MF20 带放大器的老指针万用表

爱是你我

     除静电系仪表之外，所有指针式电学测量仪器，都依据电流和磁场的相互作用力。具体到指针万用电表最常用的磁电系仪表，其磁场是由磁钢和软铁产生的放射状均匀磁场，动圈的两边通电流后，在磁场中受力偏转，当这个力矩（“安培”力矩）和游丝（或张丝）的反方向力矩平衡时，指针停止。因安培力与电流成正比，游丝力矩与偏转角度成正比，故偏转角度就与电流成正比。
     从欧姆同学研究欧姆定律的时候，人类就采用这种方式来测量电流（及电压）。随着技术的进步，精度越来越高，0.1级（误差为满量程的0.1%）基本上是常见的标准表，万用电表高精度的可做到1级，甚至0.5级。
     从原理出发，表头要获得测量结果，必须有电流通过；这意味这必须从待测对象获取电流，其结果导致对待测电路发生影响。所以表需要的电流越小，对待测电路的影响越小，其测量结果越准确。
     一般仪器，通常用最小能测量的物理量来定义“灵敏度”。比如10微安的表，指的是10微安表头能够达到满度，以一般常规的50分格计，有效的读数是0.2微安，这个是常规意义上的灵敏度；对万用表，则常用电压档的内阻来表征灵敏度。如果一个万用表最灵敏的档是10微安，则从原理上，通过串联分压电阻的方式来扩展电压量程，1V档的总内阻就是100kΩ；如果是10V档，总内阻就是1MΩ。内阻和电压量程之间的比率是固定的，所以我们说这个表的灵敏度是100kΩ/V。
  100kΩ/V 在传统万用表中属于高灵敏度表，要求其表头满度<=10微安，国产的如MF10，MF104，进口的如Simpson 269等，型号不多。最普及的表为20kΩ/V，低的有10kΩ/V，甚至像MF14这种只有1kΩ/V，不能用来做电子学测量。
  注意以上说的是直流。交流档，大多数万用表采用整流式测量，为了消除整流元件非线性的影响，需要人为降低表头灵敏度，如MF10的交流灵敏度仅为20kΩ/V，MF35的直流是20kΩ/V，交流只有2kΩ/V.
  拖拖拉拉一大堆，似乎和标题没什么关系。接下来还要说一些背景资料。
  自从半导体器件发展起来，其对测试测量技术的影响与对生产生活的影响一样迅猛而强大。利用P-N结反向击穿特性可以很容易的获得电压基准，结合在运算放大器和数字电路、精确时钟基础上发展起来的A/D转换方式，使高输入阻抗（几乎不需从待测对象取得电流）、高精度（取决于基准精度以及A/D转换精度，不再依赖于表头的摩擦、磁场均匀性等机械指标）、直观（数字化读数）的数字电压表以及在此基础上发展的数字万用表风靡一时，并成为现今万用表的主流。


  相对于指针万用表，数字万用表最大的优势就在于灵敏度高（输入电阻都在10M以上），对测量电路的影响小。不过，在数字万用表滥觞的同时，指针式万用表也没有忘了进步。同样借助半导体电子学的发展，指针万用表在输入端增加放大电路，使得灵敏度大大提高，输入阻抗接近或达到数字表的水平。不过，这一次的进步是指针万用表最后的一次努力，从此以后它再也没有发展。现在，除了一些特殊场合以及一些老爱好者的偏好，指针万用表是在慢慢的退出了，那些昔日高性能、高灵敏度的放大表，也成了昨日的花儿......


  放大，说起来是个很简单的事儿，随便一个爱好者都知道，三极管就能放大。不过在测试仪器里面，就不那么好玩了，因为不管是电子管，还是晶体管，放大倍数都是不稳定的。所以，要用放大来实现计量，如何获得稳定准确的放大倍数是关键。其思路是：构建一个放大倍数很大的系统，再加深度负反馈，这样，放大倍数就由反馈电阻确定。


  一般晶体管的放大倍数就在100左右。构建高倍放大系统，有几种方式：


  1）采用逐级放大或复合管放大。上海遵义电表厂70年代研发的MF20用的就是这种方式。
  2）采用差动放大。黑龙江泰来电子仪器仪表厂的DF-1B型晶体管繁用表采用的就是这种方式。
  3）直接用集成运算放大器。这种表相对不少，上海第四电表厂MF60、MF63；贵阳永跃仪表厂MF70；清华大学研发的JFX型。

一、MF20型

    MF20型由上海遵义电表厂（后上海第四电表厂）于70年代初研发，采用5只晶体管，前三个构成一个复合管，后两个构成一个复合管。由于这种逐级方式无法实现直流零输出，故只在交流档采用放大。其直流特性和常规50k/V的表一样，交流灵敏度达到333k/V，交流电流最灵敏档为6微安！


   MF20一直生产至90年代，目前市面上存量还是较大的。一共两种版本：早期采用锗PNP管3AX31的版本和采用硅NPN管3DG6的版本。这两种版本，交流部分放大电路分别如下：

baijing27

这个表比较老了，收藏吧

pjl_21

老MF20表其实非常好用，我至今不明白为什么搞那么大的一个外壳，现在摆在我的组合柜上。

Maitreya

楼主，转载请指明出处 :-)

goodman269

我原单位的计量室就有这样一块表，它的内阻很大，达到100KΩ/V DC ，可能是由于电子元器件不过关，工作很不稳定，都不爱用它，后来报废了，我把其拆了，表头还在我这里，外壳做了一个双声道胆功放。

爱是你我

goodman269 发表于 2014-2-16 17:06
我原单位的计量室就有这样一块表，它的内阻很大，达到100KΩ/V DC ，可能是由于电子元器件不过关，工作很不 ...

这个表的表头应该还是不错的。。。收藏吧以后能用的上。表头上个图片看看

goodman269

爱是你我 发表于 2014-2-16 17:53
这个表的表头应该还是不错的。。。收藏吧以后能用的上。表头上个图片看看

我现在是住在我女儿家中，表头放在自已家里，待有机会回家，我会拍张像片贴上来。谢谢你的关注。

szlz61

hayyp 发表于 2014-2-16 20:35
早期国产的电子产品差得惊人，那些收音机、电视机一年半载就损坏，更不用讲这些电仪了。

主要是当时半导体工业刚刚起步，产品质量不过关，元件合格率低，参数离散性大，稳定性差。

回到未来

mf20是唯一可以直接将其表头换到mf35上使用的万用表！

爱是你我

回到未来 发表于 2014-3-14 11:08
mf20是唯一可以直接将其表头换到mf35上使用的万用表！

嘿嘿这个到是刚刚听说，要是20表出问题了表头还有大用了...

Maitreya

唉，本版题头有说明，转载注明出处。再次提醒楼主。

爱是你我

Maitreya 发表于 2014-3-14 23:32
唉，本版题头有说明，转载注明出处。再次提醒楼主。

感谢提醒

老勐

MF20是好表，我只是近些年不用它了。

a746605205

好像不是很老