电压不停跳动，请教这个表直流电压档正常么？（故障原因已找到，见24楼）

willhan

一台HP3478A，表笔悬空，直流电压档测到的值在一个很小的值（接近0）和2.7V左右的一个电压值之间来回跳动。
但测量一个普通的电压源，得到的结果基本正常。
表笔短路，测到的电压接近0V。
表笔通过1个电阻短接，测到的电压跟电阻的取值有关，电阻越大电压越高，用1M的电阻，测到的电压有几个mV。

我用过的台表多了，平时在单位就用的34401，从来没见过这种现象，就问卖家，他告诉我说这个是正常的。

请教用过HP3478a的同学，这个表本身就是这样么？  

hanzhj

正常

maitreya

非常正常。

lilith

楼主你的 34401，按 Shift+Menu 调出 Meas 菜单进入第三项 Input R，再进入选择 >10G Ohm，按 Enter 确认之后，看看还能不跳？

这个现象确实是正常的，不过 34401 默认在表的 Hi 输入端上接了一个 10M 电阻到 Lo，因此杂散的干扰信号会被这个电阻短路掉，但是由于表的输入端它是有一定的偏置电流的，那么它会在这个电阻上产生一点电压也是正常的，34401 的指标是 >10G Ohm，但我用一个 1uf 聚碳酸酯电容充上 10V 电测试，电压下跌速度大概十几个到几十个 uV/s，推算的输入偏流才几十个 pA，所以在 10M 电阻上能产生的电压有限；而估计 3478A 的输入偏流比较大，所以在 1M 电阻上产生到 mV 级电压，这个好像是有点大了，1mV/1M OHM = 1e-9A，也就是 1nA，不会有那么大吧？

longshort

很正常，环境中的静电干扰被高输入内阻捡拾到就有这种现象。电阻器本身的品质也有关系，阻值越大越明显。在1M的电阻器上显示达mV级的电压应是峰峰值，电阻器品质差的这种现象很多。同样阻值的电阻器，合成膜的这种显示比金属膜的大，碳膜的比合成膜的更大。这类电阻器接在恒流源上的显示比较明显，一般1/4W1%的金属膜电阻超过20K就开始明显，达到200K就会有几十个微伏的波动，2M就更不用说了。不过被测电阻在屏蔽良好的情况下，显示的波动会改善一些。

调整高位表的输入滤波也可以部分改善。

lilith

试了一下 34401 输入端接一个 1M 电阻，大约有 8uV 读数，而 3457 要差一些，有 13uV，推测 34401 的输入偏流就是 8e-6V/1e6 ohm = 8e-12A，也就是 8pA；3457 差一些，有 13pA。楼主的 3478 达到 nA 级似乎是有点大了？

willhan

longshort:很正常，环境中的静电干扰被高输入内阻捡拾到就有这种现象。电阻器本身的品质也有关系，阻值越大越明显。在1M的电阻器上显示达mV级的电压应是峰峰值，电阻器品质差的这种现象很多。同样阻值的电阻器，合成膜的这种显示比金属膜的大，碳膜的比合成膜的更大。这类电阻器接在恒流源上 .. (2012-05-15  19:15) 

  这个表的跳动很奇怪的。。。只是在固定的2个值之间，一个电压是接近0V，一个电压是2.5V左右，明显不是环境噪声，而是某种固定的干扰。。
34401从来没这个现象。虽然也跳，但一直都是在接近0的电压上跳动，貌似不会超过100mV。

另外，我说的接电阻跳动，不是测量电阻时看到的跳动，只是用电阻将表笔短接测量电压。电阻上按理应该没有电流，或者说只有放大器的输入偏流，也就是3楼的说法。

所以我想问下谁用过HP3478A，浮空输入，是不是固定在2个电压之间跳？其中一个电压高达2.5~3.0V？？？  跳动的电压实在高，在30mV/300mV/3v的手动量程下，直接显示OVLD.(overload）。

willhan

longshort:很正常，环境中的静电干扰被高输入内阻捡拾到就有这种现象。电阻器本身的品质也有关系，阻值越大越明显。在1M的电阻器上显示达mV级的电压应是峰峰值，电阻器品质差的这种现象很多。同样阻值的电阻器，合成膜的这种显示比金属膜的大，碳膜的比合成膜的更大。这类电阻器接在恒流源上 .. (2012-05-15  19:15) 

请教，在直流电压量程测量直流电压，每秒才测量两三次，有什么峰峰值之说？？

lilith

longshort:
很正常，环境中的静电干扰被高输入内阻捡拾到就有这种现象。电阻器本身的品质也有关系，阻值越大越明显。在1M的电阻器上显示达mV级的电压应是峰峰值，电阻器品质差的这种现象很多。同样阻值的电阻器，合成膜的这种显示比金属膜的大，碳膜的比合成膜的更大。这类电阻器接在恒流源上的显示比较明显，一般1/4W1%的金属膜电阻超过20K就开始明显，达到200K就会有几十个微伏的波动，2M就更不用说了。不过被测电阻在屏蔽良好的情况下，显示的波动会改善一些。

调整高位表的输入滤波也可以部分改善。

电阻确实会产生热噪声，不过既然是噪声那就可以平均掉，我刚才忘记给 3457 的 1M 测试电阻上并联电容了，并联一个 1uf 聚碳酸酯电容后，和 34401 结果差不多，7uV 左右，看来两台表的输入偏流差不多都是 e-11A 级。用电容充满电接上去观察电压下跌速度的结果也差不多是这个范围。

当然楼主可以考虑给电阻上并联一个电容去测试一下，以消除热噪声的干扰，看看到底是不是 3478 的偏流太大了？

willhan

lilith:试了一下 34401 输入端接一个 1M 电阻，大约有 8uV 读数，而 3457 要差一些，有 13uV，推测 34401 的输入偏流就是 8e-6V/1e6 ohm = 8e-12A，也就是 8pA；3457 差一些，有 13pA。楼主的 3478 达到 nA 级似乎是有点大了？



 (2012-05-15  19:17) 

谢谢。。电容不影响我这台表的读数，是非常稳定的电压2.xxx mV，比你的表大数百倍。

其实34401我手头就有，但卖家非要说3478a本身就是这样的，所以我拿34401说事不顶用啊。

lilith

willhan:  这个表的跳动很奇怪的。。。只是在固定的2个值之间，一个电压是接近0V，一个电压是2.5V左右，明显不是环境噪声，而是某种固定的干扰。。
34401从来没这个现象。虽然也跳，但一直都是在接近0的电压上跳动，貌似不会超过100mV。

另外，我说的接电阻跳动，不是测量电阻 .. (2012-05-15  19:31)

这个问题其实是这样的，3478 和 3457 的基本量程是 3V，但其实 ADC 满度还是 10V，输入信号经过一个 3.33 倍增益的放大器才进入 ADC，这样一来输入偏流会在表内输入端的等效电容上充电，于是这个电容上的电压大于 3V 的时候表就会提升自己的量程到 30V，此时放大器会被接到一个 100K 的电阻两端，那么这个电压就会通过这个 100K 电阻泄放，于是表又降量程，重复上面的过程；这个过程的频率可以用偏流大小和等效输入电容大小计算出来。

*以上都可以在 3478/3457 手册上找到的


楼主用表笔测试可能容易引入额外的干扰，最好像我那样用两个香蕉插，把电阻和电容焊到上面插入测试，将干扰降低到经可能的程度去测试，看看 3478 是否偏流过大了？

lilith

willhan:谢谢。。电容不影响我这台表的读数，是非常稳定的电压2.xxx mV，比你的表大数百倍。

其实34401我手头就有，但卖家非要说3478a本身就是这样的，所以我拿34401说事不顶用啊。
....... (2012-05-15  19:52)

2nA 这个实在是太夸张了，你还是用香蕉插像我那样测试比较稳妥。手册上声明的指标，3478 和 34401 都是 >10G 欧，就算 3478 太老、定位太低，但也不应该差那么远吧

longshort

willhan:


请教，在直流电压量程测量直流电压，每秒才测量两三次，有什么峰峰值之说？？  

请教不敢，我只是按自己的经验说的。每秒测量两三次，每次的值都不一样，自然就有了峰值，两次或多次测量之间的绝对值那就是峰峰值了。这种值的变化都位于超低频段，只要有一定的幅度，肉眼可以容易地观察到。

willhan

longshort:请教不敢，我只是按自己的经验说的。每秒测量两三次，每次的值都不一样，自然就有了峰值，两次或多次测量之间的绝对值那就是峰峰值了。这种值的变化都位于超低频段，只要有一定的幅度，肉眼可以容易地观察到。


....... (2012-05-15  21:06) 

那就不是的，我这个是稳定的显示一个值，前两位都不动，固定是2.7mV。

willhan

lilith:2nA 这个实在是太夸张了，你还是用香蕉插像我那样测试比较稳妥。手册上声明的指标，3478 和 34401 都是 >10G 欧，就算 3478 太老、定位太低，但也不应该差那么远吧 (2012-05-15  20:08)

可能真的是如你所述。

1. 只有30mV~3V这3个档位，有开路高电压现象（具体电压不清楚，显示OVLD说明肯定超过3V），更高的档位(10M输入阻抗）电压低很多，大约27mV;
1. 用1M的电阻测试几个低档位，所有档位量程都是2.7mV左右；用100k电阻测试，都变为0.27mV了；
2. 用电容测试，300mV档，把一个0.1uF的电容从0充到300mV，大约用时15秒；用3V档做同样的测试，大概要四五分钟能把电压充到3v,越往后充电越慢，感觉充电过程不像是恒流充电，而是RC充电；

从上面的测试结果看，在无论档位是多少，输入端电压较低的时候，偏流确实有2.7nA。高档位上电压小，只是因为输入阻抗比较低，只有10M的缘故。

---------------------------------------------

这个问题基本可以确认了。那下来的问题是：这是个正常的仪表，还是个有故障的仪表？？
有没有同样适用3478A的哥们，帮我看下你们的仪表拔掉表笔，几个直流电压档的读数是多少？

我严重怀疑这个表已经出故障了，原因就如lilith哥们说的，“就算太老定位低，也不应该这么差”。其实，一个几十块钱的国产手持表，，偏流也远没这么大。——

willhan

lilith:这个问题其实是这样的，3478 和 3457 的基本量程是 3V，但其实 ADC 满度还是 10V，输入信号经过一个 3.33 倍增益的放大器才进入 ADC，这样一来输入偏流会在表内输入端的等效电容上充电，于是这个电容上的电压大于 3V 的时候表就会提升自己的量程到 30V，此时放大器会被接到一个 1 .. (2012-05-15  19:56) 

你觉得你基本上说对了，就差一个地方：高量程下电压降低，不是因为100k的电阻放电，而是因为高阻抗下，输入阻抗已经变为1E7欧姆了，不再是大于1E10欧姆。

原因就是，我测到的偏流值2.7nA，跟高量程下的开路电压值27mV之比例，刚好吻合输入阻抗。

lilith

willhan:


这个问题基本可以确认了。那下来的问题是：这是个正常的仪表，还是个有故障的仪表？？
有没有同样适用3478A的哥们，帮我看下你们的仪表拔掉表笔，几个直流电压档的读数是多少？

我严重怀疑这个表已经出故障了，原因就如lilith哥们说的，“就算太老定位低，也不应该这么差”。其实，一个几十块钱的国产手持表，，偏流也远没这么大。——

.......

我倾向于有问题了，不过拔掉表笔，3V 和以下量程的反应应该和你的一样，关键是需要接上一个比如 1M 的电阻，最好并一个小电容看看这个输入偏流是不是太大，这个问题估计很少见所以容易被忽视，我怀疑可能是 U101、U102 有问题。至于国产几十块钱的表，我试了下我日用的 UT33A，完美的 000.0mV，由此推算的输入偏流 <100pA，所以你的 3478 没问题才怪了。

* 不过还有一个问题就是如果直接短路输入端，30mV~3V 量程的显示值是多少？这个需要检查，以确定是失调的问题还是偏流的问题，如果只是失调的问题可以校准，是偏流的问题就只能更换 U102 了。

lilith

willhan:


你觉得你基本上说对了，就差一个地方：高量程下电压降低，不是因为100k的电阻放电，而是因为高阻抗下，输入阻抗已经变为1E7欧姆了，不再是大于1E10欧姆。

原因就是，我测到的偏流值2.7nA，跟高量程下的开路电压值27mV之比例，刚好吻合输入阻抗。

这个是对内和对外了，对外，30V 和 300V 量程的输入阻抗是 10M，对内此时输入前置放大器电路接到一个 100K 的电阻上了；不过看了一下输入确实有一个 470p 电容，依然还是通过 10M 的电阻而不是 100K 泄流就是了：

梦幻数码

有意义的技术贴，标记。

willhan

lilith:我倾向于有问题了，不过拔掉表笔，3V 和以下量程的反应应该和你的一样，关键是需要接上一个比如 1M 的电阻，最好并一个小电容看看这个输入偏流是不是太大，这个问题估计很少见所以容易被忽视，我怀疑可能是 U101、U102 有问题。至于国产几十块钱的表，我试了下我日用的 UT33A .. (2012-05-15  23:20) 

但用放大器的故障也不好解释。

后级的比例放大（3、30，300倍）电路，30V/300V也都有用到，但这2个量程未测到3V以上高压，说明不是比例放大电路出的故障；

在30V量程下，悬空表笔测出27mV，但如果短接表笔则测到0V——这说明偏置电流是在100:1分压之前产生的，否则即使短接表笔，这个电流通过表笔泄放的路径上也有9.9M的分压电阻，是不会有太大效果的。

所以我很怀疑继电器K101~104是不是有灰尘等引起的5V线包电压漏电到输入端？ 要不就是U102内部的钳位二极管漏电？

longshort

willhan:


那就不是的，我这个是稳定的显示一个值，前两位都不动，固定是2.7mV。

如果是这样的话，情况那就应该和lilith所说的类似了。

奥德沃夫

这表的直流3V以下量程的输入阻抗是10的10次方欧（即1万兆欧），而到3V以上量程就降为10M。交流电压是1M。所以DC状态输入开路时有这现象是正常的。（手头3468A、3478A各一台均是如此）。

lilith

willhan:但用放大器的故障也不好解释。

后级的比例放大（3、30，300倍）电路，30V/300V也都有用到，但这2个量程未测到3V以上高压，说明不是比例放大电路出的故障；
....... (2012-05-16  07:23)

这是因为 30/300V 时，U101 的输入端相当于接到 U102 内的 RD 100K 上了呀

当然，这只是推测，或者说不能排除 U101 的问题，但比较大的可能性，还是 U102 的问题，而且如你所想的很有可能是嵌位二极管因为某些原因损坏了。但是 30V/300V 量程的嵌位二极管位于 RDs 后面，也就是说并联在 100K 的电阻上，那么它的漏电产生的电流应该主要是在这个 100K 电阻上产生压降才对，因此这个漏电流更类似于在之前的电路产生的，可是继电器漏电的话，如果空气湿度很小应该不显著才对。

另外有没有检查 3V/0.3V/30mV，用短路 U 插把 Input Hi-Lo 短接起来确定失调是正常的？

willhan

回lilith， 抵挡位短路后，测试结果正常，只1uV多。
------------------------------------------------------------------------------
今天还按照你说的办法，把34401设置为10G的输入电阻，跟HP3478A对比了。

AG34401，拔掉表笔，读数也跳，但跳动很慢，用10分钟能从0跳到100·200mV；插上表笔跳动明显幅度变大，但2个小时，最大也只到1V左右。

这台HP3478A，即使不插表笔，读数瞬间就能跳到3V多，插表笔情况一样。

也就是说，这2台表的输入偏置电流，相差数百倍，甚至数千倍。。

由此可以判断，这台HP3478A的输入偏流是有问题的。

willhan

今天跟卖家达成协议后决定开始维修。

先测了一下使用该表测了电阻的精度。。如果是放大器的偏流有问题，按理会影响电阻测量的恒流值，进而引起电阻测量的误差，尤其是在30M档，恒流只有100nA，2~3nA的偏流将引起很明显的误差，很容易观察到。

但出乎意料的是，用这个表测到的电阻值是准确的！！

大家猜到问题在哪里么？ 只要比我聪明，应该都已经猜到了，就是在电阻测量档位提供恒流的那个继电器K103漏电。。。TNND, 继电器居然漏电！！！

剪断恒流源上串接的L201，问题立即得到解决——不插表笔开路，电压最多只能飘到数百mV，跟AG34401差不多。用1M的电阻短接，电压会低到10uV（原来是2.7mV）。

问题找到了，，，回头找个继电器换上去。。。哦，对了，感谢lilith大侠，感谢论坛。

kkshell

出差回来看看我的3478A

icj596

3478的AD不是通常的电阻分压网AD，是用一个DA出来的扫描电压和输入电压作比较，扫描速度就是刷新时间。实质是DAC+1比特转换。你就明白了。

yhg00

真是【意料之外，情理之中】

pizicai0330

记号下。。慢慢看。。。。

晨雾太阳

楼主细心，这东西都给你查出来，我的故障表VC89OC+还在等着我修呢！