    61    62
S    4W电阻    1.2M    63    64    65
S    4W电阻    12M    66    67    68
S    4W电阻    120M    69    70    71

S    直流I    12mA    72    73    74
S    直流I    120mA    75    76    77
S    直流I    1.2A    78    79    80
S    直流I    12A    81    82    83
                    
S    交流I    12mA    84    85    86
S    交流I    120mA    87    88    89
S    交流I    1.2A    90    91    92
S    交流I    12A    93    94    95

S    二极管/通断        96    97    98
S    HZ         无        

                    
M    直流    400mV    99    100    101
M    直流    4V    102    103    104
M    直流    40V    105    106    107
M    直流    400V    108    109    110
M    直流    750V    111    112    113

M    交流    400mV    114    115    116
M    交流    4V    117    118    119
M    交流    40V    120    121    122
M    交流    400V    123    124    125
M    交流    750V    126    127    128

M    2W电阻    400    129    130    131
M    2W电阻    4K    132    133    134
M    2W电阻    40K    135    136    137
M    2W电阻    400K    138    139    140
M    2W电阻    4M    141    142    143
M    2W电阻    40M    144    145    146
M    2W电阻    300M    147    148    149

M    4W电阻    400    150    151    152
M    4W电阻    4K    153    154    155
M    4W电阻    40K    156    157    158
M    4W电阻    400K    159    160    161
M    4W电阻    4M    162    163    164
M    4W电阻    40M    165    166    167
M    4W电阻    300M    168    169    170

M    直流I    40mA    171    172    173
M    直流I    120mA    174    175    176
M    直流I    1.2A    177    178    179
M    直流I    12A    180    181    182

M    交流I    40mA    183    184    185
M    交流I    120mA    186    187    188
M    交流I    1.2A    189    190    191
M    交流I    12A    192    193    194

M    二极管/通断        195    196    197
M    HZ         无        


F档同M档。



补充内容 (2016-2-26 18:54):
原理图上传在63楼,http://bbs.38hot.net/forum.php?m ... 9&fromuid=39481

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很好,支持!: 5 有用,谢谢你!: 5
很好!!  发表于 2014-12-30 21:00
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 楼主| 发表于 2014-12-30 17:04:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 3458A 于 2014-12-30 21:25 编辑

  仔细检查该机后,发现有两处电容设计时就有误:

  一是位于最大的排线左上角的大电容C55(16V 100u,该电容为模拟5V供电的第一级滤波)实际上未在工作状态,因为-极应该接在0V位置却没接上,该电容位置的底部有从背面连接到正面的过孔但没接到负极,虽然没焊开电容查看具体情况,但过孔和电容焊点近在1mm却没连上,两台机器都如此,不明何故,应该是电路板设计时的错误没检查到。

  二是位于大排线和7805右边的C45(16V 100u)该电容为18.5V的第一极滤波电容,但耐压值却只有16V,长期使用必定出问题。

  至于之前有朋友看到电源板上电容+字标在负极是印刷的错误,该电容为-1.9V滤波,负极接-1.9V 正极接0V没有错误。查看一台发现只是印字错了,再检查了另一台机器发现这个电容是接反了。看来版本不同的确有这个情况。

18.5V的电压用16V耐压的电容.jpg

未工作的电容,负极悬空.jpg

过孔和焊盘.jpg

电源板印字错误电容正确错误.jpg

电源板印字错误电容安装错误.jpg





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 楼主| 发表于 2014-12-30 17:04:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 3458A 于 2014-12-30 21:30 编辑


  描图预览:

3146A上色 600.png
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 楼主| 发表于 2014-12-30 17:04:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 3458A 于 2014-12-30 21:35 编辑


  原理图预览:

原理图预览.jpg


补充内容 (2016-2-26 12:06):
清晰版本在63楼。http://bbs.38hot.net/forum.php?m ... p;extra=#pid1938049
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 楼主| 发表于 2014-12-30 17:05:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 3458A 于 2015-1-2 23:34 编辑

  3146A的电阻档恒流源由U7(op177)以及外围电路产生。R30、R64、R29、R28分压U22(2.5V基准)至U7负输入端,产生相对输出端的1V,0.5V 0.1V电压,这三种电压搭配排阻中的1K,10,101K,1.1111M和R22 10M以及他们的组合(1.111M并10M)产生各种电流供测试之用。
  组合如下:
S模式2W4W电阻:        
S    120    0.5V/1K=0.5mA
S    1.2K    0.5V/1K=0.5mA
S    12K    1V/10K=100uA
S    120K    1V/101K=10uA
S    1.2M    1V/1.1M=0.9uA
S    12M    1V/10M=100nA
S    120M    0.1V/10M=10nA
        
M和F模式2W4W电阻:        
M    400    0.5V/1K=0.5mA
M    4K    1V/10K=100uA
M    40K    0.5V/10K=50uA
M    400K    0.5V/101K=5uA
M    4M    0.5V/(1.111M并10M)=500nA
M    40M    0.5V/10M=50nA
M    300M    0.1V/10M=10nA

  从上述组合中可以看出,M模式的4M档是由排阻中的1.111M和R22 10M并联而成得到1M的电阻值,产生更加精确的500nA电流,而S模式中的1.2M档却只用1.111M来产生0.9uA的电流,与手册上标注的1uA测试电流相差不小。

  其实S模式的120-1.2M和M模式的400-400K各档的采样电阻阻值都非整数,而是1.001K,10.01K 101.01K 1.1111M,故产生的电流亦非整数值,特别是1.2M档相差10%。虽然非整数的电流值并不影响测试精度,因为3146A的校准范围是非常宽的,从运放的反馈电阻的比值相差很大就可以看得出来,但是整数的电流值使用起来会很方便,可以当标准电流源来使用。其实厂家本来是可以象M模式的4M档一样,将R22 10M 都与上述电阻并联而达到精确数值的效果,也只是程序上的改动即可,但却只用一个档位(M模式4M档),其他档并未并联。不知其他版本情况如何。

电阻档恒流源分析.PNG


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建议加精  发表于 2015-1-29 07:49
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 楼主| 发表于 2014-12-30 17:05:28 | 显示全部楼层
占位5。。。。。。
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 楼主| 发表于 2014-12-30 17:41:42 | 显示全部楼层
占位结束。。。。。。。
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发表于 2014-12-30 18:30:46 | 显示全部楼层
楼主做的真仔细,顶一个。
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发表于 2014-12-30 18:52:38 | 显示全部楼层
好像快要赶上直播了的样子,啤酒花生,好位招租。
暂且从一楼的内容看,楼主有料

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有一台3146A,没折腾,炮灰表正常使用中:)  发表于 2014-12-30 19:12
哈哈,哪有什么料呀,玩了这么多天,就是把校准数据位置摸出来了。  发表于 2014-12-30 19:02
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发表于 2014-12-30 19:29:45 | 显示全部楼层
好贴,研究的透彻。
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