Метод измерения сопротивления, использованный автором топика, по отечественной терминологии называется логометрическим (у буржуев - ratiometric). Его суть - в измерении отношения (в данном случае - падений напряжения на испытуемом резисторе и эталонном), а не абсолютных величин. Таким образом, измерив это отношение и зная сопротивление опорного резистора (эталона, "шунта"), вычисляют сопротивление испытуемого резистора в виде простой пропорции.



Преимущества этого метода, определившие его чрезвычайно широкое распространение, - простота и высокая робастность, т.е. нечувствительность ко многим из дестабилизирующих факторов. Результат измерения практически не зависит от силы тока, протекающей в измерительной цепи, от наличия коммутационных элементов, от напряжения источника питания.

Для примера, собранный за 5 минут макет омметра, реализующий принципиальную схему из этого топика. За неимением низковольтного источника напряжения задействован полусдохший аккумулятор. В качестве имитатора контактов реле используется постоянный резистор с номиналом 0,1 или 10 Ом. Двум каналам АЦП здесь соответствуют два независимых канала вольтметра (А и В). На дисплей прибора выводится уже рассчитанное отношение, что при эталонном резисторе 1 Ом численно совпадает с сопротивлением испытуемого резистора.
Испытываю SMD резистор 20 мОм. Меняю сопротивление имитатора контактов реле на 2 порядка - результат на дисплее неизменно 19,7 (мОм):



То же самое для SMD резисторов 13 и 3 мОм. На дисплее стабильные 12,9 и 2,87 мОм.



К слову, практически все без исключения карманные цифровые мультиметры измеряют сопротивление именно логометрически. При этом эффективно используется особенность АЦП двойного интегрирования: если на вход АЦП подаётся напряжение с испытуемого резистора, а на независимый (плавающий) вход опорного напряжения - напряжение с эталонного резистора, то результат преобразования численно равен отношению этих напряжений. Остаётся лишь умножить полученное отношение на сопротивление эталонного резистора. Впрочем, если номинал последнего выбирать из ряда 10^N, то умножение сведётся лишь к перемещению десятичной запятой на индикаторе.

Я действительно поражаюсь уровню до которого скатились некоторые участники измерительного форума. Мало того, что эти люди не способны разобраться в методиках измерения, так они ещё проявляют своё невежество, увенчанное хамством для замещения отсутствующих аргументов. В соседней ветке Chroma. Тут другой участник объявился. Николай_С, над вами смеются люди, принимающие непосредственное участие в разработки измерительных приборов. Не знаю ваш физиологический возраст, но по духовному развитию вы похожи на юнца, ретиво отстаивающего ложную правду перед родителями.

Posted after 3 minutes 30 seconds:

Это совершенно неважно. Лишь бы допустимые напряжения синфазные и/или дифференциальные не были превышены у АЦП, в данном случае они представлены вольтметрами. Более того, в определённых пределах не важен и протекающий ток через цепочку шунта, измеряемого резистора и всех добавочных сопротивлений в цепи.

Posted after 2 minutes 31 second:

Течёт, но сопротивление этих контактов не влияет на результат измерения. Составьте уравнения, описывающие работу этой схемы, если этот уровень вам доступен. И вместо пафосных слов вам придётся употребить согласие.

Потихоньку подъезжает недостающее.
Решил вместо огромного проволочного ДНМ-101 вне термостата, применить делитель на SMD резисторах 0.1%, 25ppm внутри термостата. Так как китайцам веры нет, оказалось не просто найти нужные номиналы в мелких количествах по проверенным поставщикам.
На плате с ADS1256 китайцы обманули с опорой, обещали ADR03 (3ppm/°C, 6µVp-p), а прислали LM285-2.5 (20ppm/°C, 120µVp-p). Хорошо хоть не TL431. Впрочем этот АЦП не актуален, так как приехал ADS1263. Он кстати имеет встроенную опору (2ppm/°C, 50ppm@1000hr), вполне соизмеримую с MAX6341. Правда не понятно что у неё с шумом.

При тестах ADS1220 выяснил, что встроенная опора шумнее. Как минимум, у нее нет выхода наружу, а значит даже кондерчик не повесить по выходу опоры.
На моей платке ADS1256 вроде стоит ADR03, но не проверял на оригинальность. ОУ-буфер после нее я сразу же после получения не глядя перепаял на TP27.

Dӧppelganger_857, в ADS1263 выход опоры наружу торчит, но если она там шумная, то конденсатор особо не поможет, особенно в области спектра от 0.1Гц.

Сзади моей платы на ADS1256 написано _V2, видимо на _V1 стояла опора ADR03, ну и решили удешевить. Кстати не понятно, зачем они ещё буфер там поставили, ADR03 вполне можно было подключить напрямую. Они могли этим буфером серьёзно испортить точность опоры.

Мой вариант прототипа части "ИОН". Выходник собран по схеме переключаемого ИКН/ИКТ, как в калибраторе Mickle. В основе ИОН от 3peak TPR5025 на 2,5В, и 16ти битный ЦАП DAC8830.

Спойлер

Спойлер

Преобразование однополярного выхода ЦАПа в биполярное реализовано включением 1/1 делителя в инвертирующем входе на опору ЦАПа. Идею для такого включения я подсмотрел тут.
Таким образом, на выходе ОУ размах +/-Uоп, равный +/-2,5В.
После формирователя биполярного сигнала стоит делитель 1/1, чтобы понизить размах до +/-1,25В. Реально установить можно напряжение в пределах +/-1,2В, дальше можно и не влезть в диапазон. Это удобно, т.к. после этого каскада (или в нём самом) можно поставить х10 усилитель для реализации +/-12В диапазона. Все резисторы в этой масштабной цепочке находятся в какой-то китайской сборке на 4 согласованных резистора 10кОм.

Минус такой схемы формирования биполярного напряжения состоит в том, что при включении он сбрасывается в 0, следовательно, на выходе максимально отрицательное значение. Это может быть критично для многих АЦП, у которых однополярное питание, и которые не позволяют подавать на вход ниже -0,3В относительно земли. В полноценную версию надо добавлять ещё одно реле, коммутирующее вкл/выкл выхода, для того, чтобы при включении схема устанавливала сначала нужное или нулевое (половина шкалы) значение ЦАПа.
Я думаю насчёт применения имеющегося в наличии DAC7631E, который может работать с двуполярной опорой и выставлять выход в ноль, но его параметры в плане нелинейности хуже, чем у DAC8830, и внутри есть буфер, который по параметрам хуже, чем TP27. С другой стороны, для требуемых от макета 0,1% этого может быть достаточно. Но корпус у него довольно мелкий, и я не уверен в том, что смогу ЛУТом сделать плату под такой мелкий шаг выводов.

Ошибка установки в режиме ИКН, в зависимости от установленного напряжения, снятая с шагом 0,1В (ppm - синий график, мкВ - оранжевый):

Есть некоторые проблемы около нуля, но это больше связано с шагом ЦАПа. Смещение нуля калибранулось хорошо, 6мкВ, поэтому ошибка в малых положительных значениях вызвана шириной шага ЦАПа, составляющая примерно 38мкВ/LSB. По графику видно, что ошибка находится на уровне -30мкВ, а значит, в пределах +/-1LSB. Как по мне, это проблема калибровки по прямой между +/-1В, а не по полиному с третьей точкой в нуле.
Однако, график вписывается в 0,1%, поэтому я таким результатом вполне доволен.

ИКТ имеет предел +/-12,5мА, в основном для прогонки стабилитронов. Значение устанавливается резистором, так что реализовать нужный ток не проблема. Так же в перспективе можно добавить усилитель х10 для сигнала с шунта, чтобы снизить его нагрев.

В качестве резистора, задающего ток ИКТ используется какой-то, если верить объяве на таобао, SMD резистор на сто ом производства Vishay. Рассеиваемая на нем мощность в схеме не очень велика, 12мВт максимум.
По идее, проблемой в режиме ИКТ является прогрев выходного ОУ A3, если нагрузка низкоомная, и большая часть напряжения питания падает на выходном каскаде ОУ, прогревая его.
Однако вроде все выглядит неплохо. График снятый с переключением нагрузки с 5 Ом (шунт 34401А, включено на холодную), на 100 Ом, и работа на 100 Ом в течении ночи:

Размах графика порядка 10ppm. Прогрева явного вроде не видно, поэтому я доволен.
Ошибка установки по току так же хороша, как и по напряжению, и тоже растет около нуля. В остальном, тоже влезает в 0,1%

В целом, для меня довольно удачная конструкция. Надо будет расширить схему на плате, добавив туда Х10 каскад для ИКН.

Dӧppelganger_857, узкое место такой схемы - ЦАП, даже если применить например сверхдорогой DAC11001B, разрешающей способности 20 бит может оказаться маловато. Поэтому я и выбрал ШИМ, который просто и недорого обеспечит гораздо больше, хоть и медленнее. Нелинейность тут пофиг, она скомпенсируется АЦП. А 3PEAK молодцы, сделали рекордный, по соотношению ppm : $$, опорник.

По вашей схеме, на мой взгляд буфер А1 не нужен, он только вредит делу. Ещё не увидел где и как соединяются аналоговая и цифровая земли. Резисторная сборка RN1 специальная прецизионная или обычный ширпотреб? Был бы шаг ЦАП помельче, можно было бы выкинуть делитель на 2 RN1.3-RN1.4. Тепло прогрева из А3 можно вынести применением дополнительного повторителя на ОУ похожего на LT1210.

В своей конструкции выход тока и выход высокого напряжения, если руки дойдут, буду делать отдельными блоками.

A1 используется для снижения выходного сопротивления опоры. Тут баланс между добавленным ТКН от дрейфа смещения ОУ и просадкой (load regulation) от нелинейной нагрузки опоры по току - у ЦАПа входное сопротивление нелинейное в зависимости от кода, плюс сопротивление по опоре со стороны RN1.1 меняется так же из-за установленного значения (худший случай который я посчитал, дает где-то 5ppm уплыв напряжения ИОНа от изменения сопротивления нагрузки на 10кОм). По-хорошему, да, туды надо поставить чоппер, тот же RS8551, просто под рукой их не было.
Более крутой опорник из серии TPR70хх наверное будет, т.к. судя по их напряжению питания, в отличие от TPR50хх, они сделаны на буред зенере, а не на бендгапе.

За особой разрядностью не гнался, т.к. меня устраивает 0,1%, то и 16 бит тут оптимум. Для многоразрядного выхода я думаю посмотреть в сторону многофазного ШИМ.

Резисторная сборка какая-то "5 пыпыэм 10к 0,1%" с таобао за сто рублей:) В целом, в этой конструкции я мог бы обойтись и дискретными 0,1% резюками.

Да, мощный выходник после А3 тут нужен. И функция ИКТ скорее всего тоже переедет в отдельный блок, т.к. мне она в целом не особо нужна - мне просто нужен долговременно стабильный источник 10мА для прогона советских стабов с высоким внутренним сопротивлением. Но иметь регулировку этого тока в некоторых пределах для подгона тока нулевого ТКН удобно.

Насчёт земли - извиняюсь за разные значки в принципе. На схеме земля одна, это полигоны сверху/снизу. Полигоны с обеих стороны соединены кусками ног резисторов, продетых через сквозные отверстия.

По идее, сопротивление по опоре со стороны RN1.1 и входное сопротивление входа опоры ЦАП противоположны по знаку и должны компенсировать друг друга, но глянул даташит, и действительно, минимум приходится не на конец шкалы, а на 0x8555. Нелинейка.

Ещё вот вопрос. Подыскиваю готовый трансформатор для питальника с экраном между обмотками, но что-то не нахожу вызывающего доверие. Видимо придётся мотать самому. Или есть ещё идея посмотреть импульсный источник от Минвэла для медицинского применения, есть ли там экран между обмотками трансформатора, и вообще что там на предмет связи между первичной и вторичной цепями.

Наткнулся тут на любительский перевод 3-го оригинального издания "Искусства схемотехники" Хоровца и Хилла. Картинки из Части 9.10.6.

Сравнение шумов опорников:


Способ компенсации сопротивления утечки конденсатора в НЧ-фильтре:

Andrey_B,
На счет транса...
Можно поискать транс от компаратора Р3003 р3017, калибратора П327( на счет него не уверен) в этом трансе каждая обмотка в собственом внешнем экране...

Еще плпадались трансы от калиратора П320 ( он похож на в1-12 в1-13), там первичка и вторичка насотаны отдельно и есть экраны.. но внешнего экрана как в р3003 нету..

Может взять подобный транс https://www.chipdip.ru/product/tp112-11 ... .24a-26337

И заэкранировать вторичку и первичку как в Р3003 /р3017?

По минвелу
Я немного ковырял их БП для светодиодов ( которые стабилизаторы тока)
Как я понял, если БП с корректором мощности то сделан хорошо... А без корректора дешман..
Между горячей и холодной частью у них стоит кондер.. и еще минус выхода через кондер посажен на землю..
В основном БП сдкланы по раздельной топологии. Активный корректор мощность + обратноход или резонансник..
Сами трансы у них полност перемотаны желтой лентой...
БП на мед. Исполнение мне нн попадались ихние..

ass20, да, почти вся прецизионная советская измериловка имела трансы с экранами, весь вопрос где найти подходящее по габаритам, ведь в большинстве приборов они достаточно большие.

Этот вопрос в общем более широкий. Предположим есть транс с экраном. Экран надо куда-то подключать. Если выводить на отдельную клемму прибора, то при типичном использовании на столе она чаще всего будет не задействована. Если к земле прибора, то это может и не дать ожидаемого эффекта, ну будет присутствовать паразитная емкость первичной обмотки не к обмотке вторички, а к экрану. Разница не велика.

Главная задача, как видится, обеспечить минимальную связь между грязной сетью и чистыми вторичными цепями прибора. Как вам идея использовать два трансформатора? Это конечно избыточно, но зато какой-никакой фильтр и например какие-нибудь ТП114-К65 или ТП1207 вполне доставабельны:



С1 давит дифференциальную помеху, L1 - синфазную. Ёмкостная связь между обмотками вдвое меньше. Электрическая цепь между трансформаторами выполняет роль электростатического экрана. Тежелее в 2 раза, КПД пониже, тут это не особо важно. Можно T2 заменить DC-DC преобразователем, но тут вообще трудно предсказать, будет практическая польза от этого или нет.

"С1 давит дифференциальную помеху, L1 - синфазную."
Подумать? Как говорится, "по желанию". Раз.
Второе - L и С между обмотками 12В на Т2.

Гораздо проще взять два дешевых китайских двухсекционных трансформатора.

Двухтрансформаторные схемы на 50 Гц довольно громоздки. Мне сразу вспоминается полупудовый винтажный стабилизатор напряжения П36 для питания потенциометров, где первичная обмотка сетевого трансформатора, закованная в медную незамкнутую оболочку, была буквально подвешена в воздухе на расстоянии сантиметра от секции вторичных обмоток.