爱得万八位半万用表Advantest R6581T

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到货与开包

整整一个星期，周五终于到货了。本来卖家承诺快运，结果发的物流，让我跑到20km以外的地点去提。我让他们送到市内这样我去提货就更方便，不过多花了我25元。
包装的还不错，硬纸盒外观良好，因此在物流提货处也没打开看。








         

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开包的时候是在电梯厅里，居然没带钥匙，关了门把自己锁在外边了！
没办法，消磨时间，用刀把后盖打开，拍了几张内部照片。本来想继续开盖，但无奈螺丝太紧，刀都拧坏了还没打开。
20分钟后LP回来，松了口气，才把宝贝抱进家门。

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购买与价格

话说来长，早就想买个R6581T。
2年前在深圳一家网站发现这表，就电话联系去买，但由于报价比较高，也没找到合适的人去谈价，就放了下来。当时自己已经娶了著名的Agilent 3458A 八位半，正在蜜月中，因此对于二房的来去也不是很在意。这是当时的照片：



上星期深圳有个朋友去这个二手商那里买东西，见到这个R6581T，打电话问我要不要说价格还凑合。销售MM在电话里告诉我，说这表卖的很好，现在只剩最后一快了便宜卖给我只要2W。我说这么贵还便宜？那就不要了，反正我有更好的8位半在用。MM说还可以再便宜，答应我发照片过来。

第2天照片发来，我一看就乐了，这不正是原来那块表么！看那些划痕：


显然，这表有整整两年没人问津，还卖的很好呢！
不主动，等到快中午的时候那边MM来电话问是否收到照片考虑的如何，我首先把这表贬低一顿，什么功能不全、性能不好，还有比如NPLC之类的词汇保证她连听都没听过，然后我问她你到公司多长时间了？答曰一年多。我说这表我早就知道，决非卖的很好，而是比你公司年龄还大，不信就问你们老板，二年前他要推销给我我就没要。他马上没词了。最后把金融喂机也搬了出来，讲到8k包快。



后来看出来了，JS还是JS，一直找各种理由拖延发货，最后把快递变成了公路运输。不过，看在包装良好安全到达，还送了个表笔和电源线的份上，饶过她吧。

简单评价：设计理念比较新颖，结构合理，用料还算扎实。
体积上看，厚度是88mm，比3458A的89mm稍微小了一点点。但深度是450mm，比3458A的500mm小了10%。
重量上是7.8kg，算比较轻的表了，日本理念。对比：3458A是12kg，而1281是13.5kg
有侧面拎手和侧面底座，便于携带。

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内部图片

到家后先不着急上电，第一件事就彻底脱光，拍4级照。
以下几张照片实际上很大，点击图片可见原大图。

从布局结构上看，属于单层电路板的！这在高位台表里不多见。
1271/1281是两面双层结构（即上盖打开和下盖打开都分别能见到板的正面，双板相对背靠背安装），有主板、交流板、欧姆板、数字板等，与HP3456的结构类似。
3458也是类似的双层，上层板子包括主板、小电源板、数字板，下面有电源板、ADC板等。
但6581只有1层，板子数量少，只有主板（比较小）、小电源板、数字板、接口板。

另外，从主板标志上看，这6581T是1995年设计的。这个时间比3458A晚了6年，有足够的时间进行参考。另一方面，这个表很多IC上的日期是2003年，因此这表生产日期不会早于2003年，很有可能就是2003年生产的。

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内部查看：基准板

看到基准板，一下子就明白了，采用的正是LTZ！这样，新型的8位半里，都是采用LTZ作为基准了。
具体看来，一定是LTZ1000CH而不是LTZ1000ACH，因为有个R10=390k补偿电阻，是CH后缀所特有的。

这是厂家提供的LTZ典型电路

R1=120欧和R4=13k电阻很正常，是AE的塑料块，但R5=1k居然是AE金封的！很浪费了吧？难道他们不知道1k/13k是配对比例分压的？要换也要都换成金封的才是，只换一个没有用的！

但另一方面，两个70k电阻用了很小的68k（R2、R3）！ 这两个电阻其实还是很关键的，应该使用更好的电阻，这就与Datron犯了一个毛病。看来Advantest还是对基准研究不够啊。

那小电阻的其中一个，变化100ppm的时候会对输出有0.4ppm的影响。而这样小的1%的金属膜，年变化达到0.05%也有可能的，这样就对基准有2ppm的影响了！另外，谁又能保证这电阻的温度特性不超过0.05%？尽管可以通过老化和筛选的方法得以控制，但最核心的部分让一个小小的电阻拖了后腿，实在是不应该。

不过，由于采用了CH后缀的基准，再加上这表的温升不高，因此可以采用13k的R4，这样LTZ1000的内部温度并不很高，只有大约60度，因此老化不严重。对比：3458A里面用了15k，温度大约90度。

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内部查看：电流检测电阻

与3458A一样，6581T的满度电流从0.1uA一直到1A，一共是8档。压降是100mV，因此，1A是用0.1欧的R507，而100mA就是再串联一个0.9欧的R506成为1欧，依此类推，直到0.1uA的串联900k的R500成为1M。
值得注意的是，90欧和900欧是个双电阻。

其中0.1欧的由于耗散要达到100mW，因此体积比较大，是长方型的4线电阻，拍照片的时候没有拍到铭牌，好象是AE的金属箔；
0.9欧的耗散9mW，采用TO220封装的电阻。
后面的电阻都不错，9Ω、90Ω、900Ω用了三个蓝色的金属箔，9k用的是AE的金封，这个电阻看来是作为内部基准来用的。
90k仍然用蓝色的金属箔，但900k的大阻值电阻很难找到好电阻，这个棕色的电阻看来已经很不错了。


从指标上看，0.1uA电流小，指标是25ppm/年，很不错的
1uA到10mA的5档，都是20ppm/年，很好。
100mA电流较大，电阻不太容易做好，为30ppm/年，也不容易了
1A电流大，电阻做不好，发热也大，性能最差，为110ppm，也就是0.011%。

与3458A比，电流的稳定性要差。比如对于1mA档，尽管不确定度都是20ppm，但3458A只增加5ppm，但6581就要增加20ppm了！这样，实际3458A的满度指标为25ppm很好，而6581T的就只为40ppm了。

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内部查看：输入滤波

前后输入一共用了6个滤波电感，很壮观。





内部查看：继电器  

6581T大量采用继电器。除了常规的电压电阻电流各档切换外，前后输入也是采用继电器切换的，同时保护也是继电器切换。对比：3458A的这两个切换是用机械开关进行的。机械开关的好处是可靠性高同时性能好。但继电器切换最大的优势是可以程控、可以自动化。

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内部查看：ADC

这是8位半表的心脏了，在Aeon的帮助下，标识了大部分关键元件
都标在图上了，点击可见大图。

根据Aeon讲，6581跟6871一样，其ADC 的不是用电阻跟电容进行积分，是用恒流源。用基准跟输入电压控制的恒流源。6871的积分电容是1个。而6581是3个。
所以6581 的ADC部分对比其他双积分ADC明显多两个OP。
不过他是根据其开关管的多少来判断的。而且6581 的电路板是4层板。所以很多东西都不大容易看清楚。

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内部查看：其它

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开机测试：10V电压档
预热了2个多小时后，测试10V，偏离了+11.5ppm。按照指标5ppm/年来看，还算凑合了，估计这表好几年没校准了。
读数偏正，说明内部电压基准偏负。这与LTZ1000CH的典型老化曲线相符。
对比：3458A的指标是8ppm，高稳的4ppm，因此6581T的指标不算差了。



4线测试10k电阻
偏离了-4.7ppm。按照指标8ppm/年来看，是相当不错的。
读数偏负，说明内部电阻基准偏正，这与大多数电阻的老化方向一致。
对比，3458A的10k电阻档，指标为10ppm，还没有6581的好呢。



测试10V噪音
当NPLC=50时，Allan=0.02ppm，仅为3458A的0.01ppm的2倍，很不错了。
另外，当NPLC=10的时候，Allan=0.027ppm，是3458A的0.017ppm的1.6倍，也不错了。
下面是一段录象，可以看其末位是如何波动的。
DSCN6727-NPLC10.rar (1.29 MB, 下载次数: 1099)

2009-3-21 19:57 上传

点击文件名下载附件

附：R6581的简要指标
10VDC档：0.5ppm（24小时），5ppm（年）
10kΩ：2ppm（24小时），8ppm（年）
电流档：5ppm（24小时），20ppm（年）（对于10uA、100uA和1mA）



以下两个站点，有原厂资料下载，6个pdf文件
http://www.adc-tech.co.jp/techin ... nt/list/c_6581.html
http://www.adc-tech.co.jp/techin ... 6581D/c_R6581D.html

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10V开机特性测试

R6581T开机很快，开机后0.3秒左右屏幕亮起，显示开机画面：


可见，说自己是R6581D，这个D就是“仅为直流”的意思，在手册里有说明。因此，后缀T实际上是D的一个变种而已，实际上就是D。
显示大约2秒后开始进行自检，显示“Running Self Test”。然后在3.8秒时进入测试。也就是说，开机时间不到4秒。



10V电压开机特性，可以看到特性不错，半小时就基本稳定，进入最后的0.5ppm之内。
温升有13度，不高。而且在开机1小时后基本稳定。




10kΩ四线电阻开机特性，可以看到特性不错，总体变动不到4ppm，如果把基准初步预热的2分钟去掉，整体变动<3ppm。开机1小时就基本稳定，进入最后的0.5ppm之内。
温升类似。



对了，上面曲线中包含了温度，是6581的内部温度检测值，可以通过两个键读出（见下面MENU）。
对比：3458A也有温度检测，可以在面板上按三个键来读到温度值。

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噪音/短稳测试

噪音或短稳特性不好，将直接影响高位表的性能，是重要指标之一。因为这会使得读数总在变动，引起误差。
当然，有的时候读数的确在变动，但不一定是表的问题，有可能是你测量的电压本身就是变动的，比如测量交流电压，变动非常大的。
即便测试一个貌似稳定的电池，实际上也是变动的，因为自放电或者温度系数。别小看了这些，高位表分辨高，可以很容易看出来。
比如某电池由于自放电10天下降0.1V，那就是10秒钟下降1.2uV，这就非常大了。因为测试都是以10秒为时长的，好表的变动<0.1uV。
另外，电池一旦用手碰过，就有比较大的温度变化，这样，其温度系数引起的电压的变化同样非常可观。
因此在进行稳定性测试时，必须选一个好的基准。此处我用的是Fluke 732B 10V恒温基准。这基准短期稳定性在所有的基准中可以认为是最好的。

10V档测量10V基准732B，NPLC=50（每秒测量1次，但由于用了Auto Zero实际上为2秒1次），连续采样17次。
可以看到，变动为1uVpp，也就是说，短稳为0.1ppm（峰峰值）。还算可以了，当然与3458A 的0.03ppm比还是有差距。
3458A以前录的视频：http://www.dl-car.com/~2038/DSCN9625.MOV
经过计算，这段测试的阿伦方差为0.028ppm。



对比，3458A的测试结果。这个是新的测试，Vpp噪音仅为6581T的30%，阿伦方差为0.008ppm。
也就是说，3458A的噪音是6581的30%。



10kΩ档4线法测量10kΩ标准电阻SR104，NPLC=50，连续采样17次。
可以看到，变动为2mΩpp，也就是说，短稳为0.2ppm（峰峰值）。还算可以了。
经过计算，这段测试的阿伦方差为0.045ppm。

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使用操作

一般的操作
非常简单，显示下面有DCV、2W、4W、DCI，分别对应直流电压、2线电阻、4线电阻和直流电流能，直接按一下就可测试；

换档可以自动（缺省），也可以手动。AUTO键选择自动，DOWN和UP选择手动并向下或向上换档。



CONFIG 为配置、设置键（见下面）
MENU 为菜单键（见下面）
ERR?  为显示错误信息，显示完毕按EXIT退出。这一点非常好，不用查手册了。很多表只给出错误码。
NULL 可清零或恢复清零。类似电子称的去皮。
A ZERO 自动零点开关转换。AZero显示时表示已开，此时每次测量前都把内部短路测试一次，然后外部测试后减去，因此速度慢一倍。
STORE 可保存数据到内存或外存（根据设置）。内存最大10000个数据，可持续保存，直到再按 STORE停止
RECALL 查看已保存数据。Manual选项时可以用上下键手动翻查。Auto选项的时候，给出Star#和Stop#后，很快显示一遍
MATH 数学运算开关。例如可以把欧姆档转换成RTD（Pt100）。到底MATH是什么功能要看设置的（见下面）
TRIG （暂不知用途）



菜单设置
菜单是树形的，按MENU键进入，左右光标键看同类项，Enter进入/执行，Exit返回上级菜单，HOME返回。

MENU （粗体为却省）
┣━ACCESAARY: NONE
┣━BEEPER: OFF ON
┣━CALIBRATION
┃     ┣EXTERNAL: ZERO-FRONT ZERO-REAR DCV OHM （这后两个就是双基准校准）
┃     ┗INTERNAL: ALL DCV OHM （类似3458A的ACAL）
┣━DATA-FORMAT
┃     ┣DATA-FORMAT: ASCII REAL64
┃     ┗ELEMENTS NONE HEADER:OFF COMP:OFF WIRECHECK:OFF CHANNEL:OFF NULL:OFF DFILTER:OFF FORMAT:OFF TIMESTAMP:OFF
┣━DISPLAY OFF ON （Tony试验关掉，结果显示DISPLAY OFF）
┣━GPIB
┃     ┣ADDRESS(24)
┃     ┣MODE ADDRESSABLE TALK-ONLY （这个可以用lly的GPIB卡）
┃     ┗LANGUAGE SCPI ADVANTEST
┣━INTERNAL-TEMP  （显示内部温度）
┣━LINE-FREQ 50HZ  （这个是自动选的）
┣━MEMORY-CARD FREE INITIALIZE TRANSFER DELETE
┗━RESET


CONFIG设置/配置
这个可以设置很多有用的项目，比如选积分时间，选显示位数，设置欧姆档上下限、功率、保护，或者设置数学运算方式等。


CONFIG设置/配置
┣━CONFIG-DCV:
┃   ┣━INTEG-TIME: 1u,2u,,10us，10u-100us，100u-1ms，1m-10ms，1-10PLC，10-100PLC
┃   ┣━DIGITS: 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5
┃   ┣━PROTEST: Off On
┃   ┗━RATIO: off on
┃   
┣━CONFIG-2WΩ:
┃   ┣━INTEG-TIME: 1u,2u,,10us，10u-100us，100u-1ms，1m-10ms，1-10PLC，10-100PLC
┃   ┣━DIGITS: 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5
┃   ┣━MEASURE NORMAL OHM-COM
┃   ┣━RANGE-LIMIT upper 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100M
┃   ┣━RANGE-LIMIT lower 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100M
┃   ┣━POWER HI LOW
┃   ┗━PROTECT OFF ON
┃   
CONFIG-4WΩ:
┃   ┣━INTEG-TIME: 1u,2u,,10us，10u-100us，100u-1ms，1m-10ms，1-10PLC，10-100PLC
┃   ┣━DIGITS: 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5
┃   ┣━MEASURE NORMAL OHM-COM WIRE-CHECK
┃   ┣━RANGE-LIMIT upper 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100M
┃   ┣━RANGE-LIMIT lower 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100M
┃   ┣━POWER HI LOW
┃   ┗━PROTECT OFF ON
┃   
┣━CONFIG-DCI
┃   ┣━INTEG-TIME: 1u,2u,,10us，10u-100us，100u-1ms，1m-10ms，1-10PLC，10-100PLC
┃   ┗━DIGITS: 4.5 5.5 6.5 7.5
┃
┣━CONFIG-STORE
┃   ┣━INTERNAL (BUFFERED PRETRIGGER)  MENCARD
┃   ┗━DATA PANEL
┃  
┣━CONFIG-RECALL
┃   ┣━INTERNAL (BUFFERED PRETRIGGER)  MENCARD
┃   ┗━DATA PANEL
┃  
┣━CONFIG-MATH
┃   ┣━DFILTER
┃   ┣━FORMAT
┃   ┣━COMPARATOR
┃   ┗━STATISCICS
┃  
┗━ CONFIG-TRIGGER
       ┣━TRIG
       ┣━SCAN
       ┣━ARM
       ┣━INITIATE
       ┣━SLOPE
       ┣━LEVE
       ┣━LAYERDISP
       ┣━FASTMODE
       ┗━HALT

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校准
6581提供了非常方便的双基准校准功能，也就是说，可以用10V和10k两个基准，就可以完成全部直流校准工作。这个特性只有6581和HP/Agilent 3458具有。
其中HP/Agilent 3458A提供了非常宽的基准输入值，例如10V基准从1V到12V均可，10k基准从1k到12k均可。当然，使用小于9V或9k的基准进行校准，会相应降低校准的不确定度。例如采用7V给3458校准，大概能使校准的不确定度从0.5ppm下降到0.6ppm。

6581对基准的要求就更严格一些，例如10V基准要求是9V以上11V以下，10k基准要求是9k到11k之间。

连续预热几个小时，记录了当前误差后，决定对他进行校准。

接上4910-10V基准电压，在Menu里找到Calibrate，选External、DCV，输入4910实际电压值9.999995，按确认，校准开始。
从显示上看，先是外部校准内部的7.2V，然后转入内部校准，10V、1V、100mV、100V、1000V、内部温度。大约3分钟后校准完成。
此时，6581转为正常电压测量模式，然后再看读数，为9.9999921V，比预计的下偏了0.29ppm。
这说明，6581的校准的不确定性还是比较大的，这个结果不太好，因为3458A校准后，偏离不会超过0.1ppm


然后接好SR104这10k标准电阻（实际阻值10.000022k），同样设置后开始校准。
从显示上看，校准的步骤是：
外部10k与内部10k同步，内部10k，100uA，1mA，10欧，10mA，100mA，1A，100k欧，1uA，1M欧，10M欧，100M欧，1G欧，内部温度，完成
然后再看读数，为10.000015k，下偏了0.7ppm。这个结果不太好，因为3458A校准后，偏离不会超过0.2ppm

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优点/特点描述

1、风扇风力小，非常安静，显然这表不需要消耗很大因此小风扇足够。另外风扇是向外抽的，这样才合理。对比：3458A噪音很大，而且是向里吹的（已让我改成抽）。
2、耗电不算高。直接测试交流侧电流为159mA，因此视在功率才35VA。后来用0.5级瓦特表测试，有功功率为28W，功率因数0.8。
耗电小意味着温升少、预热时间短。对比一下：3458A的耗电为27W，更小一点。R6871E跳到240V的耗电为18W。
3、显示为双行点阵。这样，显示状态、显示信息非常方便。比较：3458A是单行点阵的。
3、按键盘简单明了，重要键直接按，光标键排列符合习惯，并与执行键、回退键放在一组里。
4、界面操作很友好，菜单和配置都是树型的，而且用英文显示全部内容，很容易上手，不需要手册。说句老实话，3458A到我手有两年半了，只了解了30%。而6581T刚到手1天，了解程度已经超过了30%。
5、内部有实时时钟，可以很方便的记录采样日期时间。刚开机的时候，时间与北京时间正好相差一小时，是日本时间，说明这表是从日本本土拆下来后再也没有调整过。对比：3458A没有实时时钟。
6、双基准校准！即只需要10V和10k就可以完成全部校准，非常方便，与3458A完全一样。双基准校准的万用表只有这两个，没有别的了。其它表要想校准，必须逐档进行，业余条件下非常麻烦。
7、指标还是比较高的，比如10VDC是5ppm/年，3458A是8ppm普通、4ppm高稳选件。10k 1年是8ppm而3458是10ppm。电流档指标都是20ppm/年。
8、测量速度快。在7位半、8位半场合下，只比最快的3458A慢1/6而已（8位半每秒5次和每秒6次的区别），把其它的8位半（比如Fluke 8508A和Datron 1281）远远甩在后面。
9、功能还是比较强的，例如电阻档可以选低功率、有上下限，有内存卡（尽管这个找不到卡），有比较强的数学运算功能，有很强的触发功能。



弱点描述
1、显示容易老化。我这个比较暗了，而且不太均匀，估计是从03年出厂后连续在生产线上用了3年。通过变暗的数字可以看到，原来使用时用的是7位半！浪费了。
2、没有数字键，操作起来费时间
3、没有交流档。这个带T的出厂就不带，也不能装交流选件。
4、电噪音比较大。与3458A比大约是2到3倍的关系。当然，3458A的噪音非常小，是没有别的表能够比拟的。
5、线性指标不算理想为0.1到0.2ppm。与3458A比大约是2倍的关系。当然，3458A的线性也是没人能比的。
6、测试端子仅仅是类似手持表的插口，没有突出部分，使用不方便（比如不能压接线或插）。这样做的好处是节省材料、节省空间，典型的日本做法。

lymex

[全文完]

lymex

suny-hyb 发表于2009-3-21 18:00
坐个沙发!!恭喜楼主得宝!!!



建能 发表于2009-3-21 19:00
效验精度如何？

很多市的计量测试所，可能都没有你这样的配置！
不知楼主买这么好的万用表做什么用？做标准还是~~？

lymex

回 suny-hyb ，谢谢！


回 建能，效验精度见9楼，很不错的。

这表对我来说是个小密，就是玩的。我已经有一个比这表更好的Agilent 3458A。

爱好一点

恭喜得宝，学习好资料。

grn

恭喜得宝，终于揭开了6581的面纱，性价比很不错的一款表，看来这是在买不起3458后的首选。

yjm2000

等哪天天上掉个馅饼下来！ [s:48]  [s:47]  [s:61]

bgqjm

LD 现在是LP加小密左拥右抱，好快活。

llycom

引用第1楼lymex于2009-03-21 16:41发表的  :
开包的时候是在电梯厅里，居然没带钥匙，关了门把自己锁在外边了！
没办法，消磨时间，用刀把后盖打开，拍了几张内部照片。本来想继续开盖，但无奈螺丝太紧，刀都拧坏了还没打开。
20分钟后LP回来，松了口气，才把宝贝抱进家门。


.......

老大在电梯间也好拍照？相机随身带的？

redtony

恭喜，好机好运！ [s:30]

lymex

引用第22楼llycom于2009-03-21 21:51发表的  :

老大在电梯间也好拍照？相机随身带的？

我是进屋子时把包装留在房间外，拿了相机和刀，计划拍开包照的。

轩尼诗

计划拍开苞

引用第24楼lymex于2009-03-21 23:09发表的  :

我是进屋子时把包装留在房间外，拿了相机和刀，计划拍开包照的。

chenang39

进来围观，基准板用料厂商不至于这样吧？

儒生

看着大佬的文章一愣一愣的，好过瘾！

古车王

只有流口水的份。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。