高位台表真有效值交流档位比对法校准偏方

wbxms

高位台表的交流电压档位一般都支持真有效值测量，业余玩家校准这个功能不像直流和电阻档位那样容易找到标准源的代用品，用50Hz工频交流电，频率不符合要求，幅度又频繁波动，因此多数没有专用设备的业余玩家都对此功能的校准难以把握。这里介绍一个自己经使用效果不错的简易方法，欢迎试用、拍砖。
以HP3478A的交流电压校准为例。此款表需要1kHz、3V的交流校准源。找一台函数发生器（二手的也就百余元），将波形调为正弦，频率调为1.000kHz（函数发生器有较准确的频率指示），用另一台已知精度的高位表交流电压档测输出电压，调整输出电平使参考台表的电压为3.000V(不一定完全是3.000，但要记下确切的数据，例如3.002V)，这时，这台函数发生器就成了较好的1KHz、3V的交流校准源的代用品，用它可以较好地完成HP3478A的交流电压校准。
注意，此法适合现场比对，也就是现场临时使用，而不是一次测量长期使用。需要的条件就是一台已知精确的高位表，一台函数发生器。

agrimony

使用对比校准，也是一种比较好的校准方案，我现在校准六位半就用八位半做对比进行校准的，挺好好用的

575a

这样校出来的表 很难说准 200多的函数发生器 输出幅度没那么稳定

lilith

楼主的问题在于前提条件：

“用另一台已知精度的高位表交流电压档...”

这就是空中楼阁了，所以意义是不大的，因为前提条件更加难以满足。有意义的做法，应该是从已有已知的条件中获取，比如直流电压基准大家都有了或者可以轻易获取到，那么根据已知直流电压基准和交流电压有效值的定义，对一个交流电压进行发生或测量进而对待校准表进行校准。

我根据这个思想用文氏电桥制作了一个 ACG 稳幅振荡器，仿真如下：



电桥产生的交流电压振幅，可经由正弦交流电压的有效值和平均值数学定义予以计算（比例为 1:1.11），进而从已知直流电压基准获得可计算的交流电压值，从仿真看，由于绝对值电路所用运放的失调和增益误差固然存在，但有效值和平均值积分电阻比（1:1.1125）和理论计算（1:1.1107）的误差也仅在 0.1% 左右，此电路用于业余条件下的校准还是比较有意义的。

shichen717

DDS的信号发生器性能还可以，幅度和RMS值稳定度在1分钟内变化不超过0.01%，尤其对于3VRMS如此高的正弦信号，频率又是经典的1kHz。

简单而准确的方法：

用1:1斩波方式切直流电压基准VDC，得到1kHz正脉冲波，幅度为VDC，经过交流耦合得到1kHz方波，幅度为0.5VDC，VRMS=0.5VDC。如果VDC=6V，VRMS=3V。

这种方法需要万用表交流档频响至少达到20kHz（一般可满足，2000和34401A均为300kHz），并且斩波器后的跟随器带宽不低于10MHz，以保证高次谐波通过，如果要求不高，8M的OP27也可。

斩波器使用4051即可。其后的跟随器无需交流耦合，交流档通常自身为交流耦合。这种方法的准确度与运放失调电压无关，与运放输入偏流基本无关，只与电压基准VDC和运放频响有关，4051的切换延迟可以忽略，因此准确度可轻易达到0.05%。电压基准即使使用非常便宜的LM336，如果有准确的直流档校准，在短时间内使用也没有问题。

整体成本需20元左右。1个普通晶振，1个4060，1个4051，1个op27，1个op07，1个LM336，2个多圈微调，几个退耦电容，几个0.1%电阻，一块试验板。电源另算。

阻容方式的文氏振荡幅度不很可靠，模拟AGC的准确度也有限，此外失真度对RMS值也有影响。

wbxms

575a:这样校出来的表 很难说准 200多的函数发生器 输出幅度没那么稳定 (2011-12-02  20:49)

现场使用，也就是现场用高位表测过以后临时当做标准源使用，函数发生器内部供电是有稳压电路的，短期稳定性还可以，起码比50Hz的工频交流电稳定多了。

wbxms

lilith:楼主的问题在于前提条件：

“用另一台已知精度的高位表交流电压档...”

这就是空中楼阁了，所以意义是不大的，因为前提条件更加难以满足。有意义的做法，应该是从已有已知的条件中获取，比如直流电压基准大家都有了或者可以轻易获取到，那么根据已知直流电压基准和交流电压有 .. (2011-12-02  22:08)

这个方法道理上不错。
主要的问题在于，使用的转换电路其阻容器件温度敏感性。使用普通元件，稳定性不理想，使用高等级元件，成本又成了问题。
我的这个方法只是土方法，也就是没有办法的变通方法。校准的准确度，关键要看参考表的精度，如果参考表精度没问题，那么校准结果还是可信的。

wbxms

agrimony:使用对比校准，也是一种比较好的校准方案，我现在校准六位半就用八位半做对比进行校准的，挺好好用的 (2011-12-02  20:48)

是的，比对法简单易行。
一般来讲，用比对法校表，直流电压、电阻都比较好处理，例如电压可以用短稳好的电源代替，电阻可以用塑料块电阻代替。交流源的代用品不太好找，例如，用50Hz的工频电源，频率本身不符合要求会影响精度，电压幅度还频繁波动难以稳定，因此自己就琢磨了前边讲的方法。

hldiy

对比法我认为是可信的，但要求源有理想的短稳。用一台信号源做基准的话，短稳估计能满足4.5位表校准。

lilith

wbxms:
校准的准确度，关键要看参考表的精度，如果参考表精度没问题，那么校准结果还是可信的。

.......

但是参考表从哪里来？这就成了先有鸡还是先有蛋的问题了。

我刚才将仿真中的 TL062 更换为失调更小，带宽更大的 LT1055，当然 OP07 也更换为 LT1055，因为 LT1055 的 Ib 更小。现在仿真的结果，有效值和平均值积分电阻比例更改为理论计算上的 1:1.11072，结果相当的好，也就是说使用失调更小、Ib 更小、带宽更大的运放，这个电路可以做到与理论计算值极为接近的程度（Err. <0.02%），考虑到台表一般的交流准确度也就是 0.1% 左右，所以还是具有一定业余参考价值的。