¿Los coeficientes de temperatura de las resistencias en el “Calibrador portátil” LM399 / LM199 afectan significativamente la estabilidad de salida?

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Me gustaría saber cómo se obtiene la estabilidad de referencia de voltaje en productos como multímetros de 6.5 dígitos que utilizan LM399 como referencia de voltaje a pesar de usar dos resistencias de ganancia. Supongamos un LM399 ideal y un amplificador operacional ideal y una fuente de corriente ideal (así que ignore los resistores de 200k y 5k). Me parece que incluso a 5 ppm, la salida sería muy sensible a la temperatura (en relación con un LM399 real). Entonces, ¿cómo puede esto funcionar? ¿Es el caso que las temperaturas de la resistencia no fluctúan mucho porque están cerca del calentador de temperatura controlada? ¿O están midiendo la temperatura con algo como un LM35 (y tempcos emparejados en las resistencias) y calibrando en el software?

Incluso a 5 ppm / C y solo a un cambio de temperatura de 0.5C (dejando de lado el trimpot), estoy calculando un rango de 10.170 a 10.167 (ganancia que oscila entre 1.4634 y 1.4629) lo que parecería horrible para tal instrumento. ¿Afectan las resistencias la ganancia en la forma en que creo que lo hacen?

He visto esquemas para un par de multímetros de este tipo y todos usan al menos dos o tres resistencias discretas y, por lo general, buscan un voltaje de salida estable de +/- 10V o quizás +/- 12V, por lo que es el " Calibrador portátil "¿una aproximación razonable de una aplicación real?

    
pregunta Anthony

3 respuestas

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Bueno, si el LM399 tiene una especificación de 0.5 ppm / 'C 0 ~ 75'C, eso no es suficiente para un DMM de 6.5 dígitos con una precisión de 1 ppm. No obstante,

Ya se calienta térmicamente en el interior con retroalimentación térmica. Normalmente se puede obtener una mejor estabilidad con un doble servo de horno térmico sobre el chip, tal como se hace en mejores OCXO.

Conseguir que las relaciones de resistencia recortadas con láser a 1 ppm sea una tarea más difícil.

Nunca asuma que la precisión es la misma que la resolución. A veces, lo que se necesita es una resolución adicional a corto plazo.

Aquí hay un medidor de 7.5 dígitos con 50 ppm de precisión (¡solo!)

Aquíhayunapruebaquecomparareferencias Keysight34498A...lasentrañasdeunDMMde6.5dígitos

TruevoltdeKeysight 34465A DMM, la especificación de 1 año se aplica a temperaturas de ± 2 ° C de la temperatura de calibración y con la autocalibración alcanza una precisión en el rango de 10 V dentro de las 24 h si se trata de 10 ppm de lectura y 4 ppm de rango.

El único otro Keysight DMM con ACAL es el 3458A de gama alta con su precio de gama alta; un DMM más vendido de 8.5 dígitos

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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La relación de la resistencia de 8.8K y el trimpot de 19K + tiene un fuerte efecto en el voltaje de salida. Los otros no son muy críticos.

La ganancia del circuito es de aproximadamente 1.43, dependiendo de la tensión exacta que se encuentre en el diodo Zener. Por lo tanto, un cambio de 1 ppm en una de las resistencias afecta el voltaje de salida en 0.43 / 1.43 = 0.3ppm.

Si usas Z foil 0.2ppm / K resistores obtendrás +/- 0.12ppm / K tempco de la relación de resistencia. Cuestan algo así como $ 15- $ 20 por resistencia y no están fácilmente disponibles en una amplia gama de valores.

Este es uno de los problemas con estas referencias: la precisión de la fuente de voltaje no es tan buena, por lo que necesita agregar resistencias que puedan afectar significativamente el voltaje de salida.

Yo sugeriría usar una relación nominal de 1.5: 1 y recortar eso un poco con resistencias de precisión fijas y el último poco con un trimpot (wirewound tiene una temperatura menor pero una resolución más baja). O vivir con el error y corregirlo más tarde en el dominio digital. También puede corregir la deriva en algún grado por compensación. O bien, hornee todo el lío además de la referencia Zener enterrada, pero eso suele ser más desordenado de lo que parece y puede provocar errores de histéresis.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Es un buen circuito de referencia. No olvide que puede comprar resistencias de tolerancia del .1% a un precio barato ahora, incluido el paquete SMD.

Si necesita una precisión extrema en el tiempo, el TLZ1000 sugerido por Tony Stewart es el mejor en el mercado. El precio es de aproximadamente $ 30 USD por una precisión de 50 ppb y $ 50 USD por una precisión de 10 ppb. El fabricante sugiere proteger los cables de cualquier aire soplado, ya que causa un ruido de 10 uV en el cable de salida.

El TLZ1000 es lo suficientemente bueno para equipos de calibración de laboratorio de hasta 9 dígitos, o posiblemente mejor. Tenga cuidado con los potenciómetros de recorte, ya que tienen una deriva de 200 ppm C. Utilice el potenciómetro de recorte de menor valor posible, de modo que su deriva general sea absorbida por resistencias en serie y / o paralelas.

    
respondido por el Sparky256

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