万用表刻度盘的绘制方法

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(花维国)万用电表是无线电制作和维修方面的重要工具之一很多无线电爱好者都自制了万用电表,但在绘制电表刻度盘时遇到了一定的困难。在这篇文章里,我想通过自己的实践,谈一谈万用电表刻度盘的绘制方法,供同志们参考。

首先应该准备好绘图工具:量角器、圆规、直尺、钢笔、铅笔、橡皮。

无线电爱好者自制万用表所用的电流表头里,一般都有铝的刻度盘。绘制新的刻度盘时可根据原有表头里刻度盘的大小,用厚度合适的上等好纸裁一张待绘刻度盘,等绘制完毕后,把它贴在原有的刻度盘上即可。如果表头内无刻度盘,可以找一块薄铝板或硬纸板,依表头大小裁一张刻度盘,再按刻度盘的大小进行绘制。

把待绘制的刻度盘固定在一张练习本纸上,用直尺测量出表头里指针的轴心O'和原固定的刻度盘上下左右间的距离,把这个距离搬到练习本纸上,使待绘刻度盘与画在练习本上的轴心O' 的距离同表内指针轴心O'与刻度盘的距离完全一样。

图1
图1 🔍原图 (605×443)

然后把量角器底线中点对准O″点,使量角器0°和90°两条线在待绘刻度盘上的位置左右对称(见图1),在0°和90°两点上用铅笔点二点,用直尺通过这两点和轴心0″画二条铅笔直线(铅笔线要画的轻些,以后要擦去)。然后,用圆规以0″点为圆心,在0°和90°两条直线夹角内画一条半径略小于指针长度的弧线,再依次向下画二条弧线,第二条要距第一条一、二毫米,第三条要距第二条五毫米。第一条有效弧长较长做欧姆档,第二条做交流电压档,第三条做直流电压、直流电流档。这0°~90°的弧线,就是指针行走范围。

直流电压和直流电流档绘制比较容易,只需把刻度等分。我们所做的万用表直流电压采用6、30、150、300、600伏五档,直流电流采用600微安、3、30、300毫安四档。绘制时先用量角器把弧线分成六大格,每大格占15°。每大格再分为五小格,每小格占3°,直流电压和直流电流的最小刻度就是3°。例如:直流电压6伏档每一小格(3°)代表0.2伏;直流电流600微安档每小格代表20微安。其它各档的计算依此类推。绘制时用量角器底线中点对准轴心0″,量角器的0°和90°两线对准待绘刻度盘上0°和 90°两线(如图2),然后用铅笔在量角器的每3°上点一点,共计点二十九个点,加上0°和90°两点共计三十一点。点毕,用直尺对准备点和轴心0″,在第三条弧线下用铅笔画2~3毫米长的小线段,每隔五格就画一条五毫米长的线段(如图3)。最后按图4写上0一6、0-30、0-150各档读数,其余各档只要按这几档读数计算就行了。

图2
图2 🔍原图 (580×461)
图3
图3 🔍原图 (570×454)
图4
图4 🔍原图 (560×429)

电阻挡的分度是不等分的,但我们可以用0°~90°的量角器把它绘制出来,先通过下列公式求出各电阻值在表头刻度盘上的度数:

\(\frac{r'}{r'+r}\)\(_{x}\)×90°=n

式中r\(_{x}\)是应绘在表盘上的电阻值,r'是电阻档的内阻,n代表刻度盘上的度数。按照0°~90°的量角器,刻度盘的最右侧90°是“O”欧姆的位置。我们做的万用表电阻档是R×1、R×10、R×100、R×1000(1K),刻度盘中心值分别是24欧、240欧、2400欧和24千欧。绘制时可采用R×1档的数值,其它各档测量时照乘就是了。在计算度数时,R×1档的r'=24欧,rx为24欧时,用上面公式计算出这个电阻值的位置度数是:

\(\frac{24}{24+24}\)×90°=0.5×90°=45°

即刻在中心。

根据计算,R×1档各阻值在刻度盘上的度数如下表(R×1档以中心值为24欧计算):

图5
图5 🔍原图 (1229×923)

按上述绘制直流电压、直流电流档的方法,把各电阻值的度数用铅笔同样点出各点,然后用直尺通过各点和轴心 O″在第一条弧线上(如图4)画出各分度的线段(线段长度分别为三和五毫米),如果读者所做的万用表R×1档的中心值是12欧,则应利用前面的公式重新计算出电阻值和度数,用同样方法进行绘制。

交流电压档的分度比较麻烦,它的分度也是不等分的,而且又没有一定的关系式。这主要是因为整流器的非线性引起的。电压愈低,分格度数也就愈小,也就是说刻度愈低于直流电压的分度。所以最好是先校验满刻度的数值, 以满刻度为基准,调准各倍增器,再进行其它位置的分度。但经过我们多次试验发现:如果采用二只半导体二极管2AP9作为整流器件,则交流档的分度基本上是等分的,可以与直流电压档合用一个刻度。如果采用氧化铜整流,交流档的分度就不等分了。我们做的万用电表交流电压档是6、30、150、300、600伏五档,它同样和直流电压档一样,弧线分成六大格,每大格又分成五小格。在6伏档时,每小格是0.2伏,其它各档照算。读者如采用氧化铜整流,可以参考下列度数来分度:从0°起,第一大格11°;第二大格26°;第三大格42°;第四大格58°;第五大格74°;第六大格90°。这个度数是经过实验的,基本上还准确。每大格再等分五小格,共三十小格。用绘制直流电压档的方法绘制出交流电压档,并在每大格的线段下用一些斜短线与直流电压档相应的刻度联系起来,以利于读数方便。

最后要用钢笔描画出第一、第三条弧线和读数,交流档应用红墨水笔来描绘。绘制完的刻度盘见图4。在绘制刻度盘时,铅笔要削尖,钢笔要细滑,各线段尽量要细,点度时要细心,力求准确。在欧姆档中,很多阻值的度数都不是整数,所以在绘制中应特别注意,不要随意大刀阔斧地四舍五入,否则将影响准确性。绘完后,把刻度盘上的铅笔线全部擦去。