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有关最高等级的精密分压器 Voltage Dividers / Reference Dividers

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex


第3级类似,但由于不太重要,也不需要经常调节,电阻比较小

描述:第三级调节电路


描述:第三级调节元件




第4级以后不需要调节  

  720A的补充部分

描述:调节用电桥电路


描述:面板右半部分


描述:新款内部图,元件有所不同

  Fluke 752A

这是Fluke从80年代开始生产的专用参考分压器,目前仍在生产,同样没有替代产品。




与720A不同,这个是个简单的电阻分压器,也可以认为是Hamon分压器,只有10:1和100:1两个分压档,可调的部分和开关与720A比大大减少;同时,分压电阻总值为4M而不是100k,这样就使得开关的接触电阻的影响非常小,分压电阻的发热也小,采用了高等级的金封线绕以及其它相关措施,因此分压不确定度做到了非常高的指标,10:1的不确定度达到0.2ppm输出值,而100:1的为0.5ppm输出值。
相比之下,720A适合10%到100%的任意分压,最好是电压接近的,例如把10V分压成7.056789V,这样误差才与0.1ppm相差不大,在1到0.5的分压比之内,720A的性能优于0.2ppm(输出)。用720A进行10:1分压已经是用到极限了,此时输出的不确定度为1ppm比较大了。720A也更不适合100:1的分压的场合。
然而,752A是非常适合10:1和100:1的分压,而且就是这样设计的。

描述:与720A比,752A在10:1分压时好5倍,在100:1时也要好4倍





由于生产年代比较晚,因此采用的设计理念和所用的元件有所突破:
1、三重屏蔽/隔离(外壳:地,内壳:Guard,最内均压屏蔽),这样就使得温度均匀,少受外界暂时气流等变化影响



2、分压保护。采用了额外的保护分压,让这分压的个节点直接接到主分压的外壳上,这样电位一致,达到等电位屏蔽的目的,减少泄露



3、采用了Fluke最高等级的金封线绕电阻,温度系数测试到0.1ppm,实际温度系数大多<1ppm,配对到0.1ppm,等价计算分压系数0.01ppm,可见Fluke是下了本钱的



4、采用“统计”方法分压,全部电阻均采用120k。主分压器是3600k+400k实现10:1分压,其中3600k是30只120k串联的。另外,400k是360k+40k,而360k是用12只120k串并联实现的,40k是3只120k并联的。本来采用相同阻值、相同特性的电阻进行分压就能有良好一致的分压比,再加上多个串并联,就更能使得个体差异进一步减少,才能取得10:1下0.2ppm输出的优异特性。

  
同样,752A是自校准的。
校准仍然是电桥法,等臂,其中半桥是2只同样的120k电阻。利用开关互换的办法,可以非常精确的把这2个臂调节到一样。



对于10:1校准,左下臂就是下分压的40k,而左上臂是三串三并的上分压电阻360k。换句话说,把这360k拆成3个120k并联,就成为40k,这样可以利用电桥调节成一样,使用时串联起来,就是精确的10:1分压了。
  



类似,对于100:1档的校准, 是利用了已经校准了的10:1分压的400k作为左下臂(=360k+40k),上分压电阻(3600k)的3组1200k并联也成为400k ,校准成相同,使用时就能保证100:1的分压了。



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