图文详细介绍MF30指针表改为3V+12V供电

小鬼头

                  图文详细介绍MF30指针表改为3V+12V供电

                小鬼头    2017.11.3

        一、前言

        本人是指针万用表的的fans。以使用数量计，本人指针表与数字表的使用比例约1：4，其中在指针表的使用上，3V表又占约80%的比例。目前，本人手头上可供使用的3V供电指针表，计有MF368（上四厂）、MF136（杭州表厂）、日本三和YX-360TR、宝工2018、本帖介绍的MF30（本人已改为3V+12V供电）、MF47（已改为3V+12V供电）。
        虽然很多年前，我就用上了当年的第一代手持数字表DT830，而且一直有使用数字万用表，至今手头上使用的手持式数字万用表，计有三位半的FLUKE 27/FM、横河7532-02、优利德UT2005和四位半的优利德UT71B，但是，长期使用下来，本人最爱用的仍是3V供电的指针表。因为他的电阻档能灌出较大的电流、适中的输出电压，能快速判别多种半导体器件的好坏，给本人提供了很多便利。
        本人在改装之时，曾总结过3V指针表、1.5V指针表和数字表在检测半导体器件方面的对比。见后面的笔记图。


        二、改装缘由

        MF30是一款国内早期设计、做工精良的便携万用表。他的档位齐全，内阻高（20k欧姆/V），采用可靠耐用的档位开关和搭棚设计，堪与当年的主流大表一争高下。他最为突出的优点是，他体积细小，可归入袖珍表一类，方便外出携带，是国产细小表型中独一无二的设计制作质量之王者。
该表的欧姆档采用1.5V+15V设计。其中，X1至X1K档由一节5号电池供电，100k档则单独由一节15V电池供电。时至今日，15V电池在市面很少有供应，给该表的实用性带来了问题。而该表采用的是1.5V设计，属于早期锗管时代万用表的标准设计，与后期那些为适应硅管时代的到来、改为3V供电的万用表（如MF368等）相比，其应用场合受到了限制。
        本人多年前得到了MF30，就囿于上述两方面的限制，很少付诸实际使用，一直闲置下来。后来，无意中看到其欧姆档的电路图，发现该表容易改装为3V+12V供电。即是，可改由2节1.5V的5号电池为X1至X1k档供电，X100k档则由一节在超市中常有出售的12V电池配合这2节5号电池来获得15V的供电。
        若按此思路改装，MF30既可改为3V电池供电，有效地扩展用途，又一并解决15V电池难买的问题，可谓一举两得，其实用性大大增强。于是，就促成了本次改装。

        ——附记：本人同期也改装了MF47。与MF47的改装相比，本MF30表的改装更为简单、明了、易实施。因此，本帖重点推介MF30的改装。虽然MF47的改装同样取得7成功，但因MF47改造难度和工程量都较大（主要是开关档位的改装相当麻烦），电池仓问题解决的完成度不足，改装时也没有留下照片（需深入拆解才能拍到开关的改装），因此，不打算作推荐和介绍。


图一  本人的MF30正面照片


        二、改装原理

        本人改装这台MF30的原则，是要尽量保留原表的设计模样和使用方法。换言之，就是要在改为3V供电之时，仍使用原来刻度盘、原来的欧姆调零。
        由于改装只涉及欧姆档，我们先看一看MF30的欧姆档电路。


图二   MF30的欧姆档电路图



        下面介绍改装思路和原理（更详细一些的电路分析，见下面照片里的本人改装笔记）：

        1、由于供电由1.5V改为3V，供电电压升高一倍，若不改欧姆档电路，则流过表头的电流将增大一倍，指针偏离正确位置。因此，需将流过表头的电流控制为原来的一半。此为要求一。
        2、使用原刻度盘，意味着表内的内阻不能变。其中心阻值需为原表的24欧姆，不能因为改装，而造成内阻偏离原来的值，否则，指针的指示就会有误差。此为要求二。
        3、从要求一出发，需将表头电流减半，因此，需给欧姆档的表头电路并联一只电阻来分流，此电阻等于欧姆档的表头电路的内阻（即24k欧姆）。
        4、并联这只24k欧姆后，表头电路的外在表现电阻下降一半。这样，会影响到整个欧姆档的内阻。因此，需改为，先给表头电路串一只24k欧姆，再在外面并联一只48k欧姆电阻（由2只24k欧姆串联而成），这样，就能同时满足要求一和要求二。


        笔记中没有分析介绍X10k档电路，这里专门说明一下：经上述修改，可完成X1至X1k档的改造。但对于X10k档来说，由于供电电压不变、仍为15V，因此，不能按要求一来做，需仍让表头电路流过原来的电流。也就是上述第4项中，在串了一只24k欧姆后，不能再并联一只48k欧姆电阻来分走表头电流。又由于原设计比较紧凑，现在无法获得合适的开关档位切换，10k档需共用X1至X1k档的表头电路，而此时，表头电路的内阻已由原来的24k升至48k，共增了24k的阻值，所以，需将原10k档的串联电阻224k减去24k的阻值，即224k改为200k，这样，才能让整个X10k档的内阻与原表完全一致，满足要求二的要求。

        由以上原理出发，结合MF30的欧姆档实际电路，就可以设计出其改造后的欧姆档电路图。

图三  改装思路与原理的笔记照片


图四  改装思路与原理的笔记照片2



         三、电路的修改

        改装时，主要是对原表欧姆档电路进行改造。改装前、改造后的欧姆档电路图，分别见图二、图五。须注意的是，本人当时画改装后的欧姆档电路图时，漏画了保险管，即是说，原保险管的连接线路不变。

        由图可知，电路改动内容有：
        1、割断了原X1k档的开关片连接。
        2、稍改电池的接线。
        3、增加了5只电阻（图中的R101至R105）。其中R101、R102、R105为24k电阻，R103、R104为47k电阻。
        4、减少了1只电阻的阻值。即，X10档的R19由224k改为200k。
        严格来说，R103和R104均应使用48k电阻，但考虑到MF30欧姆档精度有限，采用47k欧姆已满足要求。类似地，X1档的R16本来也应并联一只48k欧姆电阻，但R16本身阻值很小，不并联48k欧姆电阻也完全没有问题。
      
        这里多说一句，由于MF30设计上的原因，表内保险管的内阻（额定为0.8欧姆）偏差，会较为明显地影响MF30的X1档测量精度。若MF30的X1档出现测量的明显偏差，请先检查表内保险管。所以， X1档并不并联那只48k欧姆电阻，其带来的影响简直不值一提。
       再多说一句，MF30的保险管规格特殊，稍短于常见的5X20mm保险管，若烧掉了此管，很难找到配件，因此，使用MF30时应更加小心。我曾烧过此保险管，也找不到配件。我的应急处置方法是，找一只有引脚的0.5A短小保险管，利用原保险管的外壳来焊接自制。另要注意该保险管要求有0.8欧姆的内阻，若不符合、且对X1档的精度有要求时，请想办法通过给保险管串并电阻或修改原X1档电阻来解决。

图五   MF30改装后的欧姆档电路图



        四、改装实操要点

       1、X1k档开关接片的改造
        这是本次改装工作的重点和难点。这里多介绍几句。
难就难在于割断开关接片后，留下的X1档那一小段接片没有东西固定。在这里，宜采用类似本表开关工艺的铆接固定法。具体做法是，在割断接片前，先给X1档那一小段接片钻2个小孔，然后用2个铜铆钉把他固定在PCB上。这2个铜铆钉我是利用空心的插接件铜质引脚截取得到的。将其穿进小孔后，用钳子或其他东西把两头压宽压紧（现在忘了当时的操作办法），即可达到固定接片的目的，但须注意，铜铆钉要尽量压平一些，以免阻碍开关活动部件的移动。

图六  改装前的开关档位照片（网上图截取得到）


图七  改装后的开关档位照片（注意红圈处是断开的）



        2、第二只1.5V电池
        购买单体5号电池（即AA规格）的电池盒，利用原15V电池的位置来安放。事前需拆走15V电池仓的簧片。

        3、12V电池。
        12V电池采用最常见的23A规格，其电池盒现在可从网上购买得到。我最初改装时，用的是AAA（即7号）电池盒截短改造而成，后换上网购回来的23A专用电池盒。该电池盒放置在表头和保险管安装座的旁边，刚好能放下（可能需将AC档整流小板上的零件稍作压平）。

       4、电池接线。
电池接线的改造，较为简单，按改装电路图连接即可。其改接原理是，让两只1.5V电池串联后，再与12V电池串联，3只电池一起为X10k档供电。

        5、X10k档电阻的更换
        将串在X10k档开关接片上的224k电阻，换为200k即可。

        6、增加的5只电阻
       按照改造电路图进行电阻的添加。
       所增加的5只电阻位置，凭记忆，应大致是下面图八的黄色圆圈处。但因改装是8年前进行的，记忆得不是太清晰。如果你要进行实际改装，请根据改装电路图确定这5只电阻的准确位置。

图八  改装后的MF30内部照片（5个黄色圆圈为凭记忆标出的5只添加电阻位置）



        五、改装后的应用

        改装后，其使用方法与原表基本没异，仍使用原刻度来测量DC电阻（但现在变成了欧姆档3V供电的万用表，用途明显拓展）。此外，欧姆调零也很顺利，基本与原来无大的差别，这说明改装非常成功。

        MF30原表没有LI和LV刻度，但在实际应用上，LI/LV刻度还是有其用武之地。可以利用LI、LV刻度（不一定要在表盘上画出这些刻度），去扩展此表使用。比如测二极管的压降，借助LV刻度看一看他是硅管，还是锗管，抑或是肖特基管。又如，可去测JFET的Idss，利用LI刻度看一看他有多少mA。再如，用X10k档测一下稳压管，通过LV刻度，大致判断此管的稳压值约为多少V。虽然LI、LV的天生精度甚差，但也能得到个大概，做到心中有数。更多的LI、LV刻度应用知识，不是本帖的重点，这里不作详细介绍。

       改装后，由于X1至X1k档的供电电压为3V，灌出的电流相应增大。因此，其LI/LV刻度与1.5V指针表有明显差异。 经核算，该表的LI/LV刻度量程应为：
        X1档，LI刻度满量程约为125mA，LV刻度满量程为3V
        X10档，LI刻度满量程约为12.5mA，LV刻度满量程为3V
        X100档，LI刻度满量程约为1.25mA，LV刻度满量程为3V
        X1k档，LI刻度满量程约为125UA，LV刻度满量程为3V
       X1k档，LI刻度满量程约为62.5UA，LV刻度满量程为15V
     
       其中，LI刻度可借助表盘上的250刻度进行反向读取。而该表盘没有三等分的刻度可借助，因此，3V和15V的LV刻度，只能靠自己实际使用时去估算。

图九 MF30背面的LI及LV刻度量程贴纸



       最后上几张当年改装MF30时所做下、字迹潦草的完整7页笔记照片。

图十至图十六  字迹潦草的完整7页MF30改装笔记照片

小鬼头

改不改为3v表是个人的自由。想泼冷水的，请到别的帖子去，这里不欢迎。

sandan

斗表的不在意3V
只有维修工在意3V

90年代上海表厂仿三和先后出了MF368和MF368A

不要说矿坛，就是今天的中国表厂还在做1.5V的表。

大家不要在意，看重3V指针表和3V二极档的，最多是个维修匠。

gao898

上海电表四厂368比较好用

小鬼头

刚发现，由于时间相隔较久，又错把MF30的中心阻值25欧姆当成是24欧姆。因此，文中有关阻值的计算相应产生偏差。编这个帖子花了不少时间，现没空再作修改了。

为此，特补充说明：改装电阻的取值，请应以笔记中的第四部分“改装试验”内容为准。

Mon51

高手，改的好。

GB4706

敬佩。楼主下了不少功夫哇。

采菊东蓠

手里没有3V指针表，刚在网上购买了鬼子 的YX360TRF，欧姆档电流是15E,小鬼头老师的电流应该是12E，只是鬼子的是100k档开路电压只有3V，估测不了稳压管，有点不爽。

老柳

很详细，有理论有实践。拓宽了用途。

看到笔记，被认真、严谨的态度感动，好似看到老师在课堂上的板书。

hujj

深入剖析电路的精神值得学习，改造后应该更适用。赞！

sandan

学习了
谢谢分享

把老表改3V的很少看到，因为现在用3V表的都不多。

Feibon

就喜欢这种具有技术含量的帖子，楼主说明的很详细，一点也没藏着掖着，为你的DIY精神点赞。

dongdon922

路过学习啊

小鬼头

采菊东蓠 发表于 2017-11-3 10:55
手里没有3V指针表，刚在网上购买了鬼子 的YX360TRF，欧姆档电流是15E,小鬼头老师的电流应该是12E，只是鬼子 ...

看来你也懂了不少指针表的门道

小鬼头

Feibon 发表于 2017-11-3 14:34
就喜欢这种具有技术含量的帖子，楼主说明的很详细，一点也没藏着掖着，为你的DIY精神点赞。

原改装已完成好多年了。以前曾想在矿坛发帖介绍，但一直缺乏动力，加之有甚长时间没上矿坛。

最近才找到一些时间，把他它写出来，与同好们共享

采菊东蓠

小鬼头 发表于 2017-11-3 17:08
看来你也懂了不少指针表的门道

谢谢小鬼头老师的夸奖，手里有个色环的30表，改起来也不心痛，有时间，准备按老师的方法进行改造。

pcdz

学习了，收藏，有时间研究一下

bd3ur

十分敬佩楼主精益求精的DIY精神和毫无保留的奉献精神。