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万用表校准

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手上有三个万用表,一个是MF30指针万用表,一个DT9205T、一个坏的DT830,都是三位半(显示值0~1999)的数字万用表,主芯片都是ICL7106。

DT830一开始什么档都不能用,缺一个保险,加上后电流档可用了,电阻档、电压档有问题,折腾了一阵也没找到问题,装上后发现好了,分析了一下,原来是两块板间的连接处接触不良,但电压档还是有点问题,不知怎么回事,明明两表笔直接接触,电压为0,却总是显示有一点点电压,两表笔悬空时更大。


IP属地:贵州1楼2025-07-23 21:26回复
    用9205测电阻,绝大多数电阻阻值都偏小。以前有一次看到有1‰电阻可以论个卖,最小的1k,最大的100k,就买了一些,用这表测,全都小千分之几,于是怀疑表不准。找了一点9205数字万用表资料,看了电阻档原理,有点怀疑ICL7106输入电阻不是无穷大,图中红圈内那个R08(1MΩ电阻)分压,导致测得的数据偏小,于是在表的ICL7106旁找了个1MΩ电阻(图中红框中的电阻R2),换成了220Ω试试,结果发现测电阻时,显示的数字一下子跳到很小,然后慢慢增大到实际值,发现这个电阻不是要找的电阻,就还原了。又找了个ICL7106芯片资料,再对照,发现原理图上的R08是电路板上红圈中的R4,直接在上面并了个电阻试,测量值几乎不变,还是偏小那么多,说明我前面的猜测错了,要校正,只能调整参照电阻的阻值了。




    看到200MΩ档的原理是用1MΩ当参照,与被测电阻对比,再将原本的参照电压用10k和990k分压的电压对比,也就是把参照电阻放大100倍对比,感觉这样是不是误差比较大,是不是只放大10倍与10MΩ电阻对比,误差会小一点,于是仔细对照电路板,把线路改了一下,原来的10k、990k则换成20k、180k,成为1:9。结果发现两表笔直接接触时,显示阻值有近10M,再仔细看原理分析,两表笔直接接触时,是把参照电压以10k、990k电阻分1%输入,也就是理论上应显示1MΩ,而测量99MΩ电阻时,1M:99M=10k:990k,理论上应显示100M,显示的阻值都是实际阻值加1M。然后还原了电路。




    IP属地:贵州2楼2025-07-23 21:31
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      2026-01-07 19:37:57
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      本来一开始,知道所有档测量阻值偏小,以后注意就行,既然这样折腾了一下,手就痒痒了,决定将电阻档好好校正一下。然后又买了些其它阻值的1‰电阻,从100到10M都有了,而且10个10M还可以串成100M,通过测量1‰电阻的阻值误差,计算出参照电阻的误差偏大量,再计算一下需并联的电阻值,在参照电阻上并联直插金属膜电阻。大阻值电阻(2M档900k、20M档4个2.25M)的阻值要减小千分之几,需要并特大阻值的电阻,手上没有,想试试将22MΩ的直插电阻去掉外面的漆,然后通过摩擦将电阻膜部分擦去,成为更大的电阻,去掉漆没问题,用硬纸片摩擦,不断转动电阻擦,一开始阻值确实增大了,慢慢增大了几倍,然后突然一下就到无穷大了(数字万用表200MΩ档超限了),应该是哪个位置金属膜彻底磨断了,再换一个小心磨,还是一样结果。用10M贴片电阻试了试,因为电阻膜在里面,只能用硬工具从一边磨,一开始电阻没变,然后突然断路了,估计大阻值贴片电阻的电阻膜是蛇形布置,从旁边一磨到电阻膜,直接就磨断了。没办法,只能网购了一些超大阻值的贴片电阻,几十M到500M。




      IP属地:贵州3楼2025-07-23 21:35
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        先是直接对照1‰电阻将各档校准,200M档通过在990k电阻上并联电阻校准。然后发现从200k档到2M档似乎有点问题,将两个200k电阻并联用200k档测,测得100.3k,竟然与100k电阻差3‰,都是1‰精度的电阻,差那么多,明显有一批电阻的阻值不对。然后又网购了一个校准万用表的模块(有2.5V、5V、7.5V、10V精准电压输出和100Ω、1k、10k、100k电阻,号称可达万分之一的精度),又买了一些标称0.5‰的贴片电阻,主要用来校1M、10M档,相当于手上就有了两批1‰电阻,但两批间的误差有3‰,又买了一批0.5‰电阻和几个0.1‰电阻,一共四批,可以相互对比。又把以前买的金属膜电阻100、120、150、180、1k、1.2k、1.5k、1.8k……等各10个串联,有10M、15M,没有12M和18M,用了10个20M,准备每两个并联用20M档测量得到4位精度阻值,再每5个串联得两组约100M电阻,这样相当于10M级的电阻也有四组。



        测试方法,先用相应档位测单个电阻,比如200Ω档分别测100、120、150、180电阻,然后分别串0.33、0.66,三次测得的平均值减去0.33,理论上单个电阻测量精度可以达到0.4‰,四种阻值各10个,再加上两个万用表各测一次,共8组数据取平均值,精度还会更高,再10个串联用1k档测量,也是分别串3.3、6.6再测一次增加精度,同时与标准电阻对比,这样就可以测得单个电阻、10个电阻串联与标准电阻的阻值差和不同档间的误差,也可以对比10倍差的标准电阻间误差。
        经过对比,第一批1‰电阻、后面买的0.5‰贴片电阻、模块上的标称0.1‰电阻阻值一致,第二批1‰电阻全部偏大3‰。然后就在模块后面焊了一个10M、两个1M 0.5‰贴片电阻,使模块有了1M、10M标准电阻。
        对比还发现,100Ω标准电阻的标称值比实际值大了约0.5Ω,估计是人家用高精度仪表测量时,实际表笔有约0.5Ω没有减掉,所以1k电阻的标称值可能也比实际值大了约0.5Ω,可能有0.5‰的误差,10k电阻即使有0.5Ω误差,也是误差小于0.1‰,可以忽略。所以,最后选择10k和100k两个标准电阻作标准,通过计算,得到两个表各档的误差,再计算各档的参照电阻该并多大电阻,这样可以使得各档理论上误差不大于0.4‰,实际在按计算加并电阻后,再实际测量一下确认没问题,有问题的话再调整一下。因为一些其它原因,实际误差可能难以达到0.4‰以内,比如,9205万用表每次刚打开时,测量值都会偏小1~2‰,过一两分钟才正常,还有温度、空气湿度都可能影响测量值,尤其那个DT830,感觉空气湿度影响比较明显,校准操作都只能在空气湿度较小的大晴天进行,DT9205T基本能保证表打开后一两分钟读数准确,也就是误差在0.5‰以内。
        测试过程中还发现,测量值较小或较大时,比如用2k档测量1.8k电阻,或用20k档测2k、3k电阻,测量值都会偏小,于是,又将1M、1.2M、1.5M、1.8M电阻,用2M档分别测量阻值,分别加串1~9个100Ω电阻,测得5位精度,再用20M档分别测量1~10个M级电阻,分别加串1~9个1k电阻,也测得4~5位精度(精确到1k),画出四组电阻的两档测量值(2M档测量单个电阻累加值,20M档直接测量几个电阻串联值)的对应关系曲线图,再通过调整比例,使四组电阻两档测得的10M对齐,18M再串一个1.5M到大约19.5M,综合4条曲线,画出一条1~19.99M的曲线,得到20M档测量值与2M档测量修正后累加的实际值的对应关系。至此电阻档已校准。

        两个表都校准后,发现用一个表测另一个表的参照电阻,测出来都偏小,也就是说,当参照电阻和被测电阻阻值相等时,按ICL7106资料,ICL7106应该显示1000,然后通过换挡开关在适当位置显示小数点,而实际是参照电阻与被测电阻相等时,显示的数据是998左右,所以参照电阻都要减小约2‰,才能正确显示实际电阻数据,这就是这个表测量电阻都偏小的主要原因,还有一个原因是实际的参照电阻阻值还偏大,所以测量值就更小了,偏小3‰左右。


        IP属地:贵州4楼2025-07-23 21:41
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          火钳刘明。


          IP属地:甘肃来自Android客户端5楼2025-07-23 21:42
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            因为电阻档的参照电阻同时又作为电压档的分压电阻,所以,只要电阻档的电阻精度达到了0.5‰,电压档只要校准其中一档到1‰(四位数),其它档的误差也就能达到1‰左右,所以数字万用表的直流电压档校准就太简单了,只需测量模块的10V电压,调整VR1将20V档校准,就行了。两个数字万用表都按10V校准。
            交流电压档因为没有标准电压做参照,就要另想办法了,我能想到的是,指针万用表的直流电压档与交流电压档用了相同的电阻,只是交流档整流后平均电流只有有效电流的0.9倍,所以只要电路合理,电阻阻值精准,完全可以使得只须校准直流电压档,交流电压档就能达到很高的精度。所以,接下来就是怎么把MF30指针万用表尽可能较准了。
            先校准电流档分流电阻,把分流电阻与表头断开,单独测电流档的几个电阻的误差。先用10个100Ω电阻,加上1V多的电压,用200mV档分别测10个电阻上的电压,用2V档测10个电阻串联的电压,确认两个档的测量值之比是精确的。用1k档测一串电阻阻值1k比较精准,认定900Ω电阻阻值精准,90Ω、9Ω就算微调,对1k的影响也可以忽略。然后给这5个分流电阻加上1V多的电压(4v锂电池,加串2k电阻),用2V档测一串1k上的电压,用200mV档测四个电阻串联100Ω上的电压,发现100Ω略偏大,给90Ω电阻并联适当阻值。再给100Ω电阻加1V多,测得9Ω电阻偏小约1‰,精度够高,且手上最小的电阻除了0就是0.1,增加约0.01不现实,只能将就了。1Ω电阻和0.1Ω电阻是绕线电阻,可以调整大小,反复调来调去,不知为什么,很难调到1‰误差,调大一点点又大了3‰,调小一点点又小了2‰,因为实际测量很难达到这个精度,而且本身电阻太小,那一点点误差也不影响其它档的测量,最后将就了。
            再往后,必须保证1.5k、3.1k、1.6k、2.8k加起来严格是1k的9倍,这样才能保证50μA校准后,其它电流档是精确的,1.5k严格是前面1k的1.5倍,这样能保证25V、100V只须校准其中一档,另一档就是精确的。根据表的原理,表头满偏电流大约40uA,加校准的可调电阻阻值大约2.5k,一共10k的分流电阻分流约10μA,电阻并联后约2k,串3k电阻到精确的5k后,50μA档也就是0.25V档。考虑到1V档18k电阻用在交流电压档是阻值会略超一点,改为15k,同时把50μA档的3k串上,2V档仍为20k。后面80k、400k、2M实际都偏大,都并联相应的电阻使阻值精确,最后通过调整串在表头上的可调电阻,对照模块的5V,校准5V档,直流电压档就较准了。
            交流电压档,就是按交流有效电压串电阻,得到200μA有效电流,经半波整流,平均电流约90μA,要给表头40μA,分流电阻50μA。实际上,交流电压的最大值是有效值的√2倍,最大值是平均值的π/2倍,所以严格来说,平均值是有效值的1.41421356/1.57079633=0.9003163倍。根据我改过的电路,原来的2CP11的反向漏电电流极小,不影响测量,1N60会略大一点,需要测一下电流有多大,对测量有多大影响。还有二极管导通压降必须考虑。加200μA直流电流,测的2CP11上电压0.552V,1N60上电压0.205V,按200μA交流电流,2CP11正向压降0.552V,1N60正向压降0.205V,误差会足够小。考虑到1N60整流后的电流要分别流经5.6k、6.9k,并联阻值3.09k,200μA电流时压降一共约0.823V,2CP11串1.3k电阻,压降0.812V,使正负半周平衡,考虑到电流更小时1N60串的电阻压降下降更多,使用1.2k,满偏时压降0.792V。为了测量0.792V反压时1N60的电流,想了一个办法,用同一批的1N60反向并联到数字万用表上,用2V档,加电压到0.792V,然后取下1N60,电压升高约0.06V,万用表2V档内部电阻1MΩ,所以取下1N60后,万用表电流增加约0.06μA,也就是1N60反向电流约0.06μA,200μA交流半波整流,只算正半周的平均电流是180.0633μA,负半周约-0.06μA,抵消后正好剩180μA,全周期平均电流90μA,误差小于万分之一。交流10V档,正半周限流电阻需分压9.177V,电阻需45.885k。交流100V档,限流电阻分压99.177V,电阻495.885k,已有400+80+15=495k,还需串885Ω。再来算上面的分流电阻,1N60整流出来的平均电流90μA,表头要40μA,另一边要分50μA,所以表头这边电阻是12.5k的5/9,也就是6.9444k,扣除表头及校准用可调电阻2.5k,还有4.4444k,分流电阻5.5556k,扣除2.5k,还有3.0556k,原表是3.1k,大约要并联204k,而原来串表头的1.6k就要再加串44.4Ω,因为实际电阻有误差,后面先用精密可调电阻代替准备加的电阻,把表头断开,计算出各电阻加上适当电压后的分压比。因为前面测了,电阻档900~1500之间基本上测量值与实际值极接近,所以两边的电压取1~1.3V,计算出4位数整数比,调节精密可调电阻到满足要求,最后用几个电阻拼出精密可调电阻的阻值,再实测确认没问题。这样一来,只要直流电压档校准了,交流电压档也就精确了。实际校准时,先用模块输出的5V,指针万用表5V档调到指针正好满偏(用手机的超级微距放大观察,尽可能减小读数误差,这样在指针满偏时读数可以达到约2‰的精度)。











            IP属地:贵州7楼2025-07-23 21:56
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              然后把220V半波整流,100k电阻加两个8.2μ电容π型滤波,再加100k电阻和50k精密可调电阻分压,MF30用直流100V档与9205直流200V档并联,电压调到100V,发现MF30指针误差极小,还是以100V档为准重新校准,这样MF30的直流电压档满偏100V精度可达2‰左右,交流电压档精度也就可以达到3‰左右。再把前面的整流滤波电路去掉二极管,只用电阻分压加0.022μ(实际容量0.017μ左右)高压瓷片电容滤除高频谐波和杂波,调节电压到MF30的100V交流电压指针满偏,再校9205的交流电压,调整VR2到显示100.0V,9205的交流电压档精度就能达到3‰左右。








              IP属地:贵州8楼2025-07-23 21:58
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                为了校准9205的电容档,又买了个电阻电容模块,不过,电容的测量精度就没那么高了,模块上的电容值都只有三位数,高位还是1,也就是1%的精度。为了测得更精确的值,使用了50Hz市电做信号源,也就是测交流电压档那个电路,电阻分压,电容滤除高频谐波和杂波,然后电容串跟容抗相近的电阻,比如,50Hz下,0.01μ的电容容抗是318.31k,为了精确测量电阻值,使用两个160k电阻串联,实测阻值320.5k,电容电阻串联后,接入信号源电路,两个万用表交流20V档,一个测电阻电压,一个测电容电压,调到两个表电压都在13V左右,通过电压比,再考虑万用表10M内部电阻的影响(320k电阻与10M电阻并联,10M电阻与0.01μ电容并联时,要考虑交流的相位,也就是用电阻的倒数的平方加电容容抗倒数的平方等于并联阻抗倒数的平方),通过计算就能测得精确的容抗,市电50Hz的允许误差0.2Hz(4‰),可以在不同时间多测几次来减小误差。实际测量时,因为两个表的读数都不断跳动,所以只能照几张照片,把照得的数值取平均值。因为两个表都有误差,所以,测量一次后,把两个表交换一下再测一次,两次测得的数值相乘再开平方,就能消除表的误差影响,这样测量,理论上误差可以达到小于4‰。万用表电容档有20n(0.02μ)、200n(0.2μ)、2μ、20μ四档,因为大电容容抗小,2μ档测1μ电容只能改用约2V的信号,10μ是电解电容,用不了这个方法,20μ档就不管了。测量发现,0.01μ、0.1μ的电容实测容量与万用表电容档测量容量差不太多,1μ电容差太多(标的1.02μ,这样测得有1.08μ左右,万用表直接测量有1.1μ多),不知道是原本误差就太大,还是因为是铁陶瓷介质(介电常数跟铁的导磁率一样会饱和,导致电压较高时容量明显减小)电容,于是换了两个250V2μ贴片电容串联,结果误差还是稍有点大,最后发现0.01μ和0.1μ两个的实测容量与电容档测量容量相近,就只能按这两个档校准了,2μ档误差稍大一点,20μ档只能根据电路原理认定误差不会太大。





                IP属地:贵州9楼2025-07-23 22:00
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                  2026-01-07 19:31:57
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                  电流档校准,需要精准的电流。我的9205电流档有20μA、20mA、200mA、20A。想到了一个办法,用DT830的20V档,内部电阻10M,用1M直插电阻和200k精密可调电阻串联,并到830上,用9205测电阻,调节200k可调电阻到9205显示1M,就可以使得830测得10V时,表与电阻的电流和正好10μA,作为9205的20μA档校准用的10μA标准电流。锂电池组(三节电量较足的串联,约12V)串一个500k精密可调电阻、9205万用表20μA档、并了电阻的830万用表,调节500k可调电阻,使830显示10.00V。实测时9205的20μA档测量值偏大,根据偏大值,计算出内部取样电阻需要并联的电阻,并联上电阻后再测一下确认没问题。然后用1k、100电阻测20mA、200mA档,发现两档测量值都小约1‰,如果要校准,只能在10Ω、1Ω电阻上分别串联0.01Ω、0.001Ω,没那么小的电阻,串联也不好操作,1‰误差只能将就用了,20A档一时也难以测试,凑合用。


                  IP属地:贵州10楼2025-07-23 22:43
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                    怪不得电流档只有20μA档的电阻偏大。理论上,ICL7106的输入端最高输入电压199.9mV,显示1999,20μA档最大显示19.99μA,采样电压199.9mV,所以电阻是10k,而实际电路,这里R50不但使用了10k±0.25%电阻(棕黑黑红蓝),还与其它电阻R48(白黑黑银蓝9±0.25%)、R47(黑白白银蓝0.99±0.25%)串联,还有一个20A的0.01合金电阻,实际串联值10.01k±0.25%。虽然这10Ω(0.01k)只占10k的0.1%,小于误差0.25%,但在10k本身偏大的情况下就会更偏大。根据经验,大多数标称误差的电阻,实际误差会小一级,也就是标0.25%的电阻,实际误差可能大于0.05%但多半小于0.1%,所以增加0.1%的阻值,多半会影响精度。如果让我设计,我就让这个10k电阻绕过R48、R47,只串那个0.01合金电阻了。
                    这里0.99的电阻还并联了一个100(101)贴片电阻,估计是考虑到铜箔走线有约0.01Ω,所以0.99与20A的0.01串联,再加上铜箔电阻,就可能达到1.01,所以0.99要并一个100以减小约0.01。


                    IP属地:贵州11楼2025-07-24 09:19
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                      7106更换好的积分电容,使比例读数达到1000,一切都可迎刃而解,你的方向偏了


                      IP属地:四川来自Android客户端12楼2025-07-24 12:48
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                        @贴吧用户_57ZGa9V 查了一下,积分电容是这个,应该是比较好的CBB电容了。稳定性好要数钽电容,但钽电容有极性,估计用在这里不行。不知道还有什么更好的电容,能否推荐一下?


                        IP属地:贵州13楼2025-07-24 17:07
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                          对DT830做的线性测试。
                          用10个100k、10个120k、10个100Ω电阻,先用200k档,分别测得10个100k、10个120k电阻的阻值,分别为
                          100.1、101.4、100.4、99.9、99.8、100.3、100.1、100.3、100.6、100.4、120、120.6、120.3、120.4、120.2、120.4、120.5、119.9、120、120。
                          再用2M档分别测量1~10个100k、120k,再分别串0~9个100Ω电阻测量,测得的平均值减500(450取整),分别测得值为99.7、201.1、301.6、401.4、501.4、601.7、701.8、802.1、902.7、1003.1、119.5、240.1、360.4、480.9、601.1、721.5、842.1、962、1082、1202.1。
                          整理得下表:

                          从这个表可以看到,除了第一个100k和120k电阻的测量值小0.4~0.5k(前面计算不取整的话差值为0.35k、0.45k)外,其它的误差都很小。
                          以前就猜测过,是不是ICL7106测量时,最低位不是四舍五入,所以会全部偏小0.5左右,这个测试看起来差不多。
                          为了进一步证实,又用2M档测10个100Ω、120Ω,发现8个100Ω显示0.000,9个100Ω显示0.001,8个120Ω显示0.001,前7个120Ω显示0.000,第2~8个(共7个)显示0.000与0.001交错跳,再用2k档测,发现前7个120Ω串联阻值838Ω,第2~8个串联阻值839Ω,估计840Ω能稳定显示0.001,也就是说它不是四舍五入,而是.83舍.84入。
                          除了因为ICL7106不是四舍五入从而导致小值略偏小外,这个DT830的线性还是不错的。下次要是9205找不到适合的电容,把这个830的电容换上去试试。


                          DT830按上面原理图C12(积分电容)、C13(调零电容)是一样的CBB电容。


                          DT9205的原理图中C12(电路板上C2)是CBB电容,还串了个10Ω(100)电阻,C13是贴片电容,不知道这个贴片电容会不会对测量有影响,反正就是这个表的线性不好,测量小于900和大与1500的数值都会偏小,也不知道那个10Ω电阻起什么作用,对测量有没有影响。


                          IP属地:贵州14楼2025-07-31 22:18
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                            你是贴吧老人了多年前见你在电子吧,现在还在。我已经10多年不玩贴吧了,


                            IP属地:山西来自Android客户端16楼2025-08-13 15:54
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