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Agilent/HP 34五八A是經(jīng)典的8位半萬(wàn)用表,很多指標(biāo)超高,,比如無(wú)與倫比的轉(zhuǎn)移特性和線性度(0.1ppm),**的噪音特性(0.01ppm),。但也有不滿意的地方,,比如中長(zhǎng)期的穩(wěn)定性不太好,90天10V電壓穩(wěn)定性指標(biāo)達(dá)到了4ppm,,其典型的漂移曲線見(jiàn)圖(出自Agilent 34**校準(zhǔn)手冊(cè)),。從這個(gè)曲線也可以看出,基準(zhǔn)LTZ1000A具有隨時(shí)間下降的趨勢(shì),。這個(gè)趨勢(shì)無(wú)論在這里,,還是在使用該基準(zhǔn)的Wavetek 7000基準(zhǔn)的說(shuō)明中都有體現(xiàn)。反映在萬(wàn)用表中,,這個(gè)趨勢(shì)所引起的后果就是讀數(shù)逐漸偏高,。基準(zhǔn)偏低1ppm,,萬(wàn)用表的讀數(shù)就偏高1ppm,。
通過(guò)半年多的測(cè)試,也發(fā)現(xiàn)自己新出廠的34**的基準(zhǔn)大概變化了5ppm(讀數(shù)偏大5ppm),。盡管1年的指標(biāo)為8ppm,,但其它一些8位半的萬(wàn)用表做的更好,比如Fluke 8508A和Wavetek 1281,,為4ppm/年,。
按照34**內(nèi)部采用的LTZ1000A基準(zhǔn)的老化情況看,典型指標(biāo)為1ppm/年,怎么就出現(xiàn)這么大的差距呢,?
Wavetek對(duì)7000系列的指標(biāo),,預(yù)測(cè)漂移也是負(fù)的。這里,,0.8+0.7=1.5ppm就是穩(wěn)定度,。
經(jīng)過(guò)剖析基準(zhǔn)電路和所采用的元件參數(shù),發(fā)現(xiàn)了原因所在,。原來(lái)是34**在設(shè)計(jì)時(shí)為了能工作與惡劣環(huán)境,,把內(nèi)部基準(zhǔn)的恒溫溫度設(shè)置的非常高,達(dá)到了90℃!
從34**的使用手冊(cè)可以看到,,34**可以工作在55℃的環(huán)境溫度下,。再加上機(jī)器內(nèi)部的溫升(13℃)、LTZ1000A的溫升(10℃)和一定的余量,,選擇90℃就不足為奇了,。
然而,從P.J. Spreadbury的文章和后來(lái)Wavetek等公司對(duì)LTZ1000A的測(cè)試表明,,溫度每增高10℃,,長(zhǎng)期漂移變大一倍!
因此,,若能把溫度降低30℃,,那么穩(wěn)定性就可以提高到8倍了(即長(zhǎng)期漂移為原來(lái)的1/8)。
這樣也很方便的解釋了,,為什么特性非常好的LTZ1000(年漂移<3ppm, 3σ),,到了Agilent的手上,為什么變成了8ppm的年漂移了,。
因此,,只要把恒溫溫度降低到60℃,理論上就能夠達(dá)到年漂移1ppm之內(nèi),。另外,,從LTZ1000A的手冊(cè)上也可以看出,1ppm/a的指標(biāo)漂移,,是在65℃的溫度之下得到的,,也證實(shí)了這一論斷。
另外,,F(xiàn)luke 8508A的長(zhǎng)期漂移指標(biāo)做的比較好,,是因?yàn)橛昧薉atron的原封不動(dòng)的基準(zhǔn),不僅因?yàn)?*工作溫度低(40℃,,比34**降低15℃),,而且還因?yàn)榛鶞?zhǔn)是用的LTZ1000CH而不是LTZ1000ACH,。這兩個(gè)基準(zhǔn)的差別是ACH的內(nèi)部有絕熱,因此溫升有額外的10℃,。這樣算下來(lái),,8508A的內(nèi)部基準(zhǔn)就至少比34**的降低25℃,因此老化指標(biāo)能夠降低過(guò)半也是可以理解的了,。盡管34**也有4ppm/年的高穩(wěn)定基準(zhǔn)選件,,但那是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的預(yù)先老化和篩選作為代價(jià)的
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