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MF63 运放指针万用表运算放大器供电改造

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发表于 2010-11-12 20:36:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
MF63 运放指针万用表运算放大器供电改造
     
    MF63是上海第四电表厂80年代初设计生产的一款便携式中型指针万用表,线路结构采用集成运算放大器+中低灵敏度外磁表头形式,用运放获得万用表高灵敏度的同时降低了对表头灵敏度要求(200μA),表头灵敏度降低带来的好处是:动圈匝数减少重量减轻(仅680匝),使得偏转快速而灵敏。与此同时表头选用了较硬的上下游丝,使得表头动圈偏转定位性能大大提高。用硬游丝还有一个明显的好处,就是表针的平衡性能大为提高。MF63表头采用高稳定的5类强磁钢,磁路采用场强均匀的偏形小间隙叠片极掌磁路。
    MF63指针万用表内部安装结构采用搭棚+小印刷线路板,档位开关定片庄头全部镀银。电阻配置采用锰铜线绕电阻+上无1厂定制4环电阻或大红袍,各档位i测量电阻全部搭棚焊接,放大电路零件安装在镀银印刷电路板上。   
    MF63使用运放后使得电表测量性能大大提高。与普通指针万用表比MF63有几个显著的优点:输入阻抗高(直流=200kΩ/V,交流=100kΩ/V)。测量电流时电压损耗及小( 直流电流量限满度电压=25mV)。交流读数刻度线性,与直流档刻度公用刻度线,读数方便。
    限于当时运算放大器性能和电池质量的条件,早期出厂表使用6节5号电池给运放供电,当年的5号电池因密封不好,常常漏液腐蚀电池夹造成表返修,后来厂家改用4F22层叠电池供电解决了电池漏液问题。
    但在实际使用中发现4F22电池容量比较小,常因测量结束后忘了关MF63电源开关使得电池耗尽,由此经常换显得比较麻烦而且费钱,所以MF63当年的市场销量不理想,厂家和各地仪电站或供销社积压了相当一批表。尽管MF63已停产10多年,但目前市场上仍能找到全新的原包装表,为业余玩家留了一个把玩的好机会。
    对业余指针万用表玩家来说,MF63 带运放万用表是上海第四电表厂出产的指针万用表中最具可玩性的。通常表头少量失磁灵敏度降低后充磁是业余玩家最头痛的麻烦事,MF63可采用简单的换电阻来调整运放放大量即可恢复表的测试准确性能,这是普通指针表不可比的优越性。早期的MF63有欧姆100K档,因当时国产运放FC54/55性能不好,后来出厂的表取消了100K档,(原来档位开关上的100K档搭棚接线庄头空着,测量档位开关面板印上了OFF,但内部安装结构没改动)。现在市场上流通的运放性能比20---30年前高多了,我们可以很方便地找到性能优越的运放来恢复MF63万用表的100K电阻挡。
    玩MF63最麻烦的是4F22电池不好找,能找到的话价格也不便宜。好在目前市场上3.7V/3.2V的可充锂离子电池或磷酸铁锂电池已普及,用来改造运放供电电源比较简单实用,比较用1.2V镍氢电池升压到±6V方式的效率高而简单。经我实际试用,2节品力14500的铁锂5号电池充足一次电可供MF63万用表连续使用数月。改造运放供电电池后,MF63万用表不再有频繁更换电池的麻烦。
    下面是我改造运放供电,用磷酸铁锂电池替代4F22层叠电池的实验。
    1)锂电池的选用:磷酸铁锂电池与锂离子电池比起来有个特出的优点,自放电小使用寿命长(可充放2K次),安全没锂离子电池娇贵危险,使用方便,耐温高,耐过放电,不会过放电发热爆炸。建议同学们改造MF63电源时以磷酸铁锂电池为首选。
    磷酸铁锂电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6±0.05V,终止放电电压是2.0V。铁锂电池与锂离子电池一样要求恒流、恒压充电,充电率范围是0.2~1C。磷酸铁锂电池通常的工作电压范围在2.5~3.6V,平台为3.2V左右,当电压低于2.9V时,可以认为电池需充电了,此时电池内的电量已所剩无几。

品力5号铁锂电池容量的测试

品力5号铁锂电池容量的测试

     目前市场上流行的品力5号磷酸铁锂电池的容量为600mAh,MF63工作时耗电流约为0.2mA,600mAH÷0.2mA=3000H,1天=24H,则3000H÷24H=125天,也就是说600mAh的5号磷酸铁锂电池充满电可连续不断电使用125天,就算打个5折,用60天=2个月应该没问题。
    根据FC54运放的参数表可知,FC54最低工作电压为3V。TL061的最低工作电压为2V。 FC54是仿制国外TL061的国产产品,最低3V工作电压是绝对保守的。我做了N块MF63表测试,FC54供电在2.5V时MF63就能正常工作。为了保险起见,我们设定当供电电池电压低于2.9V时,电池电压显示为电池不合格,低于表盘上红色BAT Good指示范围。这样的设置有2个好处:保证了万用表的测量精度和提醒使用者及时充电,以免电池过放电失效(当然万无一失的最好方法是加装铁锂电池放电保护板)。

FC54运放参数表

FC54运放参数表



    2)MF63 电池检测的改造:MF63面板上的功能开关有个BAT档位,作用是检测运放供电电池的电压,内部电路为:2颗33.2K电阻(R25,R26)和表头(200μA/700Ω)三者串联组成量限=13.42V(33.2K+33.2K+0.7K=6.71KΩX200μA)电压表测量运放供电电池电压,表盘刻度板上红色BAT Good 的显示范围为10.736V---13.42V(对应测量电流范围为:160--200μA)。
     现电池改为5号铁锂电池,其最高电压为3.6V一节,2节铁锂电池=7.2V,7.2V÷200μA=36K,减去表头内阻=35.3K,再除2得到R25和 R26的值=17.65K ,17.65K可以在18K的电阻中找2颗接近阻值的电阻,其值加起来=35.3K。

3)电池夹的改造:把原电池夹底的金属片和电线拆掉,把电池夹金属片下面高出的一截塑料烫平57毫米长一段,烫平这段与原电池夹的单节5号电夹位置平行,用以放新加的2节5号电池夹,具体如图。新加的2节5号电池夹的公共极引出接MF63欧姆调零点位器的中点脚,正负极分别接到功开关上,具体如图。

拆除原电池夹金属片和电线

拆除原电池夹金属片和电线

烫平新电池夹下面凸出的塑料

烫平新电池夹下面凸出的塑料


新电池夹的正负连线接到调零的中间地线上

新电池夹的正负连线接到调零的中间地线上

新电池夹的正负接到功能开关上

新电池夹的正负接到功能开关上

以上改造仅供参考,如有错误之处请多多包涵。谢谢各位观看,。

[ 本帖最后由 迷电子管 于 2010-11-13 08:28 编辑 ]

新电池夹3根引线接线位置

新电池夹3根引线接线位置

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相关帖子

发表于 2010-11-12 20:38:46 | 显示全部楼层
要顶啊,楼主的电池测量器是哪里搞来的?
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 楼主| 发表于 2010-11-12 20:45:35 | 显示全部楼层
原帖由 sudo1234 于 2010-11-12 20:38 发表
要顶啊,楼主的电池测量器是哪里搞来的?

淘宝上摘来的图片。
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发表于 2010-11-12 21:01:56 | 显示全部楼层
原帖由 迷电子管 于 2010-11-12 20:45 发表

淘宝上摘来的图片。

太失望了 我还以为楼主做的呢
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发表于 2010-11-13 08:48:47 | 显示全部楼层
记号一个,帮顶
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发表于 2010-11-13 11:18:59 | 显示全部楼层
好文章,图文并茂,顶一下,并问一下楼主,运算放大器FC54可换用型号,及对应管脚图。
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 楼主| 发表于 2010-11-14 08:44:08 | 显示全部楼层
原帖由 aihaozhe 于 2010-11-13 11:18 发表
好文章,图文并茂,顶一下,并问一下楼主,运算放大器FC54可换用型号,及对应管脚图。

   坛上有不少关于MF63的帖子,搜一下就能解答你的问题。
简单回复:FC54可用TL061替代。具体的管脚图可看MF63电路图纸。
http://www.crystalradio.cn/bbs/s ... mp;searchsubmit=yes
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发表于 2010-11-15 00:58:52 | 显示全部楼层
有毛病的表找我修呗!浙江陈老师!
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发表于 2010-11-15 07:08:48 | 显示全部楼层
FC54其实和TL061还是有很大区别的,内部电路各种运放大同小异,仅仅失调调整端相同是不能完全说是仿造的。FC54有一个偏置端可以满足超出一般微功耗器件的工作范围而承担特殊应用,这是TL061做不到的。另外由于当时水准限制,器件需要一个外部小电容器作补偿。

就同时代的器件而言,5G26与FC54功能相似,一致性却好得多。不过这两种器件都属筛选留用的最好型号,现在还都仍然在生产中,各项性能应该比当年更出色。
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 楼主| 发表于 2010-11-15 12:56:53 | 显示全部楼层
原帖由 longshort 于 2010-11-15 07:08 发表
FC54其实和TL061还是有很大区别的,内部电路各种运放大同小异,仅仅失调调整端相同是不能完全说是仿造的。FC54有一个偏置端可以满足超出一般微功耗器件的工作范围而承担特殊应用,这是TL061做不到的。另外由于当时水 ...

呵呵! 学习了。5G26参数表有么?拿来看看。
四表厂MF63后期产品改用TL061,坛上有印板图,我贴过,搜一下就能找到。
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发表于 2010-11-15 14:45:51 | 显示全部楼层
原帖由 ysl_811 于 2010-11-15 08:41 发表
5G26最低工作电压是多少V的???

和FC54一样,3V。
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发表于 2010-11-15 15:02:02 | 显示全部楼层
原帖由 迷电子管 于 2010-11-15 12:56 发表

呵呵! 学习了。5G26参数表有么?拿来看看。
四表厂MF63后期产品改用TL061,坛上有印板图,我贴过,搜一下就能找到。

5G26_1.jpg

5G26_2.jpg

5G26_3.jpg

FC54.jpg

5G26参数表的参数不太全,不过对收藏了二十多年的十几个电路的简单测试结果表明,失调电压范围一般不超过3mV,并且可以调到0;耗电指标稍大,标准偏置下是3mA左右,这是因为当初买的时候就是等级品但耗电超标。

手头的几个FC54指标尚可,但不如5G26平和,失调的零点区域很小,比5G26容易自激,不过这是当年的产品了,现在生产的应该不错。
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发表于 2012-9-8 16:30:00 | 显示全部楼层
谢谢楼主的介绍,我也有这样一块表,也照楼主的办法试试看。
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发表于 2012-9-9 20:16:15 | 显示全部楼层
我两年前早已改成了用报废手机拆下来的电池两个供电。一直使用至今,效果不错。
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发表于 2012-10-31 13:48:05 | 显示全部楼层
我有两个黑色的 4200毫安的 移动电源 4.8V输出的 是否 可以接MF63?
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