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几个8位半的短稳测试 Short Stability of 8.5 Multimeters

时间:2012-10-07  来源:38hot  作者:lymex

首先,6个8位半,放在一起,还都是个人的,非常难得的机会,合影留念。

从上到下:
Advantest 6581T,日本唯一一款8位半
Datron 1281
Agilent 3458A
HP 3458A,grn的,目前有故障,飘的比较大
HP 3458A,lqg的,7V基准改动了,还没校准,因此偏差大
Solartron 7081,grn的,世界第一款8位半
均为测试我的4910,输出正好10V,偏差不到1ppm。4个10V互差只有0.5ppm

个别照片数字有重影,是因为曝光时间比较长,刚好赶上数字变化了

图片:DSC_0252sm.jpg

实际上,曾经生产过和正在生产的8位半表不算多,除了以上的,还缺以下几款:
1、Datron/Wavetek 1271,外观与1281一样,是1281的简化版
2、Fluke 8508A,新,但为基于1281的,性能没什么变化
3、Keithley 2002,新,半宽,产量少
4、Prema 6048,德国的
5、TRANSMILLE 8081,最新出品,英国一个小公司既然这些8位半都在这里,测试一下短稳。

所谓短稳,就是短期稳定度,也就是重复性,表现在多次读数之间不完全一致,每读一次,至少末位总是变动的。
短稳代表了超低频噪音,主要来源于基准的噪音、ADC的不确定度、热噪音。
短稳反应了测试的重复特性。如果重复特性不好,那么每次读数都有较大差异,就会影响读数,造成误差。这样再高的分辨也是无济于事的。
一般来讲,如果高位表的末位有几个字的跳动,那是正常的。如果基本不跳或者偶尔才跳一个字,那说明设计比较保守。如果跳动超过10个字甚至几十个字,那么说明设计太轻率,表的位数太多,应该降低一位使用。

测试时,每一款8位半分别上阵,接到我的732B上。732B尽管长稳不算好,但短稳还是相当不错的,在此做为理想基准。接好待热稳定后,采用录像记录的办法,然后通过观察录像把数据再输入到计算机里。如果用GPIB+USB+PC,恐怕会引入额外干扰。
每个8位半测试几个典型的、不同时间常数的(比如1281的fast和slow、3458选取不同的NPLC)。
而每一个时间常数的,测试至少20个读数,用Excel的stdev()函数计算标准方差。
标准方差是假设读数是正态分布的σ值,而有68%的概率,读数会落进平均值的[-σ,+σ]区间之内,有95%的概率,读数会落进平均值的[-2σ,+2σ]区间之内,有99.7%的概率,读数会落进平均值的[-3σ,+3σ]区间之内。

横轴为测试的周期,秒,最快测试到0.02秒(即每秒读50个数,也就是NPLC=1)。当周期=1秒时,代表NPLC=50。
纵轴即为短稳/噪音rms值,单位是ppm。例如3458A在1秒周期下(NPLC=50)噪音是0.015ppm,就是测试10V的时候,噪音是0.15uV,相当于95%的读数,Vpp波动在0.6uV之内(6个字)

由于测试速度越快越好,同时短稳越小越好,因此曲线越靠左、靠下越好,也就是越靠近原点越好,表明又快还稳。

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