6位半數位萬用表大車拼

pengchln

看到大夥都在拼命介紹第二代家電測試儀
我也來介紹一些比較專業的數位萬用表

在現今萬用表的普及性無需多言，幾乎是每個工程師或維修工程師人手一只，可談到台式萬用表並不是每一個工程師都能用到，而6位半的台式萬用表社會保有量就更少了，但6位半由 於其在精度，測量速度，線性，積分特性等方面的顯著特色，可以滿足大部分的基準測量，尤其是小信號的測量。作為一種測試電壓，電阻，電流這上個電參數的基 礎儀器，6位半自推出至今，主要是受到參考基準，ADC，電阻網絡的發展水平以及需求的制約，發展相對緩慢。
在Tonghui和Rigol推出6 位半萬用表之前，雖然亞洲國家先後也都有推出過6位半，7位半的萬用表，但都沒怎麼流通賣不好，市場實際全是歐美國家的天下。Fluke在台式萬用表市場沉寂多年以 後，也於2007年開始再次發功力拼這一塊市場。Advantest則在慢慢退出這個市場，鑑於此，這裡不再對其進行比較。下面進入正題，一起來看看6位半台式 萬用表的現狀及其最新的發展。

1. HP/Agilent 34401A
2. Agilent 34411A
3. Fluke 8846
4. Keithley 2000
5. Hameg HM8112
6. Picotest M3500,chroma 12061-c,keithley 2100
7. Tonghui TH1961
8. Rigol DM3061


1. HP/Agilent 34401A

34401A 的經典就不用多說了，這款早在91年就有HP推出的6位半，既使到現在也仍然是主流，可見這台儀表的經典程度，從另一方面也說明了HP的設計功底。據說 34401A的全球保有量有十幾萬台，大部分工程師接觸到的6位半也是34401。儘管由於34401設計的非常之早，沒有電容，溫度測量功能，也不支持 掃瞄卡，但其它指標均為6位半樹立了標準，而且後來者鮮有突破者。



2. Agilent 34411A      （每位工程師心中的名表）
Agilent在2005年對34401進行了改版，這就是後來的34410A和34411A。主要的改進如下：

34410A的改進：
1k讀數/秒@6 1/2位，10k讀數/秒@5 1/2位，傳輸速率直接至PC
直流基本年准確度改進到30ppm
增加了電容及溫度測量
擴展了測量量程
50,000 讀數非易失性存儲器
觸發反應和觸發抖動均小於1uS
總線查詢響應小於500uS
峰對峰值檢測能捕獲短至20uS的脈衝 （跨界到示波器的領域）
偏置歐姆補償可在線測試電阻

34411A在34410A的基礎上還增加了以下功能：
50k 讀數/秒@4 1/2）直接至PC
讀數存儲器擴大到1M
模擬觸發電平和可編程的預/後觸發
網路，USB



3.Fluke 8846
Fluke在台式萬用表沉寂了很多年後，2007年做了好多動作，先是接連推出了5位半的8808A，6位半的8845A/8846A，接著是停產了為Fluke支撐多年的5位F45。8845A跟34401A的指標還不相上下，8846A則多有突破和創新。
Vdc 年准確度達 24ppm
100 uA至100 mA量程，100 pA分辨力
寬範圍歐姆量程，10 Ω至1 GΩ； 10 uΩ分辨力
測量頻率和週期
8846A可以測量電容和溫度
Trendplot™趨勢圖顯示，統計功能，直方圖顯示
獨有的2x4線電阻測量功能可利用2條引線完成4線電阻的測量。
具有乾式電阻測量能力
10k讀數非易失性存儲器,並可擴展USB存儲到2GB
但在Fluke一直的弱項測量速度方面並沒有顯著提升，當然相比以往產品也做了很大改進，提高到995 讀數/秒@4 1/2位，6位半10NPLC時提高到6讀數/秒。觸發延遲小於1mS，觸發抖動小於500uS,TTL觸發，比起34411A來還是有相當差距。



4. Keithley 2000 （目前小改款為2002）
Keithley的2000也是一款非常經典的萬用表，在HP34401A之後推出，改進之處有：
50讀數@6 1/2,2k 讀數@4 1/2
支持溫度測量
支持10通道的2線掃瞄卡，可配置成5通道4線



5. Hameg HM8112-3
德國Hameg以模擬頻譜儀出名，事實上其在EMC/EMI測量方面也廣有產品，現屬於羅德施瓦茨旗下公司。HM8112-3是其8100可編程測量 儀器系列中的一員，性能中規中矩，在電流測量方面比較突出，有100uA的量程和100pA的分辨率，另外支持8通道的2線和1通道4線的掃瞄卡,30k 讀數非易失性存儲器。但測量速度就比較慢，6位半時每秒只能讀取的1個讀數。



6. Picotest M3500,chroma 12061-c,keithley 2100
鑑於這3台儀器相同的外觀，相似的顯示，相同的指標，其實質是同一台儀器。指標相對於34401A的改進有：
59K 讀數@6 1/2,  2k 讀數@4 1/2
支持RTD，TC溫度測量
10通道2線掃瞄卡
2k讀數非易失性存儲器



7. Tonghui TH1961
TH1961 是同惠仿34401A的6位半作品，沒什麼大亮點，但將交流電流測量的帶寬擴展到10kHz,基本準確度提升到0.05%,電流測量範圍10mA~3A。 測試速度比起34401來就慢很多，6位半時只有1.6次/秒，4位半時45次每秒。此外支持極限功能（HI/IN/LO）用於快速測試分選。



8. Rigol DM3061
DM3061同樣是普源仿34401的作品，最早發佈於2005年，相比34401做出了很多改變和創新。
1. 最大讀數2,400,000-
2. 使用Datalog是高達50 Krdgs/s的採樣速率
3. 高達2 M 讀數的易失性存儲和512k讀數的非易失性存儲
3. 256×64點陣液晶顯示，支持多顯功能和屏幕菜單
4. 16路測量巡檢功能和控制軟件UltraLogger
5 頻率/週期、電容、任意傳感器測量、極限測量
6. 數據採集功能包括：數據記錄、巡檢
7. >10 GΩ輸入阻抗下直流電壓範圍達到48 V(± 24 V )
8. 圖形化顯示功能： 直方圖，波形圖
但也有很多缺點：
1.質量不夠好，軟韌體還不夠穩定，有時候按某些按鍵後會出現當機。
2.數據記錄沒有時間戳，沒有趨勢圖。
3.觸發電平不可以調整，只能選擇上升，下降，高電平，低電平。



總結：
總而言之，6位半數位萬用表無弱兵。上面列出的萬用表差不多涵蓋了市場上能見到的主流6位半，在提供非常高的準確的同時也給使用者提供了很大的選擇空間。同時通過對 比，我們也看到了6位半萬用表的發展和變化。這裡要突出強調的一點是關於基本直流檔的年准確度，實際各儀器的差別比較。比如 34401A標稱35ppm,但事實上跟原廠公佈的年准確度要比這個好很多。據網路上的一位基準達人lymex長期的追蹤測量，1996購入的34401，12年來10V偏差不到 5ppm，當然這裡不排除偶然和少使用的因素，但也能從一個側面反映出34401A的標稱指標是多麼的保守，因為10年後的準確度應該是 35*3.15=110ppm。所以如果是應對工程測量，萬用表到了6位半就戳戳有餘了。

SIMON1016

少了兩張圖
我轉貼一下
http://www.edufujitsu.org/myspace/blog/show_160103.html

cremaker

很好奇的，pengchln 你是做什麼的，R ＆ D？居然要用到這種儀器！

^_^

ciko.ciko

1.根據經驗此類電表,如HP34401A在測量ACV低頻及微弱信號時,須留意其準確度.
2.當頻率低於10Hz時,其FILTER選項應選"LOW"(延長信號平均時間).
3.當ACV電壓<1mV時,不可直接測量,因此時電錶顯示值,為其自身的Noise floor.

eson0724

都是高檔貨??

我還是看看就好!!   謝謝分享!!  

ciko.ciko

此類高階電表從6位半到8位半,皆屬高階儀表 ,若能配合多功能電量校正器使用,則對於產品研發及設備校正,皆有非常正面的幫助.

pengchln

ciko.ciko 發表於 2012-10-11 12:18 PM static/image/common/back.gif
此類高階電表從6位半到8位半,皆屬高階儀表 ,若能配合多功能電量校正器使用,則對於產品研發及設備校正,皆有 ...

ciko.ciko兄 有來歷
對於這些儀器要如何搭配使用有一定的認知跟了解

ciko.ciko

pengchln 發表於 2012-10-11 01:03 PM static/image/common/back.gif
ciko.ciko兄 有來歷
對於這些儀器要如何搭配使用有一定的認知跟了解

剛好之前工作上有使用過,目前偶而也修修校正單位送修之校正器.

fix2010

精品！很讚的啦！

pengchln

cremaker 發表於 2012-10-11 03:12 AM static/image/common/back.gif
很好奇的，pengchln 你是做什麼的，R ＆ D？居然要用到這種儀器！

^_^

謝謝你對我的好奇 等改天再告訴你吧！
至於你問我為什麼會要用這些儀器，那我反問你你為什麼會買第二代家電測試儀？
答案很簡單因為有需求 對吧！
因為當你在維修某些電子設備或儀器就會需要有輔助的工具和儀器來幫你完成對嗎？
所以有好的儀器設備是不是就可以加快對要維修的電子元件做出判斷
如 wish 版大對故障的電子設備判斷 快，狠，準 不外乎經驗值 對電子元件的認識 以及充足的電子儀器設備作後盾
所以我們一般在修機器如按照排列所用的工具為 三用電表➜電容表➜示波器➜頻譜分析儀 大概是這樣
當然可能有人會說我用三用電表就可以修了可是要看修什麼如要修收音機是頻飄要調IF中周的三用表有可能嗎？
又如之前我介紹的古董電容分析儀
因為要修音響知道電容壞了要換電容可是換上去聲音不對了中低音不夠Q彈是什麼原因？答案是因為新的電容的特性不一樣
後來也是借助古董電容分析儀 幫我分析頻率的特性挑了堆電容找了一個比較相近的換上去才勉強OK的
至於維修示波器不知你是否有注意到我說要注意電源紋波
我截一段文章供你參考：

一、紋波定義
   紋波的成分較為複雜，它的形態一般為頻率高於工作頻率的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈衝波。由於直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而 形成的，這就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波。對於不同的場合，對紋波的要求各不一樣。對於電容器來說，無論是那一種紋波，只要不是太大，一般對電容器質量不會構成影響。而對程控機電源或音響設備中所使用的電源，由於寬度很窄的脈衝沒有足夠的能量來推動喇叭的紙盆或話機的聽筒而形成雜音。因此對於這種窄脈衝的要求可以放寬。
而對於音頻範圍內的類似正弦波的紋波信號，雖然其幅度不是太高，但其能量卻使喇叭或聽筒發生嗡嗡的雜音。因此對這種形態的紋波應有一定的要求，而對於用於一些控制的場合，由於窄脈衝達到一定的高度會干擾數字或邏輯控製部件，使設備運行的可靠性降低，因此對這種窄脈衝的幅度應有一定的限制，而對類似正弦波的紋波，一般由於其幅度較低，對控制部件的干擾不大。
紋波的表示方法可以用有效值或峰值來表示，可以用絕對值，也可以用相對對量來表示。例如一個電源工作在穩壓狀態，其輸出為 100V 5A，測得紋波的有效值為10mV，這10mV就是紋波的絕對值，而相對值即 紋波係數=紋波電壓/輸出電壓=10mv/100V=0.01%，即等於萬分之一。
紋波就是一個直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應該是 一個固定的值， 但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波後得來的，由於濾波不乾淨，就會有剩餘的交流成分，即便如此，就是用電池供電也因負載的波動而產生紋波。事實上， 即便是最好的基準電壓源器件，其輸出電壓也是有紋波的。
要體驗，可以用示波器來看，就會看到電壓上下輕微波動，就 像水紋一樣，所以叫做紋波。
一 般使用交流毫伏表來測量紋波電壓，因為交流毫伏表隻對交流電壓響應，並且靈敏度比較高，可測量很小的交流電壓，而紋波往往是比較小的交流電壓。如果沒有交 流毫伏表，也可使用示波器來測量。將示波器的輸入設置為交流耦合，調整Y軸增益，使波形大小合適， 讀出電壓值，可估算出紋波電壓的大小。
紋波電壓會影響係統的工作，帶來噪聲。所以電源要有足夠的濾波措施， 以將紋波限制在一定的幅度以內。
2. 紋波(ripple)與諧波的比較
諧波簡單地說，就是一定頻率的電壓或電流作用於非線性負載時,會產生不同於原頻率的其它頻率的正弦電壓或電流的現象。
紋波是指在直流電壓或電流中，疊加在直流穩定量上的交流分量。
它們雖然在概念上不是一回事，但它們之間有聯係。如電源上附加的紋波在用電器上很容易產生各頻率的諧波；電源中各頻率諧波的存在無疑導致電源中紋波成分的增加。
除了在電路中我們所需要產生諧波的情況以外，它主要有以下主要危害：
1、使電網中發生諧振而造成過電流或過電壓而引發事故；
2、增加附加損耗，降低發電、輸電及用電設備的效率和設備利用率；
3、使電氣設備（如馬達電機、電容器、變壓器等）運行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命；
4、使繼電保護、自動裝置、計算機係統及許多用電設備運轉不正常或不能正常動作或操作；
5、使測量和計量儀器、儀表不能正確指示或計量；
6、干擾通信係統，降低信號的傳輸質量，破壞信號的正常傳遞，甚至損壞通信設備。
紋波的害處：
1、容易在用電器上產生諧波，而諧波會產生較多的危害；
2、降低了電源的效率；
3、較強的紋波會造成浪湧電壓或電流的產生，導致燒毀用電器；
4、會干擾數字電路的邏輯關係，影響其正常工作；
5、會帶來噪音干擾，使圖像設備、音響設備不能正常工作。（常聽到的ㄧ個名詞交流干擾）
總之，它們在我們不需要的地方出現都是有害的，需要我們避免的。對於如何抑製和去除諧波和紋波的方式方法有很多，但想完全消除，似乎是很難辦到的，我們隻有將其控製在一個允許的範圍之內，不對環境和設備產生影響就算達到了我們的目的。
上述的文章是否需要用到示波器
其實上述的文章也可以用在修理電腦的電源供應器上你就可以知道為什麼會爆漿了
可是頻率比較低階的示波器可能看的沒那麼清楚比較不容易判斷

這就是工欲善其事必先利其器，有好的工具儀器配合電路圖修起電子機器才比較能得心應手 才不會造成無效工時過多

drew5198

謝謝提供這麼好的資訊(諧波及紋波),我目前使用手持式fluke 87及376.還沒用到6位半電表.你文章後面那一段話寫的很不錯....因為我也跟朋友及同事這麼同樣說法.......只是一般人還無法見解同樣測量儀器為何買貴的,用幾百元就搞定