Phòng đo có sẵn một chiếc 34470A 7½ chữ số, và ai đó đề xuất mua thêm Keysight 34420A — cũng 7½ chữ số. Nhìn bảng chỉ tiêu, câu hỏi đầu tiên là: có trùng không? Câu trả lời là không, nhưng lý do không nằm ở số chữ số. Bài này đặt 34420A cạnh hai đồng hồ vạn năng Truevolt 34465A và 34470A để vạch ranh giới đó bằng số liệu Keysight công bố.
34420A thông số: những con số làm nên khác biệt
Theo trang sản phẩm và datasheet 5968-0161 của Keysight, đồng hồ đo nano volt Keysight 34420A có độ phân giải 7½ chữ số, độ nhạy 100 pV với điện áp một chiều và 100 nΩ với điện trở. Nhiễu đọc được công bố ở mức 1,3 nVrms, tức 8 nVpp. Độ chính xác DCV cơ bản là 2 ppm trong 24 giờ và 30 ppm trong một năm.
Phần còn lại của bảng 34420A thông số cho thấy máy không chạy theo tốc độ: tối đa 250 số đọc mỗi giây, bộ nhớ 1.024 số đọc, giao tiếp GPIB và RS-232. Đổi lại, máy có những thứ mà DMM đa dụng không có: bộ quét 2 kênh nhiễu thấp tích hợp kèm hàm tỉ số và hiệu hai kênh, đo nhiệt độ ±0,003 °C với đầu dò SPRT (dải −190 °C đến +660 °C theo ITS-90), hỗ trợ cặp nhiệt điện loại B, E, J, K, N, R, S, T và một ngõ ra analog cho máy ghi biểu đồ.
Về đầu vào, datasheet ghi trở kháng vào lớn hơn 10 GΩ ở các thang từ 1 mV đến 10 V, dòng phân cực đầu vào dưới 50 pA ở 25 °C.
So sánh Keysight 34420A với 34465A và 34470A
Bảng dưới chỉ đưa những hạng mục đã xác minh trên keysight.com cho cả ba model. Ô có dấu gạch là hạng mục Keysight không nêu.
| Hạng mục | 34420A | 34465A | 34470A |
|---|---|---|---|
| Độ phân giải | 7½ chữ số | 6½ chữ số | 7½ chữ số |
| DCV cơ bản 1 năm | 30 ppm | 30 ppm | 16 ppm |
| DCV cơ bản 24 giờ | 2 ppm | — | — |
| Độ nhạy công bố | 100 pV / 100 nΩ | — | — |
| Nhiễu đọc | 8 nVpp | — | — |
| Tốc độ đọc tối đa | 250 số đọc/s | 50.000 số đọc/s | 50.000 số đọc/s |
| Bộ nhớ | 1.024 số đọc | 50.000 số đọc | 50.000 số đọc |
| Đo dòng | — | thang 1 µA, phân giải pA | thang 1 µA, phân giải pA |
| Kênh vào | 2 kênh, hàm tỉ số/hiệu | — | — |
| Giao tiếp | GPIB, RS-232 | LAN, USB, GPIB tùy chọn | LAN, USB, GPIB tùy chọn |
| Màn hình | — | màu 4,3 inch, đồ thị | màu 4,3 inch, đồ thị |
Đọc bảng này có ba điểm cần rút ra. Thứ nhất, về độ chính xác một năm, 34420A không vượt 34465A và thua 34470A. Thứ hai, 34420A chậm hơn 200 lần về tốc độ đọc và không đo dòng, không có màn hình đồ thị, không có LAN. Thứ ba, những gì 34420A có mà hai máy Truevolt không công bố — nhiễu 8 nVpp, độ nhạy 100 pV/100 nΩ, hai kênh nhiễu thấp, SPRT — đều phục vụ đúng một nhóm bài toán: tín hiệu cực nhỏ.
Vì sao độ chính xác ppm không phải con số cần đọc ở mức nanovolt
Độ chính xác tính theo ppm là một phần triệu của giá trị đọc, tức là tỉ lệ với độ lớn tín hiệu. Với tín hiệu 10 V, 30 ppm là 300 µV — lớn hơn rất nhiều so với mọi nguồn nhiễu. Nhưng với tín hiệu 100 µV, sai số tỉ lệ gần như biến mất, và thứ quyết định kết quả là sàn nhiễu cùng độ lệch không do nhiệt điện. Ở vùng này, 8 nVpp của 34420A mới là con số có ý nghĩa, còn khác biệt 16 ppm và 30 ppm giữa hai máy Truevolt không đổi được kết luận nào.
Ba kỹ thuật đo mức thấp mà 34420A hỗ trợ sẵn
1. Bù offset để khử sức điện động nhiệt điện
Khi đo điện trở nhỏ bằng dòng một chiều, mọi mối nối kim loại khác nhau trên mạch đo sinh ra một điện áp nhiệt điện cộng thẳng vào sụt áp cần đo. Datasheet 34420A nêu chức năng bù offset được áp dụng trên mọi thang điện trở, trừ thang 100 kΩ và 1 MΩ. Nguyên lý là đo điện áp khi có dòng và khi không có dòng, rồi lấy hiệu — thành phần nhiệt điện gần như tĩnh bị loại ra. Với thang mili-ohm và micro-ohm, nên luôn bật bù offset.
2. Đo bốn dây và giới hạn điện áp thử
Máy cho chọn đo điện trở 4 dây hoặc 2 dây. Ở vùng dưới một ohm, đo 2 dây gần như vô nghĩa vì điện trở dây đo và tiếp xúc que lớn hơn đối tượng cần đo. Điểm đáng chú ý hơn là tính năng kẹp điện áp thử ở 20 mV, 100 mV hoặc 500 mV. Khi đo điện trở tiếp xúc của relay, connector mạ vàng hoặc linh kiện nhạy, điện áp hở mạch thấp giúp không phá lớp màng oxit.
3. Hai kênh và hàm tỉ số, hiệu
Bộ quét 2 kênh tích hợp cho phép đo hiệu Kênh 1 − Kênh 2 hoặc tỉ số mà không chèn rơ-le ngoài — vốn là nguồn nhiệt điện mới. Đây là cấu hình dùng khi so một chuẩn điện áp với thiết bị cần hiệu chuẩn, hoặc đo điện trở theo phương pháp so sánh với một điện trở chuẩn nối tiếp: tỉ số hai sụt áp khử luôn sai số của dòng thử.
Cây quyết định: chọn đồng hồ vạn năng để bàn Keysight nào
- Tín hiệu cần đo lớn hơn khoảng một milivolt và điện trở lớn hơn khoảng một ohm? Chuyển sang câu 2. Nếu nhỏ hơn, và bạn cần phát hiện thay đổi cỡ nanovolt hoặc micro-ohm, chọn 34420A.
- Cần độ chính xác tuyệt đối một năm tốt hơn 30 ppm — ví dụ kiểm chứng nguồn chuẩn vài vôn? Chọn 34470A với 16 ppm.
- Cần tốc độ, đồ thị trên màn hình, LAN/USB, đo dòng thang 1 µA cho R&D hoặc kiểm tra sản xuất? 34465A là điểm cân bằng; 34470A khi cần thêm một chữ số.
- Thiết bị sẽ là chuẩn truyền cho các DMM khác? Lúc đó đọc bài so sánh Keysight 3458A với DMM 6½ chữ số — đó là lớp 8½ chữ số.
Ba lỗi khiến 34420A đo không tốt hơn DMM thường
- Dùng dây đo và cọc đấu hỗn hợp kim loại. Mỗi mối nối là một cặp nhiệt điện. Máy có nhiễu 8 nVpp nhưng mạch ngoài có thể sinh ra điện áp vượt xa mức đó.
- Tắt bù offset để đo nhanh hơn trên thang micro-ohm, rồi kết luận từ số đọc có lẫn nhiệt điện.
- Bỏ qua trở kháng nguồn. Dòng phân cực dưới 50 pA nhân với nguồn trở kháng cao vẫn tạo ra sụt áp đáng kể ở mức nanovolt.
Các ứng dụng cụ thể như đo điện trở mối hàn, đặc trưng cặp nhiệt điện và điện trở suất vật liệu đã được trình bày trong bài 5 ứng dụng đo nanovolt và micro-ohm với 34420A.
Chốt lại
Keysight 34420A không phải bản nâng cấp của DMM Truevolt, cũng không phải bản rút gọn. Nó là công cụ cho vùng tín hiệu dưới milivolt và dưới mili-ohm, nơi nhiễu, nhiệt điện và điện áp thử quyết định kết quả. Ngoài vùng đó, một đồng hồ vạn năng để bàn Keysight dòng Truevolt như 34465A hoặc 34470A cho bạn nhiều chức năng và tốc độ hơn. Danh mục đầy đủ ở trang thiết bị đo Keysight.
Cần tư vấn cấu hình bàn đo mức thấp hoặc báo giá đồng hồ đo nano volt Keysight 34420A? Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025 và đội kỹ sư hỗ trợ chọn phụ kiện đấu nối phù hợp.
