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古いDVMの仲間入りと校正アダプタ

2017-07-30      
 やっと普通の週末を迎えられた感じ・・・昨日の空き時間は漸く工作タイムとなりました。早速、クリスタルフィルタの組み立てに着手すれば良かったんですが、実は3ヶ月程前に入手していたジャン測のDVMを校正せずに・・・というかできずに放っておいたものを、先週の工作机周りの掃除をした際にラックへキチンと収納したため、こいつを校正することにしました。



 IWATSUの「VOAC 7512」というマルチメータです。二十ウン年前の代物ですが、手軽に校正できる点とオクの出品価格、さらに「アルコール」が作用してポチッとしてしまいました 電圧や電流の測定にはUSB接続できるロガーなんかの方が良いとは思うものの、通常の測定にPCをいちいち使うのも億劫、かつ今の主力テスターは電池消耗を軽減するべく自動OFF機能が不用意に動くため、「良いところ」でOFFになって頭に来ることしばしばあり、かなり以前から「AC電源で動くもの」が欲しかったんです。自作してもいいんですが、据え置き型の手頃なものがそれこそオークションに数多出品されていますから、野口先生を数枚覚悟したわけですね。

 このマルチメータは、校正用に外部の正確な電圧・電流源、基準抵抗などが必要ではあるものの校正作業自体は簡単にできるため、最もよく使うであろうDC電圧の基準となる電源を準備すれば一先ず済みます。そこで、ひとまず電圧基準を準備することにしました。

 このDVMの校正に必要なDC電圧は、各測定レンジのフルスケール校正用として40mV,400mV,4V,40V,400V,1000Vとなっています。真空管を使った工作ならいざ知らず、上の2つの正確な校正は自分には必要がありません。もう一つ下のレンジである40Vの校正は行いたいところなんですが、40Vの正確な電圧を準備することは難しく、ひとまずその下のレンジである4Vより小さいものを校正することにしました。



 今回の製作の肝は、テスターの電圧測定精度を調べるときに使ったLM4040を基準とし、これをできる限り正確な抵抗で分圧して必要な電圧を得ることにしました。

 このシャントレギュレータの精度は、消費電流を50μA以上1mA以下にすることで4.096V±0.1%が保証されます。そこで、後置する抵抗分圧による4Vの生成部分に流す電流を考慮し、前置する三端子レギュレータを5Vとして1KΩを置きました。これで500μA程度が流れることになります。また、一連の精度±1%の抵抗は、先週都内へセミナー受講に行った序でに秋葉原に寄って購入してきました。

 生成された4Vはそのまま基準電圧とすると共に、オペアンプのブルテージフォロワを介して0.4V/0.04Vを生成するようにしました。ここには、ほぼ死蔵されていたと言って良い「741」を使い、オフセットを調整してオペアンプの入・出力電圧が一致するように調整することにしました。この「741」は自分が学生の頃に入手したものでありまだ数個残っていますが、果たして今後使うことになるんだろうか



 新発売の秋月D基板の「4穴タイプ」に組みました。直流の世界だからと特に気にせずに組んだからなんでしょうが、ICに手を近付けると測定中電圧の下方の桁がパラパラ動いてしまう現象が出たため、LM4040の出力とLM741の電源にパスコンを入れて落ち着かせました。

 さて、実際の電圧の精度・・・4V端子の精度を「神」として4Vレンジを調整した後、0.4V/0.04Vを確認するとそれぞれ0.39841V/0.03980Vと表示されました。分圧抵抗の精度がそれぞれ±1%ですから、総合的な精度として±2%弱に収まっていれば問題ないんですが、どうにも腑に落ちずに個々の抵抗値を測って逆算すると、ほぼこの値で合っていることが判りました(1.8KΩ⇒1806Ω、180Ω⇒178.7Ω、20Ω⇒19.9Ω)。

 さらに嬉しいことに、簡易的な校正方法として「フルスケール」の電圧でなくても調整自体はできることが判り、4Vを使って40Vレンジ以上の校正も行いました。よく使いそうな40Vレンジについては12V程度までの精度が問われることになるため、比較的ポピュラーな10Vの高精度レギュレータを手に入れればそこそこの校正はできそうですが、そこまでしなくても十分に使えそうです。

 何れにせよ視認性は格段に良くなった上、動かしっぱなしにできるところがGood お次は基準抵抗を用意して、さらに安心して使える活用範囲を広げたいとは思いますが、抵抗測定はテスターで十分でしょうからあまり焦らずにおこうと思います。
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アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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