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hldiy 发表于 2012-9-9 10:06:22

8位半万用表 ADVANTEST  R6581D  改造篇

今年年初，终于到手属于自己的第一款8位半万用表，ADVANTEST   R6581D









把玩了半年之后，发现些不尽人意的地方。

1、，6581居然没有接线柱，而是只用了香蕉插座。这是完全不能满足低热连接的。这种插头也让6581的测试重复性大打折扣；
2、短稳一般，温飘不小；
3、发现在做完一次incall或者extcall之后的几分钟之内，会有将近1ppm的缓慢下降，然后才进入稳定期。疑似输入切换电路继电器非低热导致的；
4、显示不能关闭。

综上，决定开刀手术

第一个改造就是接线柱。

选材上，使用了爱德万的拆机接线柱，同厂家的东西，使得安装难度变低了很多


上面这张图，是从面板内向外看的。如图，可以看出爱德万自己的接线柱和面板完美配合。
但是，接线柱和安装接线柱的铝盒之间有一定的空间，而且拆掉原来的接线组之后，铝盒上留下了大洞，不足以固定新的接线柱了。
所以找了块塑料板垫高，fluke8505拆机的。





安装后的样子。
接线柱用了四只低热的，另外电流接线柱还是普通接线组，暂时没有材料更换了。将来有机会电流接线柱要换掉。
大家完全没有必要担心塑料板对接线柱阻抗产生影响，爱德万接线柱内心和外壳本就不是相通的。

内部链接线处理，用了纯铜耳插





上陶瓷垫片，拧上螺丝，接线柱改造就此完工。



第二个改造的就是基准板。老大也分析过，6581的基准板是ltz1000ch。


改造比较简单。


补上了电源退偶电容，将两个70k电阻换成了vishay的金属箔。
拆掉了100k的启动电阻。输出位置并联了一个0.47的wima电容，用以稳定和提高7v输出的抗干扰性。
具体可参看《LTZ1000温补实验》一文中的图纸。
好在基准板pcb上有电源退偶电容和输出电容的位置，只是没有安装；70k电阻位置，原有焊盘间距就是200mil的，也能直接焊接上vishay电阻。

另外分析了一下6581基准部分的电路，如下图




基准板输出7v Vref电压，分成两组。 一组经基准板下面的AD707和一个蓝色孪生电阻升压为16v左右的电压，供给整机使用。此电压再经下方运放变换为-10v，
最上方的排阻将ref电压分成-10v、-1v、-0.1v供给AD。
另一组7v Vref直接到电阻模块U001.用于incall和extcall、
从这个原理上可以看出，整机测试时使用的基准电压都是第一个运放升压来的16v Ref电压,，所以在这个升压电阻上完全可以串联铜阻进行温飘补偿。补偿之后不影响incall和extcall




另一个版本的基准板，运放完全在基准板下方，孪生电阻却整个暴漏了出来。补偿可操作性更高


第三个改造是输入的切换电路




K001是前后面板切换，一般情况下，我不是用背面，所以这个继电器更换的需要不大。
K006是断开输入专用的，在incall时是要断开的，就是这个继电器不低热导致做完incall之后测试值会有一小段时间发生下降。
K008是切换高低档位量程的，这个继电器不仅要低热，还要有很好的高压特性。
所以更换了这三只继电器，做了个转接板，利用原来三个继电器的6个焊点，固定转接板。



改造后，高压继电器推动不足，需要拆除R025，在其两个焊盘连接一个或门去推动继电器

其他改造就是display off了。找遍了数字板，也没找到display off信号，所以暂时用一个开关拉低数字板上Q1的G级，用以关闭显示。


改造之后的成果：
1、接线柱不用说了，比较完美2、短稳得到很大提高
3、做完incall和extcall之后，不再有明显变化了。日稳也相应得到较大提高，目前10v档漂移约为2-3uv/24hour4、温飘得到一定的补偿，目前测试10v档低于0.2ppm/k
5、长时间测试的时候，终于可以关闭显示了


经过改造的机器要执行外部校准了．8月底，我的基准有幸和约瑟夫森节牵手，电阻基准也得到了精确标定。
电压校准，输入10.0000059v，校准后表读值10.0000045v 下偏0.14ppm，这个值在我预期之内，算不错了。电阻校准，输入9.9995039k。校准后读值 9.9995146k上偏1.07ppm！！！，随后用ohm-com
测量，读值9.9995061k，还是上偏0.22ppm。看来我的电阻基准需要重新制作了，原来的标准比实际值偏高50ppm还真不小。接线组要换低热的了。哎，又一笔不小的开支。


短稳测试，被测试源是一个自制ltflu-1 10v基准，这台基准噪声＜23nv
短稳：＜15nv（60min）      ＜6nv （15min）
用它测试我的表还是比较可信的。
测试结果：


阿伦方差0.0108ppm, Vpp=0.3uV 对比老大测试的3458A 0.008ppm6581D 0.028ppm我的机器性能居中.
最后上一段短稳视频

浩祺心 发表于 2012-9-9 10:12:24

透漏下你改造花费了你多少毛毛啊？哈哈

hldiy 发表于 2012-9-9 10:12:42

http://v.youku.com/v_show/id_XNDQ4MTAzMjcy.html
http://player.youku.com/player.php/sid/XNDQ4MTAzMjcy/v.swf

hldiy 发表于 2012-9-9 10:16:01

回 浩祺心 的帖子

浩祺心:透漏下你改造花费了你多少毛毛啊？哈哈 (2012-09-0910:12) https://bbs.38hot.net/images/back.gif

除了两个70k电阻是买的，
两对接线柱分别来自裕作和随老师，都是免费提供给我的。
其他部分也都没花钱呀

happymanlxh 发表于 2012-9-9 10:21:38

garfield 发表于 2012-9-9 10:45:28

真是高人啊...八位半也改.............

aa7812 发表于 2012-9-9 11:14:47

好技术，好胆量，好帖子，顶

kingsabbit 发表于 2012-9-9 11:36:37

很不错的表,楼主改造也是厉害呀

anyuzhi 发表于 2012-9-9 12:12:25

楼主厉害，怎么就能判断香蕉插座不是低热的，一般认为这高位表应该上的是低热的啊，学习了。

hldiy 发表于 2012-9-9 12:17:42

回 anyuzhi 的帖子

anyuzhi:楼主厉害，怎么就能判断香蕉插座不是低热的，一般认为这高位表应该上的是低热的啊，学习了。 (2012-09-0912:12) images/back.gif

首贴里面有误，原来的香蕉插座是低热的，但很难找到低热香蕉头，所以改了

谢谢指正

lilith 发表于 2012-9-9 12:25:16

回 hldiy 的帖子

hldiy:首贴里面有误，原来的香蕉插座是低热的，但很难找到低热香蕉头，所以改了

谢谢指正 (2012-09-0912:17) images/back.gif

不知道爱德万的原装表笔是不是低热的，但有一个说法是香蕉插需要有弹性部件就很难做成低热。

hldiy 发表于 2012-9-9 12:35:04

Re:回 hldiy 的帖子

lilith:

不知道爱德万的原装表笔是不是低热的，但有一个说法是香蕉插需要有弹性部件就很难做成低热。 https://bbs.38hot.net/images/back.gif


fluke有一款低热线 ，破马代工的。


自制低热香蕉头也不难，看下图，金属杆要是改成低热材料的就完全可行

yiheyuan 发表于 2012-9-9 12:38:22

楼主的电压基准我是用约瑟夫森电压标准传递标定的，电阻基准是用霍尔量子基准配合加拿大高联6622A数字电桥标定的。

世界上没有比这再准的玩意了。

lilith 发表于 2012-9-9 12:42:56

回 hldiy 的帖子

hldiy:fluke有一款低热线 ，破马代工的。


....... (2012-09-0912:35) images/back.gif

据说问题就在那个有弹性的灯笼簧片上了

hldiy 发表于 2012-9-9 12:49:45

回 yiheyuan 的帖子

yiheyuan:楼主的电压基准我是用约瑟夫森电压标准传递标定的，电阻基准是用霍尔量子基准配合加拿大高联6622A数字电桥标定的。

世界上没有比这再准的玩意了。 (2012-09-0912:38) images/back.gif



非常感谢，以前我都没想到过这么高级的设备。

轩尼诗 发表于 2012-9-9 13:29:13

支持折腾是必须滴～

zy_sh_npk 发表于 2012-9-9 13:31:41

看过视频，不错。你试试测试50NPLC的短稳，100个数据的，看看标偏是多少？

grn 发表于 2012-9-9 13:35:44

黑背 发表于 2012-9-9 14:23:46

学习了，努力提高。

longshort 发表于 2012-9-9 14:36:02

对视频作人工读值，共77个数据，标准差为1.11E-7，相当于输出电压的0.0111ppm，很漂亮！

hldiy 发表于 2012-9-9 15:31:09

回 longshort 的帖子

longshort:对视频作人工读值，共77个数据，标准差为1.11E-7，相当于输出电压的0.0111ppm，很漂亮！ (2012-09-0914:36) images/back.gif

实际上由于auto zero影响，表读数要慢一倍，视频里只有34个读数，就是帖子里最后一张图片的数据

longshort 发表于 2012-9-9 16:34:41

回 hldiy 的帖子

hldiy:实际上由于auto zero影响，表读数要慢一倍，视频里只有34个读数，就是帖子里最后一张图片的数据 (2012-09-0915:31) images/back.gif

这个我是这样看的，插入的auto zero周期实际上成了一个附加的NPLC，因为此时位于模拟输入端的被测电动势被高输入电阻和输入电容箝位着，在一个NPLC的时间里处于取样保持的状态，起的作用仍然是对输入电势进行积分。虽然不能将auto zero 计入NPLC的总数内，但这段时间内的保持过程对读数是有贡献的。

人工读值和自动记录相比，时序间隔不够均匀，是造成差别的原因之一，我的读值结果与您的测量数值误差在3%以内，实际上两个结果都是可信的。

hydz 发表于 2012-9-9 17:11:30

优秀文章

poseidonstorm 发表于 2012-9-9 20:51:44

围观啊！！！仰望啊！！

还在玩六位半的伤不起啊~

vr2whf 发表于 2012-9-10 01:18:57

短稳不错哦. 好像比一些3458A还要牛.

about38du 发表于 2012-9-10 07:08:16

围观+学习。

micw 发表于 2012-9-10 09:22:00

好文章，支持

pipelie 发表于 2012-9-10 12:45:33

这个基准牛，改造也很给力啊。
短稳比1271好很多，不知道长稳怎样！

低热的香蕉头，我也有，破马的。

dongxu 发表于 2012-9-10 14:12:16

楼主厉害

长风 发表于 2012-9-10 19:25:26

楼主厉害

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