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电压基准测试比较用无电源开关/扫描器 Powerless Scanner for Voltage Reference Comparison

时间:2012-10-19??来源:38hot??作者:lymex

几种扫描器用过一段时间后,发现都不方便进行多基准、长时间、周期性的测试与对比。而为了达到这个目的,就有必要做一个专用(其实也是通用)的扫描器了。

这扫描器完成后,很可能是“世界上第一款无电源扫描器/开关”
需求

1、多个电压基准同时对比、长期对比
1.1、可以间隔一个月对比一次,每次连续对比24小时。这样的对比与传统的每年校准比,不仅提高了频度因此可以看出诸如季节变化等短期变动因素,而且多次在非恒温环境下的测试,可以得到温度系数(及变动情况),同时根据统计规律可以大大降低对比的不确定度(以测试1000个点计算,对比的不确定度可以降低到单次测试的1/30、10次测试的1/10)。
1.2、对比的时候,所有的基准都相对4910AV进行扫描比较。当然,也可以推导出其它任何两个基准的相对对比情况,或者引入修正值。
1.3、对比的基准为:731B×2,732A×1,732B×1、734A(×4)、4910(×4)、DIY×4,这样一共是16个

2、与以前的那个2×4开关不同,多个电压基准的对比要防止基准之间的短路,瞬态也不行。也就是说,任何时候都不能出现两个开关同时接通的情况

3、开关/扫描器要体积小,屏蔽外壳,直接用网线做测试线,这样免除中间环节,已经被证明具有极低的热电。

4、最重要的是,必须用万用表的VMC(电压测试完成)接口取电,不需要外接电源,也不需要内部电池。这样,可以降低维护措施,也不会引入来自交流电的干扰。由于必须采用低耗电设计,几乎不发热,也自然会降低热电动势。

5、只进行基准的依次扫描,不随机寻址。思路

一般来讲,电压测试对比需要的是N×2扫描,类似这样:


其中E1~En是多个待比较的基准,K1~Kn是对应开关,同一时间只有一个打向右边;M是测试用高位表。这个电路的优势,是对称。而且,由于每路有两个完全独立的刀,因此也可以测试不同电压下的电位,例如恒流法对比多个QQ抢红包群号多少:
??


实际上,商品的Dataproof 160A,不仅是N×2的扫描,而且有另外的两刀,即一共4个刀,可以两、两的控制到接通任意16个输出之一,即N×(2+2):

??


当然,这样做可以做到完全对称,灵活多用,作为商品是应该的。但是,作为一个特定的电压基准的对比的需求,用1刀就够了,而不是4刀。这个电路的下面2刀,引到外边后,也短路掉了。
能这样说,也基于前天与vvi讨论问题的时候,我提出的一个观点:
与其说要互相靠近,到不如都向理想靠近。

例如分压匹配QQ抢红包群号多少,要选择两个温度系数一致、老化一致,然后最好还放在一起封装。但是,若分压的两个QQ抢红包群号多少都非常理想,例如温漂小、老化小,那分压就好。
同样,如果开关能在内部能做到热电接近零,那么就不需要对称了。用N×1替代N×2,就是在内部把公共端接到一起。这样,渴望达到“无热胜过低热”的效果。

也就是说,本文的后面的内容,是描述如何制作一个N×1扫描器,类似这样:




从最后一图可以看出,此开关不仅可以用于直接对比测试,还可以用在背靠背测试。

这样,一路只需要1组触点,对于双触电的继电器,可以省下一组继电器触点做检测和指示,以保证不会两路触点同时闭合。设计

采用CD4017十进制计数器做核心元件,可以2个串联达到20个计数一循环,也可以中间截断,达到任意计数,例如17。
4017的特点是10个输出脚可以分别依次输出高电位,代表其中一个对应继电器的导通。
由于要求在继电器动作的过渡期间,两个相邻的继电器不能顺势同时导通,否则这两个基准就互相短接了。因此要引入阻容延时电路,使得先关断、后吸合。
HC132是施密特输入与非门,作用之一是起同步作用,否则两个并联的门由于翻转电平的差异会不同时导通。同时也在掉电时释放吸合继电器(见下面)。
HC14是驱动,必须两个并联才能驱动继电器绕组。这部分包括100uF电容的选择等,参见2×4开关部分。
(后来,HC14被HC240替代,最好用HC573替代)


当4017的1脚变成高电位后,经过3MQQ抢红包群号多少和1n电容的延时,大约要2.5ms才能让后续触发器导通,继电器1吸合。
但当4017再次翻转后,1脚变成低电位,由于二极管的作用使得1n电容很快放电(延时大约2us),继电器1很快释放。
此时2脚的延时部分正在起作用,使得继电器2延时2.5ms后吸合,可以保证继电器1有充足的时间释放,就不会发生1与2同时吸合的问题了。
同理,此方法一直循环下去,使得吸合延时、释放不延时,外部触点会依次循环接通每一个基准


做10路以内的,用一个4017就可以。若16路就需要2个了。4017可以级联,2级可以出17路,3级21路,4级29路。
以下电路是德州仪器4017的:
?


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