Возвращаясь к старому-доброму вопросу, хотелось бы узнать способы минимзации температурного дрейфа в ИОН. Дело в том, что планируется использовать ИОН на 5В ADR445 (для АЦП), у него температурный дрейф выхода 1-3ppm/С. Задача у АЦП практически заоблачная: иметь разрешение в 2.5мкВ при 120Дб динамического диапазона, сам АЦП по даташиту справляется, вопрос в минимизации дрейфа опоры, так как на нее же завязана автокалибровка. Какие существуют способы подобной минимизации? Вариант с опорой LTZ1000 не рассматривается.
Лично я пока вижу несколько способов:
1) Принудительно нагревать микросхему ИОН- тогда чем, уж точно не элементом пельтье...
2) Поставить рядом с опорником датчик температуры и позже создать соответствующую таблицу дрейфов.

С Уважением.

вариант 2 приколен,но не более ибо датчик сам врет.Потом возникнет проблема равенства температур источника и градусника.А таблицу вам не лень будет создавать? проще термостат и в него ацп вместе с опорой и вас непременно будет ждать счастье.

С температурным дрейфом борятся термостатированием опорного элемента (а при вашей задаче,
возможно и АЦП). Причем как правило, для конкретного элемента определена конкретная
температура, при которой дрейф минимален. Вообще в таких задача, как правило, это проблема
минимизации шумов и долговременной стабильности, а не температурных дрейфов. С шумами
можно бороться традиционными способами, с долговременной стабильностью только выбором
опорного элемента.
Мне приходилось проектировать ИОН, много экспериментов было, ADR44X не использовали, как и
волшебный LTZ1000. Хорошие результаты были с парой стабилитронов 2С108Р (+ естественно схема
стабилизации тока на операционнике). И MAX6350, даташит пересказывать не буду, реально удалось
получить недельную стабильность около 0.0005%. Микросхема была установлена в пассивном
термостате. Контроль проводился парой вольтметров В1-18. У этого ИОН есть ножка управления
фильтра, с помощью подключения к ней конденсатора, ценой ухудшения переходной характеристики
можно понизить уровень шумов (полоса до 1Гц).
О специфике разводки плат для подобных устройств, Вы видимо имеете представление.

Дело в том, что прибор позиционируется как переносной- поэтому термостатированный шкаф тут, к сожалениею, не подходит. Можно ли, условно говоря, поставить над микросхемой нагревательный элемент и поддерживать на нем определенную температуру?

Сами опорники термостатированные есть..

Например какие (на 5В с шумом не более 3мкв p-p в полосе 0.1-10Гц), акромя LTZ1000 и LM399?

Вышеозвученому MAX6350 активный термостат не нужен, достаточен пассивный, грубо говоря,
плата с микросхемой помещены в маленький контейнер, например из пенопласта.
И кстати, ни кто не запрещает в этот контейнер поставить термодатчик и нагревательный элемент.
Но любые активные термостаты имеют ощутимое время выхода на рабочий режим, что в переносном
(а стало быть с батарейным питанием) вобщемто не допустимо.

Если большой диапазон Т то пассивный не поможет.Кроме стабилизации Т опоры и ацп вряд ли что тможно предложить.Для термостата можно использовать отдельную батарейку.

Если с батерейным питанием, возможно второй вариант предпочтительнее будет, милиамперы то экономить нужно . А для регистрации температуры внутри ИОНа, можно взять опору с внутреним датчиком температуры.

Допустим, я создал таблицу поправок (вариант с датчиком температуры) с шагом в 0.5 градус по С. Справедливы ли будут эти поправки по истечению приличного срока, с учетом долговременного дрейфа. Вобщем, на сколько подобная поправка коректна и линейна?

Не совсем понятно.
Если Вам нужно разрешение в 2,5 мкВ, никакие дрейфы исправлять не нужно; следует только минимизировать шумы опоры.

Судя по даташиту, ADR445 "убегает" на 50 ppm только типовых за 1000 часов. Максимум - один аллах ведает, насколько. Так что про точность, если речь идёт всё-таки о ней, и в 2,5 мкВ, и в 25 мкВ, можете смело забыть, и не мучаться особо с температурной калибровкой. На ширпотребе чудес не получишь.
Вероятно, Вам стОит посмотреть в сторону вот этих опорников. Выглядят более солидно: хоть и тоже ширпотреб, но не такой откровенный.

Каких этих? Что посоветуете тогда в моем случае? LTZ1000- классная штука, но обвязка приличная. VRE305 от Thaler неизвестно как в Москве достать. MAX6350 если только через Farnell достать.

Извиняюсь, ссылка почему-то не прицепилась. Имелась в виду фирма THALER, и конкретно вот эти референсники:
http://www.rhopointcomponents.com/products...E+REFS+AND+REGS

Если с доставаемостью плохо, тогда конечно...

PS. VRE10x, кстати, есть в Москве, можно попробовать купить.
http://www.efind.ru/icsearch/?search=vre1

Попробую VRE105 заказать или VRE3050, а датчик температуры пока оставлю в проекте...

Это и есть вопрос вопросов. Как-то мне предолжили заняться созданием калибратора. Факультативно. Заказчик такой шустренький попался- ему представлялось, что LTZ1000 с данными, представленными в спецификациях можно приобрести недорого и просто. Тогда я предложил ему обратиться к продавцу LTZ1000 и попросить предоставить изделия вместе с сопроводительным документом фирмы LT, где предоставляются гарантии, что данные экземпляры соответствуют заявленным температурным и, особенно, долговременным дрейфам. Так вот, поставщик сразу потускнел, сказал, что такие вещи только по спецзаказу и очень дорого, а то, что у них на складе- х.з. Из моего собственного опыта- очень хорошо в этих случаях, естественно, стабилитроны, типа 2С191ОС и Д818ЕОС. Обратите внимание- индекс "ОС", особо-стабильные, состаренные.Правда, досатать их так же трудно.

2 Designer56
Скажите, а в Вашей практике встречались когда-нибудь приборы, которые могли бы измерять, скажем, (квази)постоянное напряжение 10 В с погрешностью +/- 10 мкВ, хотя бы в "коммерческом" (0- +70) диапазоне температур?
Я о таких знаю только понаслышке.

Стабилитроны, приведённые Вами, использовать приходилось, правда, они были не состаренные. Но и таких героических требований не было - АЦП 12-14 бит всего лишь.
Включал их в схему с положительно-отрицательной обратной связью на ОУ. Опер -140УД17 или 140УД25.
Для 12 бит АЦП точности вполне хватало, даже без термостатирования (правда, на одном устройстве дополнительную термокомпенсацию пришлось всё же сделать, с ручной подстройкой). Для 14 - уже нет, но там точность такая и не нужна была, а требовалось разрешение.
Стабилитроны предварительно отбраковывались. Правда, в "отход" ушло довольно мало (процентов 10-20, если склероз не изменяет).

встречались, но это особый разговор. кстати, 14 бит-это вообще очень хорошо, если речь идет о точности в полном смысле слова

Ну почему же особый? Как раз прэдмэт данной темы, если я правильно понял. Только тут всё ещё круче.

ЗЫ. Подозреваю, что в подобных приборах используются какие-то компенсационные методы измерений. По-моему, "тупо", "классически" измерить электрическую величину с такой точностью в компактном дивайсе невозможно...

Нет, 14-битной точности с такими стабилитронами без термостатирования не достичь, имхо... Для 12-битных погрешность была примерно +/- 1МЗР в диапазоне 0-50С (сам АЦП врал на температуре даже больше, но каждый калибровать не было возможности). Эффект старения тоже не проверялся - весчи были коммерческие, и контора их продавала активно, а для набора статистики достаточного количества устройств под рукой не имелось.

Именно так. Причем разработчики старой аппаратуры очень удивляют, умудряясь измерить
10В с разрешением 1 мкВ, и точностью 20 мкВ, не применяя ничего точнее 140УД17. АЦП на
рассыпухе, резисторы МРХ, и прочие выкрутасы. :-) Ну и конечно не о какой компактности речь не идет.



На 2С190Р в калибраторах В1-12/13, П320/321, хитрыми способами (ЦАП делился на 2 секции по 10 бит) умудрялись получать точность 0.0001%, а это почти 17 бит. Там в термостате был не только стабилитрон с обвязкой но и выходные каскады ЦАПов. Естественно все это сопровождало куча настройки и долгий прогрев. Но это приборы 70-х годов, в них 140УД5 - самый точный элемент.

Из новых (делаем поправку на СССР) высокостабильных стабилитронов есть 2С108, 2С164, 2С166. С буквами - А-Ж - не атестовыные на долговременную (>1000 часов) стабильность, З - У - атестованые. 2С166Е и К - очень быстрые - выход на рабочий режим менее 15 сек (это по току, не по температуре, т.е. прогрет он должен быть зараннее всеравно).
Но даже с такими стабилитронами, с обвезкой гемороя много, и схемотехника, и комплектация, и топология размещения на плате/в термостате.

Ко всем этому хочется добавить- попытки создать высокоточное устройство без термостатирования на супер-пупер современных элементах приводят к его нестабильности все равно. Я такие штуки видел. И получается: старий (70х- 80х) годов прибор работает стабильнее и точнее новых.

Даже не верится. Простите.


Спасибо за инфу. Бум вникать. Авось пригодится...

Дык, эта...
Есть подозрение, что у такого прибора состаривание опорных источников произошло самым что ни на есть естественным образом.

0.0001% конечно-же разрешение, это 20 бит. А точность именно 17 бит - для, например,
П320 http://measurement.ru/gk/electro/03/06/010.htm
На прямом диапазоне 10В имеется погрешность +-(10*10+40)мкв = 140 мкв. Дискретность
установки - 6 разрядов (самый старший - еденицы вольт 0..10В), т.е. 10.00000 В, получается
ошибка - 14 отсчетов, это 0.0014%.
На мелкой логике там сделаны 2 идентичных ШИМ-канала с разрешением 10 бит, один канал
преобразуется в аналог напрямую, другой (младший) - через делитель 1:1000. Ключи ЦАПа -
КП903 и КП302.

ЗЫ: Кстати именно в П320, схема стабилизации тока через стабилитрон (2С190Р) сделана даже
не на 140УД5, а на 140УД1Б.

Еще один интересный момент - в самом термостате имеется отдельный термодатчик, который
просто выведен наружу и ни куда не подключен. Он нужен для регулировки температуры
стабилизации термостата, которая для этого стабилитрона должна быть +55`С.



Нет, сейчас действительно все проще, если не стараться все предельно удешевить. Например
на двух MAX6350 без активного термостатирования мы получили стабильность соизмеримую со
стабильностью опоры в В1-18, а это 0.0005%. Да и АЦП современные есть не плохие. Только это
не обязательно дешевые сигма-дельта, а например TC534 - двойного интегрирования на 17-бит
без каких-либо заморочек. А можно на современной рассыпухе еще более точные вещи сделать.

А временная стабильность? А чем, если не секрет, вы его меряли?
П.С.: Я с калибратрами сиарыми имел дело, меня всегда поражала изощренность схемотехники.

Измеряли парой установок В1-18 и В1-18/1, с такой точностью верить никому
нельзя Температура окружающей среды +5...+40, время измерения 20 дней.
В течении этого времени расхождение между этими аппаратами была не более
+-40 мкв (при выходном напряжении 10В). Сравнивали и компаратором Р3003,
и напрямую измеряли В1-18-ми.

А вообще, такая точность вобщем никому не нужна. В региональных центрах
стандартизации и метрологии сейчас полная разруха (как и в ростесте, в Москве),
хотят только бабосы рубить, техника на последнем месте. Так что действительному
значению написанному в свидетельстве после поверки, веры нету ни какой.

Не так давно я ездил поверять свой вольметр В7-72 (0,005 по постоянке) в местный ЦСМ, поверку делали двумя калибраторами- Н4-7 и старым В1-9. Результаты сошлись. А вот предыдущая его калибровка Флюком- оказалась никуда не годная.

Неужели это был Fluke7000

Не удивляйтесь. Можно купить его по- разному. Сертифицированный калибратор- это дорого, его, сами понимаете, для такого класса нужно в национальном центре поверять, на дрейф проверять и т.п.- удовольствие очень недешёвое, сами понимаете. Да и не все экземпляры наверняка тесты пройдут. А можно просто у производителя купить, он, конечно, его у себя поверит...Но это будет дешевле, со всеми вытекающими.


Я не так давно делал сигма- дельта на рассыпухе, причем отечественной, правда более современной чем 140УД5. Причем, приведенная к диапазону входного сигнала 0-20 мА погрешность получилась не хуже 0,1%. Правда, в диапазоне -60 +90 гр.Ц. Без термостатирования. В нормальных условиях- 0,01%. Лучше я аттестовать не смог, образцовки не было соответствующей под рукой.

А причины такого выбора можно узнать?

Т.З- температурный диапазон -60 +90.

С аналоговой частью понятно, а цифровая на чем была сделана, с такими требованиями по температуре ?

564-я и контроллер воронежский, аналог 196-го. Не так и сложно получилось для многоканального устройства- цифровых м/с что-то 3 или 4 корпуса. Кстати, это давно уже довольно было, сейчас есть военный аналог 1554.

Т.е. выбор определялся чисто техническими соображениями, не "политическими" моментами?
Неужели на минус ничего не достать неотечественного?
На +125 вроде таких проблем нет.

Попробуйте. На +125 только транзисторы импортные можно найти, да и то врядли. Я что-то не видел импорта "милитари" в продаже. Хотя наши транзисторы в металле даже с приемкой "1" такие плюсы тянут. С минусом ещё хуже- большинство даже "милитари" импортных- это -50. Конечно, если их сунуть в камеру холода, они работать будут...Вопрос: Как, и самое главное, сколько? Я, ради интереса, испытывал на -60 КР155 и КР561, КР1561. Работают. Но это не значит, что их можно эксплуатировать в таких условиях. Аналоговые, само собой тоже работают. И наконец: Если есть наши подходящие, зачем мне импорт? Конечно, если работаешь в маленькой конторе, может быть, покупать в магазине удобней. Но никаких гарантий и контроля качества. Кроме того, бывают ещё и требования заказчика...

Какие с них, буржуинов, гарантии... Про контроль и говорить нечего.

Я бы сказал более определенно -не изощренность а извращенность.Некоторые вещи сделаны явно через ж...,но веть работают,правда не все,ежли комуто не повезло с ящиком(калибратором) то это навечно.
А флюки и левыми бывают.

Это Вы зря

Нет не зря.Я видел кишки калибраторов.Надо отдать должное их создателям они из,скажем так,ничего сделали весьма приличную вещь,но в одном из калибраторов обнаружилась никуда не подключенная кучка деталей,на схеме эта кучка являлась фрагментом схемы.Это конечно мелочи но согласитесь,что неприятно.

Так это брак

Нет,кучку нашли спустя много лет,и вначале все работало,но потом....
А про вражеские детали и градусы.У меня не работало вражеское творение при +2 градусах,а на корпусе маркировка промышленного диапазона.

Схемотехника почти всегда на очень высоком уровне (могу разве что припомнить идиотское схемное решение дист. управления прибором В7-40). А вот качество сборки и комплектация часто было действительно, ужастным. Но это касалось в основном "не военных" приборов, типа П320 (конденсаторы - КЛС!, или монтаж незакрепленной кроссировкой), в "военных", типа В1-ХХ, вобщем все было нормально.



Если только эти детальки не вражеские, а какойнить совковый закос под них.
А так можно и устройство сгородить из сверхпрецизионных микросхем и 0.1% резисторв, с точностью как у индикаторной лампочки...

Вы похоже немало намаялись с КЛС,я вас понимаю
Детальки не закос,просто не все золото что оттуда.

Для этих вещей детальки особые нужны- с 9 приемкой по нашему. Их и там не купить дешево и просто, а уж когда у нас предлагают по дешевке...Я в таких случаях просто прохожу мимо.

Да, врочем это ни кого не обошло, кто хоть как-то ремонта касался. Одно хорошо, находились они просто - тыкнул паяльником - и поплыло. Но в большинстве случаев, по злачным местам, их просто без проверки меняли.