8位半万用表大比拼

的精密数字仪表生产厂家，代表产品为万用表。天水长城电工仪器厂曾组装生产过其5000，6000系列5位半，6位半，以及5017 7位半万用表。由于引进的早现国内仍有使用。网上关于Prema 6048的介绍很少，以下链接有比较详细的介绍。

不过可惜的是，prema目前已退出测试测量市场，关注于模拟IC和混合信号ASIC和ASSP 市场，网站。也就是说目前市场上流通的prema万用表均为二手。

图6 Prema 6408

Agilent在很早之前就推出了8位半万用表3458A，一推出就以其无与伦比的稳定性和高速测量成为实验室的传递标准，这个情况一直持续到2002年Fluke推出8508A。但其的积分线性、的微分线性（类似No missing code）指标，目前还是无人能比。

图7 Agilent 3458A

Keithely后来也推出了8位半万用表2002，这款仪表的突出优势在于直流电压档跟它的很多纳伏表一样具有1nV的灵敏度，电阻档具有100nOhm的灵敏度，以及-200℃--1820℃温度测量范围，并在整个范围内都保持了最小0.001℃分辨率，保持了8位半模式下最快的测量速度。

图8 Keithley 2002

日本的Advantest也推出了自己的8位半万用表 R6581，大体参数和Agilent的3458A差不多，最有特色的是其电流档，直流电流有最高灵敏度100fA,但交流电流档的频响却只有5kHz,比其它表差了很多。目前的最新型号R6581D，去掉了R6581的所有交流测量能力，只支持直流和电阻档位。

图9 Advantest R6581

所以现在市面上能见到的在产的8位半万用表就只有4种：

R6581,2002,3458A,8508A

2. 对比

常规参数

这里只对比共同特性，对某一型号特有的功能不做比较。

Advantest R6581

最大显示1,199,999,999, 可测试DC/ACV，DC/ACI，R，F，T。性能参数大体和Agilent3458A 相当。

Keithley 2002

最大显示210,000,000，可测试DC/ACV,DC/ACI，R，F，T。温度测试支持RTD，热电偶两种传感器，而且在-200℃~1820℃测量范围内都保持了最小0.001℃分辨率。但据说其电流档不怎么样。

Fluke 8508A

最大显示199,999,999,可测试DC/ACV,DC/ACI，R,T,不支持频率周期测量。定位为实验室参考级别的8508A的确有最宽的测量范围和最高准确度，尤其是电阻和电流档。电阻最高支持到20GΩ，电流档不需要分流器就能支持到20A。但其的缺点是测量速度慢，在8位半模式下需要6秒才能得到一个读数。

Agilent 3458A

最大显示120,000,000，DC/ACV，DC/ACI，R，F，可以通过数学运算测量温度，支持热敏电阻和RTD。。3458A可谓是经久不衰，在所有8位半万用表里有最快的反应速度。在长期稳定性上比8508A稍差，但在短期稳定性，线性度，噪音以及转移特性方面都有最好表现，并提供了极其丰富的数学功能。

表1，基本规格对比

表2，特性对比

表3，测量速度对比

附：八位半万用表不寻常特性极其应用作者：lymex

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一、八位半万用表不寻常特性

八位半万用表是业界最高分辨的常用电磁计量仪器，基本档最高年稳定度在3ppm左右（Fluke 8508, 10V/20V档），差一些的有10ppm的（Keithley 2002, 10V/20V档），而且必须每年检定。这样的指标在很多场合下是不够的，不仅因为心理上的1ppm的不确定度上限，更主要是类似的仪器都具备类似的稳定度，互相不能测量。因此看来直接用八位半万用表来进行计量工作是无能为力了，也就是说，自己不能校准自己。然而，八位半万用表具备一些不寻常的指标超高的特性，而且不需要校准，可以在整个生命周期内由设计或由生产厂家保证，这些特性包括：

1、分辨力很高，与准确度比余量很大。

以最末位字数为单位，3位半到4位半万用表稳定度一般为几个字到十几个字，例如某万用表测量时，准确读为%为，为10个字。对于6位半的，一般为几十个字，例如34401A，10V 档年稳定度35ppm，分辨为1ppm，因此为35个字。而8位半的就非常高，比如3458A，10V 档年稳定度8ppm，但分辨，因此为800个字。

2、线性度非常好

线性度是高位万用表追求的指标之一，一般其指标远远高于其年稳定度，比如3458A达到，是年稳定度的80倍。线性度好，类似一把尺子，不仅平直，而且刻度均匀（尽管每一个刻度绝对准确度不很高）。

3、噪音小

例如3458A，10V量程，当NPLC=100时（常用），RMS噪音达到了惊人的。

4、转移特性非常好，短期稳定性比较高。

转移特性即短期测量对比特性，能够在多大不确定程度上对比测量两个相似的量。这一方面要求噪音小、短期稳定性高，另一方面，也要求有足够高的线性度。例如3458A的10V转移特性为。

几种典型万用表不寻常特性对比表

二、八位半万用表不寻常特性的验证

1、零点的稳定性

零点用短路环测量，实测变动特性不大于μV，对于10V就是。

零点测量时往往有一个固定偏差，一般在μV到μV之间，可以自用校准消除，采用低热电动势测试线也可以减少测量的不确定度。这个零点即便不进行消除，也可以在随后的计算中减去，不影响线性度。

2、线性度

采用高稳定度固态电压基准Fluke 732B和线性度指标达到的KVD分压器Fluke 720A，做了多点对比，结果在范围内相符。

对比时注意，720A的输出电阻最大为66k，同时与其最大负载误差上限，要求负载不小于

1E12Ω，万用表的输入电阻达不到这个要求，因此需要增加一级高输入阻抗、低失调的缓冲跟随器。

3、稳定性（可重复性）

我们知道，万用表读数的不稳定性不仅取决于信号源的不稳定性（A），而且取决于万用表自身的不稳定性（B），合成不稳定性的计算方法，是A和B取平方和，再开方，与合成不确定度的计算方法一样。因此，只要读数稳定，就证明信号源和万用表自身都稳定性。更具体的说，万用表自身的不稳定性不大于其（对任何信号源测量时）读数的不稳定性。

不稳定性一般用阿伦方差来表示，以一定间隔测量出一组数据，就可以计算出阿伦方差。使用经过彻底预热的3458A，对高稳定度10V基准源（Fluke 732B）和高稳定度标准电阻（IET SRX-10k）进行采样测量，闸门周期2秒，采样周期4秒，结果是均为之内（有录像数据）。

稳定性（可重复性）的一个直观理解：

比如阿伦方差为1ppm，就是正态分布σ=1ppm，意味着读数有68%的概率落在中心±1ppm

的范围内，或者有95%的概率落在中心±2ppm的范围内，或者有%的概率落在中心±3ppm的