优利德旗舰手持数字万用表UT181A非主流评测

UT181A是一款60000字的数据记录(Data Logging)型手持数字万用表,支持USB和蓝牙通讯。大约于2014年上市。详细的产品规格见优利德官网。

优利德门下同类产品还有UT71系列和UT171系列。除UT71A外,UT71B/C/E可以存储100组记录,而UT71D能存储9999组记录。UT71系列上市较早,网上看到2006年就有人在用UT71D。 和UT71D简单比较了下,UT181A功能更多,做工更好,一些指标更高,定位于工业级。

主流的评测可以看油管上的Joe Smith的视频。这位大表哥拿UT181A和多台同档次的万用表对比(当然主要是和Fluke 289 比,大表哥认为不少方面甚至超过289)。另外,这个评测里现场烧表,现场修表,比较好玩。

本文主要关注数据记录及软件等特色方面。

精度

用AD584基准电压简单测量一下精度。

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测量条件:

  • 米勒AD584的输入电压为15V;
  • 温度比基准电压标定时的温度高约3度(AD584JH的温漂是30ppm,10V档最大漂移为0.00009V),对这个测量的影响不大。
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误差都在标称的0.025%以内。

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电池、耗电及充电

UT181A原配7.4V,2200mAh的锂电池。

将电池充满电,进行1秒1次的温度测量记录,时长设定为2天。大部分时间都是熄屏状态,中间查看了三次。最后持续的时间是37小时多点。

比起一年都不用换电池的普通手持表,这说明,对数据记录型万用表,还是很有必要用充电电池的。

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充电时间大约是4小时20分。前3.5小时的充电功率都在6W以上;后面逐渐下降到0.6W左右稳定。

充满电后,即使熄屏,功率仍然是0.6W左右;但屏幕最亮时功率在0.9W左右。而不插充电器,功率计读数为0(北电海盗版T9功率计最小可测量功率为0.1W,所以充电器空载功率在0.1W以下)。

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非常粗略的估算UT181A的功耗,按37小时的工作时间算,7.4V*2.2Ah/37h = 0.44W。另一方面,充满电时充电器的功率为0.6W,考虑到转换效率,此时万用表的输入功率估计约0.5W。因为功率稳定且非0,可以认为这个功率不是用于涓流充电,而是用于抵消工作功耗。两个角度的估算相当,即,万用表的工作功耗在0.5W左右。

记录存储容量

官方网页上对存储容量的说明是“20000组记录数据”,但在使用手册上并未找到相关说明,不知道如何理解这个说法。按照术语,一条记录(Record)包含多个采样(Sample),可以是1个,也可以是10000个。所以,如果是指20000条记录,并不能描述真实的容量 ;但如果是指20000个采样,前面37小时的连续记录的采样已经达到133685,远远超过了20000。事实上,新建一个记录,即使1秒1次采样,最长记录的时间可以超过7天。

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考虑到我的UT181A里已经存储了不少数据,实际可记录的时间估计在9~10天(按1Hz采样率),也就是约80万个采样。因为UT181A不能边充电边工作,所以实际上也不可能连续记录那么久。

测量速度

脱机测量/记录最快只允许每秒一个采样,联机通讯时则没有这个限制。所以,基本思路是联机测量/ 记录变化的输入量,看看每秒可以测量多少次。

用Audacity生成2分钟幅度渐变的正弦波,由声卡输出给UT181A。

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用mV档测量交流电压,并联机记录。

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上图中,可以看到量程变化时,产生了一个不稳定的数据。严格地说,这应算UT181A的一个小Bug。

查看起止点,可以看到2分钟的数据对应于序号21~1189(界面上的Bug就不值一提了)。

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导出数据到Excel,把21~1189的值贴到data.txt

uniq data.txt | wc -l

可以得出有216个不同的值,即216次测量。

所以测量速度为:216/120 = 1.8 次/秒 (mVAC档)

传输速度

传输速度包含两方面:

  1. 联机实时测量时的传输速度。
    在上面的测量中,120秒内传输了21~1189号采样,
    所以传输速度为:(1189-21+1)/120 = 9.74 采样/秒。

  2. 脱机测量/记录后,再联机把数据传到PC端的速度。
    实测传输133685个采样,共耗时23分28秒
    所以传输速度为:133685/1408 = 94.95采样/秒。

频率测量

类似地,用Audacity生成一段频率渐变的正弦波,可以用于测量“频率测量的速度”、频率响应、幅度要求等。

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过程不再赘述,简单的结论:

  • 频率测量的速度:171/120 = 1.4 次/秒 (比mVAC档要慢)
  • 可以测量出频率的最小信号幅度:100mVrms(手册上是600mVrms,很谦虚)
  • 频率响应:在我测量的音频范围内,当然没有一点压力(非常平直)。

温度测量

在前面的耗电测试中,记录了37小时的T1-T2。T1比T2固定高约0.3摄氏度。

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通过交换探头,或让两个探头靠近,初步判断是这两个通道本身的差异所致。不管怎样,这个差异完全在误差范围内。

软件

手机上(Android/iOS)的软件是iDMM(支持UT71/UT171/UT181三个系列),通过蓝牙与万用表连接。万用表并没有内置蓝牙,而是需要一个外置的蓝牙适配器,和USB接口一样,通过光电耦合和万用表通讯。

考虑到这个适配器价格远超过20大洋,而且体积不小,再加上USB连接本身就已通过光电耦合实现电气隔离了,所以我没买。还有一个考虑是,实在需要无线连接,可以用树莓派做个WiFi的适配器或直接远程操作。

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在Windows上,除了官方软件,还找到一个第三方的App,由CuriousTech开发。两个软件各有所长,比如CuriousTech App能直接列出所有记录;对于温度,还可以显示双通道。

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但两个软件都不能将脱机采集的数据导出为开放格式(比如CSV),只能导出联机采集的数据或优利德自有格式。在我看来,导出是最重要的一个功能。因为导出数据后,可以自己做各种分析、处理和图表,而不必局限于官方软件有限的功能。所以刚拿到UT181A后,我就开始尝试破译其协议,实现自己导出数据。后续的文章会讲述这一过程。

参考

  1. UT181A官方网页
  2. 油管上UT181A的评测
  3. UT181A第三方软件

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