教你用几颗电阻提升万用表精度

面包板社区 2023-02-01 20:09

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我最常用的万用表是一块优利德 UT33-A ，用了十多年了一直觉得很好使。在一百元以下的万用表里面它的主要优点有：小巧，自动量程，3 3/4位读数，用2节7号电池。从替下我的第一块表DT9205之后，我对它的精度没有怀疑过，不过也没有和高档仪器对比过。

去年底我买了一块新出的ZT111万用表来玩，对比时发现这两个表测量1节5号电池的电压居然有明显的差值。相差几个字可以理解，多了就有问题了。一般来说新表更可信，于是我翻出来以前买的10V电压基准，把UT33-A校准一下看看。在这个万用表的PCB背面，有两个可变电阻，调VR1就是校准电压基准用的。

意外的是，10V校准之后，测1节电池的电压两块表的读数依然相差不少，UT33-A明显读数高一些。若我调整UT33-A的VR1使测电池电压两表一致，测10V基准时UT33A的读数又偏低了。我又拿出来UT61A四位半表一起对比，三打二胜，判断还是UT33-A不准了。按照规格书上0.5%的直流精度，这只表的误差也超标了，不合格。

也不知道当初买来时候是否是这样了，已无从考证。我学习了一下万用表原理，例如 http://bbs.eeworld.com.cn/thread-476362-1-1.html 这里面讲到的，普通自动表是用输入电阻分压的方式来扩展基本电压量程的。例如我这块 UT33-A, 最低量程是 400mV, 那么用 10:1 分压就可以测量 4V, 用 100:1 分压测量 40V. 因为表的输入阻抗是10M欧，推测分压网络用一个公共的10M电阻，下面各自的电阻就成了:

在UT33-A的PCB上找，果然发现这几个值差不多的电阻：

拆下来排在一起看是这样(拆之前我已决定要替换下它们了)：

10M电阻是两个5M的串联得到，绿环表示精度 0.5%

1.11M电阻用在4V档，精度不知道，没有色环标。

101k电阻用在40V档，蓝色表示精度 0.25%

10k电阻用在400V档，同样精度 0.25%

如此看来我的这只UT33-A电压档误差超过 0.5% 也是不足为怪的，只要电阻误差在它们的上限(运气不那么好，或者多年后电阻本身老化)。尽管我已买了性能更好的(9999最大显示) ZT111，UT33A这么淘汰也未免可惜。作为学习也好，我决定将这些电阻“升级”一下，提升这个表的精度。

可惜除了10k，这几个电阻都是特殊阻值，高精度也不易一次买齐。退而求其次，那就用常用值的串联得到吧。从立创商城可以买到 0.1%误差 25ppm 0805的精密贴片电阻，我就买来一些备着。考虑了买得到的阻值，替换方案如下：

根据灵敏度分析，上面的组合中110欧和10欧电阻用普通的就可以了。UT33-A只是3 3/4位表，用0.1%电阻不筛选也够日常使用。

今儿动工把电阻换成了贴片精密电阻。我使用了“叠罗汉”法直接搭焊：

换好之后再用10V基准校准一下电压档，再测量1节电池的电压，读数就和我的ZT111, UT61A一致了。果然找到了误差源头所在，升级成功。

怎么样，学会了吗?

END

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