从表头开始改进指针万用表并升级到25V测量电压

bht998

尽管数字万用表的优势很明显，但它也是有不足的，
指针万用表正好弥补了它的不足。当然现有的指针
万用表是还可以再改进的，下面是某万用表的基础
电路图：

46uA表头串联校正用的可调电阻到A点，经欧姆调
零电位器分流4uA，得到标准的50uA用于所有档位
的测量，在当年的线绕电位器时代，一切都很完美。
但到了后来的碳膜电位器时代则出现了很大的问题。
因为碳膜电位器有20%的误差，而且比较容易坏。
如果坏了就很难恢复到之前的精准度。我们可以简单
计算一下：欧姆电位器阻值为10k，表头满偏电流为
46uA，(10k+20k)*(50uA-46uA)=120mV/50uA
=2.4K+2.67k=5.07k欧，电阻值误差+1.4%，再加
上1%的其它误差，勉强在2.5%以内。
如果欧姆电位器坏了，换上一个12k的，再计算一下
看看：(12k+20k)*(50uA-46uA)=128mV/50uA
=2.56K+2.67k=5.23k欧，电阻值误差+4.6%，再加
上1%的其它误差，总误差高达5.6%。注意这还只是大
家都能遇得到的普遍情况，极端情况误差更大。这也
是很多老师不喜欢现在生产的指针万用表的原因之一。
我这里分析出来也不是为了吓大家，而是我已经有了
好办法解决这个问题，改进后的电路如下：

还是那个46uA-2k内阻的表头，A点的电压变成了固定
的92mV，由于欧姆档采用稳压供电，所以欧姆调零电
位器可以改成4.7k或更小，阻值范围在3.5k到6k之间，
5k可调电阻用于调节A点对地电流刚好为50uA，之后再
调300欧可调电阻使100mV达标，这时就校准完成。
到了用户手中，如果更换了欧姆调零，不需要也不能再
更改300欧的可调电阻，只能调5k的可调电阻使A点对地
电流刚好为50uA，这时欧姆调零支路的总阻值就被还原
到了出厂值，所有档位都能达到出厂时的精度，大师们
帮忙分析一下我说的对吗？
至于欧姆档的稳压电源，可以选择超低静态电流的元器件
或电路方案，这样就可以不用电源开关了，同时带来了两
个好处，电池电压变化产生的误差(在x1k档最大)被消除，
电池内阻产生的误差(在x1档最大)被大大降低。
未完，待续。

沙坡鸣钟

小鬼头 发表于 2025-4-20 07:50
我就说一句你这个设计安排的局限性，你咋反应这么大？

mos管是当今的常见晶体管器件，连这个都不能放心 ...

      老师好，讨论一下，我的看法是：任何仪表都是给有技术的内行使用的，高档仪器仪表更是如此。只要熟悉仪表和元件的特性，不要错误操作使用就能避免。
      我还想在MF47表里加一块电子升压稳压模块，输出1050伏，共用万用表欧姆刻度，用于外出替代摇表，可以少带笨重的摇表。同时能测晶体管反压。

w6955

bht998 发表于 2025-4-20 09:08
不要问“一般”情况，每一个器件都有生产厂家，也都有数据手册(参数手册)，
每一个器件都不同，不能一概 ...

不会超过30伏，有些只有10伏。保险的做法就是用到15伏就行了。

quexing

看了楼主的方法，我想说的中值16.5的表1K挡，流过电阻挡支路总电流是90微安。上图中通过分流支路使到流过表头支路的电流46微安满偏。分流支路分走了44微安。

ay000816

看不懂，慢慢学习

sun10851

欧姆档采用稳压供电------有必要吗？

bht998

sun10851 发表于 2025-4-18 21:18
欧姆档采用稳压供电------有必要吗？

电池电压变化造成的附加误差影响最大的是x1k档，
就是说同一个被测电阻比如20k的，用同一个指针万
用表去测，同样标准的测量方法，测量前都要先右调
零再测，新电池和快没电的电池测到阻值是不同的。
你可以忽略那大约1%-2%的影响。

老郑小烧

指针表的误差主要来源于表头的机械误差，比如表头线性（一般占总误差的40%左右）、回差、倾斜误差、线圈儿温漂等等；
调节分流支路与调节表头支路，本质上没有区别，其代价都是改变网孔内阻带来误差；
不仅是电位器，表头灵敏度和表头电阻都会有误差，影响更大；
欧姆表，25V与1.5V的电流无法从同一电位器注入。

您分析的电路是47表现代版的典型电路（表头灵敏度理论值46.2uA），比较合理的是中早期的，比如这个：

bht998

早期的设计还是值得学习的，但是电流档300mV的压降就有点偏大，
37.5uA的表头完全可以做到电流档100mV满偏的。

bht998

完整的欧姆档电路图来了，A点对地按53.5uA*28k=1498mV计算，
我喜欢10欧中心值，所以x1k档要并联15.56k得到10k中值。对于
x10k档来说，25V/100k=250uA-53.5uA=196.5uA，1500mV/196.5uA
=7.63k欧，这样28k并联7.63k得到6k欧，再加上82k和12k得到总
值100k。
对于16.5的中值，个人推荐改成2.5V和25V，各个电阻值要重新
计算。

bht998

重绘了刻度盘，改成了标准的等分刻度，欧姆刻度也是数学方法计算
出来的，当前完全不考虑表头的非线性误差，等以后测量到表头的非
线性误差了再根据情况改刻度盘。

小鬼头

25V的电压测mos管时，有可能测坏栅极，不实用。

bht998

小鬼头 发表于 2025-4-20 06:32
25V的电压测mos管时，有可能测坏栅极，不实用。

为什么非要用这个25V去测MOS管的G极呢？
用来测量电动机的漏电不好吗？用来测量其它能耐受25Ｖ
电压的器件的漏电不好吗？对于10M欧以上的电阻来说，
3V以内的测试电压尽管能测量出一个数据，但是不仅测量
时间很长，而且出来的数据没有太大的意义，必须要用较
高的电压去测量才有意义。
用来测量稳压管的稳压值不好吗？
......
目前我正在研究60V测量电压用于指针万用表上，对于较高
的测量电压可能会有危险，你可以选择不用是不是？但是关
键时刻如果有那个功能是不是更方便？
听说某外国的洗衣机的说明书上有注明“不可以洗猫”，我也
可以在说明书上注明这个功能对于MOS管的G极有危险，谢
谢老师的提醒。

maojc

准确的测量处理 最好是万用表和限流调压电源组合使用

关键的测试条件可以任意组合 麻烦点 但准确。

bht998

目前没有发现有多少人拿500V摇表去测量MOS管的G极，是不是？

小鬼头

我就说一句你这个设计安排的局限性，你咋反应这么大？

mos管是当今的常见晶体管器件，连这个都不能放心地去应用测量，还能算“升级”吗？这实际是一种降级！

bht998

小鬼头 发表于 2025-4-20 07:50
我就说一句你这个设计安排的局限性，你咋反应这么大？

mos管是当今的常见晶体管器件，连这个都不能放心 ...

谢谢老师的提醒，我能接受“这一功能有局限性”，
但“不实用”几个字我暂时还不能理解。