MG27A掌中宝钳形表改造的设想，万一实现了呢

没良心的 · 发表于 2024-12-6 20:44:05

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因为无聊，弄来个玩具玩玩
拆个刚到手的玩具，MG27A掌中宝钳形表
https://www.mydigit.cn/forum.php ... amp;fromuid=1332696

然后仔细看了看，它的钳头和表头居然不是玩具级别，于是萌发了改造的念头
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初步设想：
1、不再要电压及欧姆档，作为纯粹钳表使用，因为手里不止一个玩具，但能测交流大电流的玩具只有这一个；
2、表笔孔保留做钳头直接输出，用数字表测钳头的电压或者电流来解决小电流测量问题
3、改一下表头电路，那里浪费了很多性能

这是它的表头电路，原来的分析是错的，这里的2个二极管不是稳压管，而是检波管，在这里的作用是整流。
后来的实测是表头790欧，可变电阻225欧。

这个电路的缺点如下：
1、整流电路虽然是全波整流，但是整个电路却是表头加调整串联1k电阻之后和另一个1k电阻并联，合计600多欧的阻值，还只有1/3的电流过表头，太浪费了，搞得低档位不够低
2、全部钳表量程的前边1/5都是废物，因为每档量程过来的信号都被整流给砍了前边部分，电阻档也同理，大阻值那边的刻度大概率是不对的，只能是看看；当然了，电压档没问题，因为全部信号都过整流，这个整流的砍电压多少根本无关紧要，0V和10V根本没区别

再看钳表的电流测量电路部分
实测5A档2K可变电阻的阻值为1.05K，通表头线路的2K可变电阻阻值为1K

所以最小档5A的钳头输出是先由2.07K电阻旁路一下再经2K电阻到达600欧的表头电路，然后表头电路又剩了1/3给表头使用，能直接输出到表头的话，大概能放大3*2倍，也就是6倍的样子，这个钳头和表头的极限量程应该大致是1A不到的样子

然后我盯上了表头电路的整流二极管，这玩意如果直接给钳头使用，那该多好啊，然后查了几个钳表的电路图，发现这个地方的检波管都是2ap，于是看了看2ap的参数，额定电流5mA~~~~~也有说最大整流电流16mA的

先算算表头过多大电流吧，500V电压过1.25M电阻是表头电路的满电流，计算结果是4mA，所以这里这个5mA管子真的是一点都不富裕啊，这样的管子拿到钳头上只能测量3A电流，就算16mA也就是10A顶天了，所以还是放弃吧。

好吧，查一下2ap能用啥代换，毕竟检波管不能用普通整流管代替啊，于是我找到了1N60，这货号称30mA额定电流，差不多能有20A量程了，给25A量程使用应该没问题，也有人说峰值电流150mA，嗯，那就能抗住100A的量程了，肯定够用。

好吧，再计算一下表头满量程压降，表头电流满量程是4mA，电阻600欧，电压就是是0.24V，再扣掉可调电阻的分压之后大概是0.2V，我直接傻了，0.2V是检波管启动电压啊，我的1A量程啊~~~~~~~~~~泡汤了

现在问题来了，我是从钳头出来直接用全桥整流从2A开始还是就用表头那种整流电路从1A开始呢？，或者大量程再用全桥整流？

要改这个小钳表，还有一个问题，就是我手里只有直流电源，么有交流变压器，要做交流钳表试验必须得有交流变压器啊，这玩意怎么以低成本弄到还是个问题，用直流电机驱动另一个直流电机来发电的方式能实现吗？

没良心的 · 发表于 2024-12-15 19:25:37

曹宝维发表于 2024-12-15 17:34
老式收音机的音频输入输出变压器试一试。

那东西啥规格的？

弄这玩意需要做全新的实验，不是测定完钳头和表头参数就能解决的，还需要测试组合的输出曲线

曹宝维 · 发表于 2024-12-15 17:34:23

没良心的发表于 2024-12-15 17:21
那玩意比起电阻啥的太大太复杂了，弄个小的还没用

表头真的没办法，交流信号要整流才能进表头啊

老式收音机的音频输入输出变压器试一试。

没良心的 · 发表于 2024-12-15 17:21:07

曹宝维发表于 2024-12-13 10:47
有空间的话加一个阻抗变压器转一下不知道行不行。关键是表头非线性不好处理，是不是要重新绘制。 ...

那玩意比起电阻啥的太大太复杂了，弄个小的还没用

表头真的没办法，交流信号要整流才能进表头啊

现在有个想法，还剩一个输出档没做，干脆做成1A电流输出0.1V，用别的数字表直接测输出电压多好。

曹宝维 · 发表于 2024-12-13 10:47:46

有空间的话加一个阻抗变压器转一下不知道行不行。关键是表头非线性不好处理，是不是要重新绘制。

没良心的 · 发表于 2024-12-10 22:59:01

怎么想怎么觉得5A和50A两档量程太少，看人家10A、50A、250A三档量程
原表是5A、25A和50A，不如保留25A档，把50A改成100A，自己画一下表盘？
根据上边的计算，100A的时候感应电压为30V…………别的不说，2ap也许扛不住这样的电压

买了点1N60P，今天到货，用4只表对比测了一下钳表原配和1N60P的导通电压，好玩的事出现了，两个低电压输出的表测出来的结果是原配导通电压低，0.21V和0.23V的区别，不大，而两只高电压输出的表测出来截然相反，0.37V和0.31V的区别，1N60P导通电压低

没良心的 · 发表于 2024-12-8 22:30:55

现在研究一下小表能不能增加一个250A量程

首先，这时小表的感应电压已经高达75V，检波管肯定是扛不住反向电压了，这时有2个方案：
一个是换成普通整流管，0.5V压降这个时候可以当作不存在，检波管需要挪地方了，挪到到分压电阻和表头之间，500A档不过这个管子，而是过另一个整流管和565K的分压电阻
第二个方案是加分流电阻，分流电阻也必须在检波管前边才行，检波管还是得挪地方
这时需要在钳头两端并联一只50欧电阻，主回路250欧，钳500A电流时的功率为75*75/250=22.5W，嗯，那个小线圈需要直接承受差不多20W的发热功率，这个钳子肯定是直接烧掉了………………还是放弃这个方案吧

没良心的 · 发表于 2024-12-8 21:25:24

mynew 发表于 2024-12-8 21:20
钳头线圈开路的话，电压会有多高？会不会不安全？

你可以按我的思路计算一下25A档和50A档，看看感应电压是否和所测电流成正比

mynew · 发表于 2024-12-8 21:20:23

钳头线圈开路的话，电压会有多高？会不会不安全？

没良心的 · 发表于 2024-12-8 21:05:09

本帖最后由没良心的于 2024-12-8 21:58 编辑

先画个草图，顺便把原板子拆光，以后需要改再说

再上传一张别的钳表的电路图参考一下

图上可以看到，这个表头的参数是300欧，0.2mA，小钳表这里是800欧，0.133mA，要是600欧0.1mA就完全一个级别了，现在小表满量程电压比那个高差不多一倍的样子
再看分流电阻参数：
小表5A分流电阻2k；25A分流电阻210欧；50A分流电阻100欧
大表10A分流电阻2.2k；50A分流电阻150欧，250A分流电阻36欧
按最相近的2k分流电阻看，都钳5A电流，小钳表在这时比大钳表输出电压高4倍的样子，所以小钳表的线圈肯定比这个圈数高很多，应该也是大概4倍的样子。

没良心的 · 发表于 2024-12-8 14:06:22

8楼的想法有误，因为有数字电流表和电压表，只要测出来几个电流下钳头的感应电压就可以确定钳头的参数，然后表头的参数也可以测出来，不需要非得50A交流电，那玩意弄到太过困难了

这样就可以不再使用可调电阻标定钳表，直接计算好分压电阻并找到它就可以了

没良心的 · 发表于 2024-12-8 13:36:05

本帖最后由没良心的于 2024-12-8 13:49 编辑

今天把整流管拆下来测，压降0.3V，奇哉怪也

看来测量方式有误，我的表不到一定电流不认为二极管已经导通，应该使用在线小电流测管子端电压的方式才行

懒得再测，还是分别计算一下钳1A电流的时候管子导通和不导通两种情况吧
管子不导通
钳头输出电压1.52/5=0.304
总电阻为分流电路电阻2.07k+钳头内阻0.2k，分流电路压降2.07/（2.07+0.2）*0.304=0.277V
实际上这时指针有偏转，所以测量结果0.3V启动肯定不对

管子导通，分压0.2V？
钳头输出电压当然还是0.304
总电阻得列方程计算了………………麻烦，还是按表盘上大约0.6倍的指针偏转计算管子分压0.2V对不对吧
表头电路电流0.4/5*0.6=0.048mA，压降0.048*2.67=0.128
分流电路电压0.128+0.2=0.328，离谱了，超过了钳头输出电压
好吧，我们先看看这0.128mA在钳头的压降0.128*200=25.63mV，
按钳头和分流电路分得0.304-0.026=0.28V计算，分流电路电压2.07/（2.07+0.2）*0.28=0.255
此时整流管端电压为0.255-0.128=0.127mV

好吧，这不是我查到的任何一种检波管的参数。

不用分流电路的方案，钳头输出0.127mV的时候卡住的电流为0.127/1.521*5=0.42A
啊……………………哦………………………………完蛋，5A档表盘必须重新标定一次了，1A以下还要标0.8A和0.6A两格

kkdkj · 发表于 2024-12-7 22:00:22

等成品看效果

没良心的 · 发表于 2024-12-7 16:46:55

设想差不多了，现在该实际折腾了。

首先需要测试一下表头电路是不是如我计算的那样，1.318V满量程，这个来个可调电源加可调电阻就行，手里都有。

然后需要一个5A的交流电流和一个50A交流电流来标定钳表，220V5A需要1100W用电器，这个似乎不难解决，但是困难在50A交流电流上。

最后一个问题是这个钳表可以竖放使用，也可以平放使用，但斜着拿指针会有自然偏转，这个似乎是低端指针表的通病，限定使用角度，否则误差会变大。

xushu · 发表于 2024-12-7 14:00:46

楼主的改造一定会实现的！

没良心的 · 发表于 2024-12-7 10:53:15

上边的计算结果表明，这东西还是使用半波整流吧，不然最小挡位无法分辨1A的电流，这样，还得是5A量程，因为有现成的刻度，不管它准不准，反正能用。
大电流挡位由于在钳头使用了整流，所以基本就是全表盘能用，我看着那个500V挡位盘就不错，还是弄个50A量程就好，这样就不需要自己做表盘了。

下边的问题就是如何设计电路，这里需要预留校准。
钳头196欧，表头792欧，似乎不用补偿，这个误差完全可以接受

检波管直接钳头，则输出电压为1.27V，半波整流与全波整流的区别只在带负载的能力，电压是没区别的
计算一下5A量程全电路电阻要多大，这里先划范围，假设输出为1.2V~1.4V，这个调整范围应该够用了
1.2/0.133=9022欧，扣除钳头加表头的1k，还要一个8k的分压电阻
1.4/0.133=10526欧，扣除钳头加表头的1k，需要9.5K分压电阻

50A量程不使用分流电路可以忽略整流管的压降，只要它能抗住反向电压15V就够用
分压电阻为15/0.133=113K

现在来计算一下8-9.5k和113k电阻怎么得到
8-9.5k，7.5k加2k可调就行
100k以上的电阻区间序列为100k、120k、150k
计算一下120k多大电流，15/120k=0.125mA，为0.133的94%，显然误差超标了
算了，弄个100k加20k可调吧

好了，5A档和50A档都弄好了，下边看看怎么调定，5A档需要5A交流电和相应测量设备，测量设备咱不缺，可交流电怎么弄啊？
检定50A，就算绕5圈测，那也得10A交流电，我真的想不出哪里能弄到这玩意啊？

没良心的 · 发表于 2024-12-6 23:04:06

yiyun2000 发表于 2024-12-6 22:24
厉害，一个小表被楼主玩成花了！

还没，只是想玩玩。

现在刚开始有想法，还没条件测试各种参数。

万一实现的前提是想法确定下来，但这需要一个前提就是得把参数搞明白

没良心的 · 发表于 2024-12-6 23:00:35

本帖最后由没良心的于 2024-12-7 10:01 编辑

主贴的计算似乎有误，这里计算一下5A时候钳头产生的电压：

下边从原表5A挡位满量程表头电流再次计算一下，
表头加电阻是1.02k，再串联1k电阻后并联1k电阻，所以通过表头的电流为整体的1/3，也就是4/3=0.133mA，
表头电路是1K并联2K，那就是670欧，加上分压电阻2K，0.4mA电流压降为0.4*2.67=1.068V
这里还需要考虑整流二极管压降，参数表的导通值是0.2V，二极管导通曲线和指数曲线差不多，因为直接连了钳头输出，这里大概就可认为整流二极管的压降是固定的，这个档位按0.25V计算，1.068+0.25=1.318V。

5A分流电路实测2.07k，电流为1.318/2.07=0.64mA
钳头电流为0.4+0.64=1.04mA，电阻200欧，消耗电压0.203V
所以钳头输出电压为1.318+0.203=1.521V
每A差不多能产生0.3V的样子，检波管0.2V启动电压，最低可以标定的电流差不多0.7A，看来就是这个钳头的极限了，还得使用半波整流

使用全波整流的话，那启动电压会达到2倍检波管启动电压，需要测量1.5A以上才行，而且大电流下，半波整流本身就够用，不需要画蛇添足玩全桥整流