Có một câu hỏi mà phòng đo nào rồi cũng gặp: chiếc đồng hồ vạn năng 6½ chữ số trên bàn đã đủ chưa, hay phải bước lên 8½ chữ số. Câu trả lời không nằm ở chỗ “nhiều chữ số thì tốt hơn”. Nó nằm ở chỗ bạn đang làm phép đo hay đang làm chuẩn. Bài này dùng Keysight 3458A để vạch ranh giới đó cho rõ.
Chỉ tiêu Keysight công bố cho 3458A
Độ phân giải 8½ chữ số. Tốc độ đọc tối đa 100.000 số đọc mỗi giây. Bộ nhớ tiêu chuẩn 148.000 số đọc. Độ chính xác điện áp một chiều theo chu kỳ một năm là 8 ppm ở cấu hình tiêu chuẩn, và 4 ppm khi có tùy chọn chuẩn độ ổn định cao. Giao tiếp GPIB. Máy có khả năng tự hiệu chỉnh và tự kiểm chứng, và Keysight nêu hai điểm mạnh riêng của thiết kế này: độ tuyến tính điện áp một chiều hàng đầu và mức nhiễu nội thấp nhất.
Về tùy chọn: chọn nguồn lưới 120 V hoặc 220 V, bộ gá rack kèm tay xách, và mức điện áp vào tối đa lên tới 1000 V hiệu dụng.
Chữ số không phải là độ chính xác
Đây là chỗ nhầm phổ biến nhất, và nó tốn tiền. Số chữ số là độ phân giải: máy chia nhỏ thang đo tới mức nào. Độ chính xác là chuyện khác hẳn: số máy hiển thị lệch bao nhiêu so với giá trị thật.
Một máy 8½ chữ số hiển thị thêm hai chữ số so với máy 6½ chữ số, nhưng nếu chuẩn nội bị trôi thì hai chữ số thêm vào chỉ là sự trôi được hiển thị chi tiết hơn. Vì vậy con số đáng đọc trong bảng chỉ tiêu của 3458A không phải “8½” mà là 8 ppm trên một năm, hoặc 4 ppm với tùy chọn ổn định cao.
Hệ quả thực tế: nếu bạn định mua 3458A rồi để nguyên không hiệu chuẩn định kỳ, bạn đang trả tiền cho một con số sẽ mất giá trị sau vài tháng. Còn nếu bạn có quy trình hiệu chuẩn và liên kết chuẩn, đó chính là lớp thiết bị bạn cần.
Khi nào 6½ chữ số là đủ
Phần lớn công việc trong phòng lab điện tử nằm gọn ở lớp này:
- Kiểm tra mạch và gỡ lỗi. Khi sai lệch cần phát hiện tính bằng phần trăm hoặc phần nghìn, hai chữ số thêm không đổi được kết luận nào.
- Đo kiểm trong sản xuất. Tiêu chí đạt hay không đạt thường đặt ở mức dung sai của linh kiện, vốn rộng hơn nhiều so với sai số của một DMM tốt.
- Giáo dục và đào tạo. Mục tiêu là dạy phương pháp đo, không phải đuổi theo ppm.
- Ghi dữ liệu nhiều kênh. Ở đây số kênh và tốc độ chuyển mạch quan trọng hơn độ phân giải.
Nếu công việc của bạn rơi vào bốn nhóm trên, hãy đọc bài so sánh các DMM để bàn 6½ chữ số trước khi nghĩ tới lớp 8½.
Ba trường hợp thật sự cần 8½ chữ số
Truyền chuẩn giữa hai thiết bị
Đây là ứng dụng kinh điển của 3458A, và nó khai thác đúng thứ Keysight nhấn mạnh: độ tuyến tính điện áp một chiều và nhiễu nội thấp. Khi so một chuẩn điện áp với một chuẩn khác, bạn không cần máy đo biết giá trị tuyệt đối chính xác — bạn cần nó đọc chênh lệch giữa hai nguồn mà không tự thêm sai số và không trôi trong lúc đo. Một máy tuyến tính tốt và ít nhiễu làm việc đó ngay cả khi độ chính xác tuyệt đối của chính nó kém hơn hai chuẩn đang so.
Phòng hiệu chuẩn và liên kết chuẩn đo lường
Khi thiết bị của bạn là mắt xích trong chuỗi liên kết chuẩn, sai số của nó phải nhỏ hơn đáng kể so với sai số của thiết bị nó đang hiệu chuẩn — tỉ lệ thường dùng là bốn lần trở lên. Muốn hiệu chuẩn một DMM 6½ chữ số cho đúng quy trình, thiết bị chuẩn phải thuộc lớp cao hơn hẳn. 8 ppm hoặc 4 ppm trên một năm là mức đặt 3458A vào vai trò đó.
Đo đặc trưng linh kiện chính xác và nghiên cứu
Khi cần theo dõi hệ số nhiệt của một điện trở chuẩn, độ trôi của một nguồn tham chiếu, hay sai lệch tuyến tính của một bộ chuyển đổi số-tương tự độ phân giải cao, bạn đang đo những thay đổi ở mức phần triệu. Đây là lúc 100.000 số đọc mỗi giây kết hợp với bộ nhớ 148.000 số đọc trở nên hữu dụng: lấy thật nhiều mẫu rồi lấy trung bình để kéo nhiễu ngẫu nhiên xuống, thay vì đọc một lần rồi tin vào con số đó.
Hai chi tiết vận hành hay bị bỏ qua
Tự hiệu chỉnh. Keysight mô tả 3458A có khả năng tự hiệu chỉnh và tự kiểm chứng. Tính năng này bù các trôi ngắn hạn do nhiệt độ và thời gian giữa hai lần hiệu chuẩn ngoài. Nó không thay thế hiệu chuẩn định kỳ có liên kết chuẩn, nhưng nó là lý do máy giữ được chỉ tiêu công bố trong suốt chu kỳ một năm chứ không chỉ ngay sau khi hiệu chuẩn.
Giao tiếp GPIB. Máy dùng GPIB, không phải LAN hay USB. Với phòng hiệu chuẩn đã có hệ thống tự động chạy trên GPIB thì đó là điểm cộng vì tương thích sẵn. Với phòng mới xây dựng hoàn toàn trên mạng LAN, cần tính trước một bộ chuyển đổi giao tiếp trong dự toán và trong thiết kế phần mềm trạm.
Chốt lại: hỏi một câu duy nhất
Thiết bị này sẽ hiệu chuẩn hay kiểm chứng thiết bị khác, hay chỉ đo mạch? Nếu là vế đầu, đồng hồ vạn năng Keysight 3458A đúng là lớp thiết bị cần, và nên tính luôn tùy chọn chuẩn ổn định cao cùng lịch hiệu chuẩn định kỳ. Nếu là vế sau, một DMM 6½ chữ số hiện đại cho bạn màn hình tốt hơn, giao tiếp LAN và USB, giá thấp hơn nhiều, và không có phép đo nào trong công việc hàng ngày mà nó làm kém hơn.
Tham khảo thêm bài EDU34450A theo ngành nghề để thấy lớp thiết bị bench phổ thông. Danh mục đầy đủ ở trang đồng hồ vạn năng Keysight.
Cần tư vấn tùy chọn chuẩn ổn định cao, bộ gá rack hoặc báo giá Keysight 3458A? Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025 và hỗ trợ kỹ thuật trọn đời máy.
