DIY 6.5(分辨率) 电压电流表
本帖最后由 a_nian 于 2020-10-18 19:53 编辑最近瞎折腾 6.5(分辨率) 电压电流表 ----低成本,高分辨
第二版:
一、主要特征:
电压:可测量正负电压,1V/10V/100V 量程(余量1.2V,12V,120V,超量程显示“---OL---”),10v/100v量程自动切换。
分辨率:1V=1uV,10V=10uV,100V=100uV
电流:附带功能,量程 5A(换取样电阻可以做20A,不果压降比较大20A*0.05Ω=1V,或者做运放放大,目前仅运放跟随进入ADC)
分辨率:10uA
阻抗:1V=运放的输入阻抗;10V/100V 10MΩ
二、元件
MCU:老旧的PIC16F877A(剩下的利用)
输入电阻:10V/100V 用了国产EE电阻9M+900K+100K,100:1,10:1分压;1V用50K电阻加BV199保护
使用继电器切换(可以换成磁保持型,减少热电势),不适用74HC4053/52模拟开关的原因是减少模拟芯片的误差
ADC:LTC2440 24bit主要使用7hz采样率
运放:AD8628跟随,阻抗变换
电压基准:ADR421 (使用了LM358运放做了微型的加热恒温器对ADR421 加温,NTC温感,几个贴片电阻加热)
显示:MAX7219+8位7段数码管(含DP)
三、软件
现从事非电子行业,只能瞎折腾。8K用了80%左右。
功能:做了两级菜单:一级菜单:包括0.校零(所有档)、1.校准(基础档1V,10V/100V偏移微调;电流档)、2.滤波模式设置(3.5Hz、0.75hz、一阶滞后)、3.数码管亮度调节、4.null预留、5.exit
二级菜单:校准:0.基础档1V、1.10V、2、100V;滤波:0.3.5Hz、1.0.75hz、2.lag;
3.5Hz仅做了2比平均值计算,0.75Hz为10次去掉最大最小值再计算平均值
四、扩展
1v档配合外置1Ω、1K电流测量扩展盒子,测量更小的电流,其实也可以做到机子里面,由于面板比较少就没做
五、其他
按键功能:前后两按键配合实现所有的功能。前面的按键切换电流、电压测量,长按键校零;后面的案按键长按进入菜单,短按切换1V测量(扩展)/10V测量模式。
长期稳定性:肯定没法保证,因为用了国产电阻,可以换更好的。定期使用外置电压基准校正更好,电压基准应该比表的稳定性好。
温漂:对ADR421加热,冬天夏天温度变化不会太大,会好点,当然比不上LM399等恒温。需要输入电阻影响也比较大。
平时10V模式下跳动1~2 字,极端可能有3~4 字,主要是9M:1M的分压容易引入干扰,并且没有很好的屏蔽;1V模式基本为1 字,比较稳定。
六、下一步预想
1.使用铝盒,电磁屏蔽更好但是自己没法对面板开窗;
2.使用米字LED数码管,可以显示更多的信息;
3.加入mA电流量程;
3.如何可以,加入电阻测量;。
第一版:ADC:国产CS1237 24bit 电子秤芯片没有使用运放 输入阻抗有200M左右
成本更低,CS1237才1块或几毛钱,做5.5好事没问题。 支持。有实际测试数据结果吗? vbidl 发表于 2020-10-18 18:10
支持。有实际测试数据结果吗?
还没具体测试,暂时只能与4.5万用表测试对比没什么大问题,电压基准还没标定回来,清零后很稳定。 显示直接上VFD吧,用某商城买的米字形或者我这里有12832点阵新的,或者用8字的 期待测试结果 不错不错 llssr 发表于 2020-10-18 20:14
显示直接上VFD吧,用某商城买的米字形或者我这里有12832点阵新的,或者用8字的 ...
同感,LED亮度高的话全是88888. 想做一个能自动换档位的。通过TTL输出。就可以粗略的算出功耗了。
静态功耗小,每小时上报一次数据,电流较大。有个自动跳范围的更精确一点。 llssr 发表于 2020-10-18 20:14
显示直接上VFD吧,用某商城买的米字形或者我这里有12832点阵新的,或者用8字的 ...
主要是8数码管简单方便 tear604922959 发表于 2020-10-18 21:09
期待测试结果
正反极测量误差比较大,坑 xingjianpeng 发表于 2020-10-22 09:01
想做一个能自动换档位的。通过TTL输出。就可以粗略的算出功耗了。
静态功耗小,每小时上报一次数据,电流较 ...
睡眠,定时唤醒发送 loohoo0302 发表于 2020-10-22 08:56
同感,LED亮度高的话全是88888.
开机自检 8条8,还带滴滴声音乐 已经有高手做了类似的东西,而且你的设计老实说,不怎么样。
用液晶不要用数码管 hhxb 发表于 2020-10-23 13:27
已经有高手做了类似的东西,而且你的设计老实说,不怎么样。
用液晶不要用数码管 ...
的确,当做业余手工作品就好了 你用什么表来校的? a_nian 发表于 2020-10-23 22:28
的确,当做业余手工作品就好了
数码管在驱动的时候,瞬间会有脉冲{:sweat:} roamer0808 发表于 2020-10-29 12:55
你用什么表来校的?
LM399电压基准 hhxb 发表于 2020-10-29 13:45
数码管在驱动的时候,瞬间会有脉冲
应该有,不过相对简单的电压变流表,足够了,初步尝试测试 达不到6.5,降级5.5使用
10V量程测试7v、1v
1v量程双极性(正负极反转)测试1v
你第一版,CS1237用着怎么样? 开源不? 楼主开源吗? 学习学习 做的漂亮 天使之翼 发表于 2021-2-24 22:25
你第一版,CS1237用着怎么样?
还可以吧,普普通通,就那个价 lizhijieli 发表于 2021-3-12 17:23
开源不?
开,怎么上传 anxiangbo 发表于 2021-3-30 15:17
楼主开源吗?
可以提供所有文件,包括代码,不过是业余的,不要太高期望 a_nian 发表于 2021-6-22 16:28
可以提供所有文件,包括代码,不过是业余的,不要太高期望
在这个帖子把资料上传一下就行了 a_nian 发表于 2021-6-22 16:26
开,怎么上传
直接附件或者图片上传,一起学习下 DIY的温漂是最大的问题,还有INL矫正。我半年前做了个类似的,用的ads1256和ref5025, 基本量程+2.2v. 基本量程的INL通过校正后基本能够达到整个量程内10ppm的误差,但是温度一波动就乱套了。我最近在26度室温下对其进行校准,2v测量值为2.000001,然后第二天中午天气到了32度,测量值变成了1.999982,差不多1.5ppm/°c. 对于强迫症患者这种差距仍然是无法接受的。我另外一个80年代的3456A用的lm399基准,预热后其读数基本不随环境温度波动。另外我发现diy的受气流影响也大,所以弄一个外壳不可缺少。图片是刚校准后测量系统的分辨率,最后一位数有±2个字的抖动。理论上温漂可以通过温度传感器测量后补偿,但是目前还不清楚INL曲线会不会随温度变化而乱跳,如果是的话用成品adc做个合格的六位半电压表基本上是不太现实的了。 aduecho 发表于 2021-6-23 02:16
DIY的温漂是最大的问题,还有INL矫正。我半年前做了个类似的,用的ads1256和ref5025, 基本量程+2.2v. 基本 ...
很不错的设计,测控系统就需要这个。现在一个人真做不了啥事,自己计划了很久,一直没时间动手去做。 天使之翼 发表于 2021-7-8 14:39
很不错的设计,测控系统就需要这个。现在一个人真做不了啥事,自己计划了很久,一直没时间动手去做。 ...
的确,这玩意凭一己之力再加上业余兴趣做起来真的很困难。各种昂贵的设备不说,业余时间也是大问题,比如测量温湿度影响,长时间漂移等等。我之前一时心血来潮买了一大堆二手校准设备回来,记录了上百M的测量数据,变量因子太多,现在被折腾的也没什么兴趣了。 不错,学习 CS1237温漂大的不得了,长稳一塌糊涂,不看好楼主的这个方案啊
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