万用表制造技术(分享国产1976年辉光电子管数字万用表有感-谈我国数字表发展历程)
本文共3842字，配图64张，阅读时间约4到7分钟。
本文主要内容分三大部分：
1、研发数字万用表的历史背景
2、辉光电子管数字万用表细节展示
含其它型号数字万用表简略展示。
3、新时代数字万用表的技术发展历程和展望
首先此文要感谢“山月”网友提供的珍贵照片！让我们有幸能够看到上世纪七十年代辉光电子管数字万用表的外观和内貌，感受那个时代技术发展的和工业及电子设计思路！[作揖]
我收藏的部分万用表的老资料
一、研发数字万用表的历史背景
数字万用表是电子科技发展的必然产物！其优点是读数快不用像指针表那样数格子换算测量值，因此读数简单可以减少读数疲劳带来的错误。
上图为上海第四电表厂1983年生产的MF35高精度指针万用表。直流精度为1.0级！普通MF47型及MF500型万用表为直流2.5级精度。
数字表还有个最大的优点就是是精确度高！现在的数字万用表可以轻松达到0.025的精度，如优利德UT71系列。可以用于数据监测领域和产品研发领域。
优利德UT71B数字万用表
因数字表没有指针表的表盘线性因素影响。以及机械指针表的动能损耗。加上还具有较高（一般都是兆欧起步）的输入阻抗（指针表一般为20千欧）。因此数字万用表可以测量高阻抗的电压，对被测电压影响较小。逐渐成为电子领域的新宠。
外磁表头的结构
其实指针万用表还有一个最大的缺陷就是极易受外界磁场的影响，使之摆脱线圈动能造成测量偏差。还有静电吸附对表针的吸附牵引带来的误差，特别是有机塑料表盘显的更加明显。
引用无线电杂志封面
新中国成立以来，在这一片大好形势下，我国的无线电及电子科学技术迅速发展。电工仪表的应用日益广泛，鉴于国外已经早于我们好多年推出了数字万用表，因此研发属于我们自己的数字万用表迫在眉睫。因此70年代我国很多电表厂就开始了参与了数字万用表的研发设计工作。如南京电表厂、哈尔滨无线电厂等。
引用1980年无线电杂志封面
在今天看来数字万用表是很简单的一个测量工具。由LCD屏加屏驱动编码芯片，一个低功耗的MCU（单片机微型计算机或单片机）做模拟量采样并为转换屏驱的编码，再加少量外围零件降压压分流等电路稍加组合就可以完成了。甚至是现在大量使用高度集成的万用表专用单片单片机（可以直接驱动LCD显示屏）。一个在校大学生即可独立完成编程工作。
数字万用表框图
但是在当年七十年代，在没有集成电路的那个年代想要设计出一款数字万用表是需要花费很多精力和财力的。
[心]二、南京电表厂生产PF-2数字万用表细节展示（产于1976年）
下面这款数字万用表由南京电表厂于1976年生产制造的。下面跟随我们文章的图片和文子一起感受那个年代的电子工业设计水平和生产工艺。
侧正面展示，没有通电的样子，两个金属把手质感满满，隔着屏幕都能感受到机器的份量！[赞]
正面，淡蓝色金属面板非常素雅，今天看起来也不过时！[耶]
左侧细节：最左侧分别为接线柱，电源开关、量程选择、档位调零等。
近一点看我们能看到面板写着机器型号：PF-2。产品品类：数字万用表。右侧为欧姆调零电位器和各手动档位机械开关。
细节图，字体清晰。
仪器后面有4个金封三极管和散热孔。
4颗3AD金封三极管：PNP结构的锗低频三极管，应该是线性电源的调整管。
仪表的铝铭牌：生产日期为1976年7月，距今已经45年了！历经这么多年依然没有什么氧化和生锈，可见当时对金属的耐久性的工艺要求是多么的严格！[赞]
开机点亮看一下效果：随着开关卡塔一下响起，能够想象到机器刚开始辉光电子管慢慢发光的场景……
最左侧的管子为极性标识。
侧面看一下。
数字非常圆润，小数点为小灯泡点亮（当时还没有LED发光二极管）。
手动档测试一下。
顶部发光二极管样式
此机由5颗顶部发光的辉光电子管以及数个小灯泡组成显示部分。这种顶部发光的结构便于0-9数字的叠层，由于叠层需要一定的间隔厚度因此顶部布局更容易。
当年很多牌子都在生产这种顶部发光的辉光电子管。
[心]下面分享下机器内部细节：
整机一共由大小12块电路板组成，在现在看起来也非常的壮观！[赞]机器里塞的满满当当。耗电量可不是现在2毫安级的3V数字表能比的。[呲牙]
看下细节：有很多三极管以及电阻电容等组成。当年没有集成电路所以很多单元电路都要靠三极管完成来实现模拟量和数字量以及显示的驱动转换。[赞]没点扎实的电子技术基本功可不敢接这数字表开发的硬活儿！
内部变压器和两个大铝壳滤波电容。
部分插板细节，内部由很多可调元件组成用来调试万用表的精度和误差。大红袍电阻、轴向电容、瓷管电容、云母电容……
交直流转换器板：长条的零件不知道是不是多圈精密电位器。
上面板子还有一个晶体。
放大一点看200KHz。
另一块板子细节。电阻的引脚都是用折角工具统一形状，做到引脚基本都是垂直插入。
锯齿波发生器板子。
这里还有两个电子管不知道是干什么用的。
上海牌电子管。
好了这款数字表就暂时展示到这里。从以上图片内容看到了当年设计者的用心和扎实的电子基本功。
下面展示：
[心]另一款辉光管数字万用表
上面这台数字万用表是由哈尔滨无线电七厂生产。看机器造型和工业设计水平可能比上面的南京数字表还要早一些，具体年代不祥。
还用了专用符号辉光管，用来显示R、KΩ等单位符号。
此机内部比上一台更为壮观，一共由14块电路板组成，大体结构和上面的数字表差不多，也是由顶部辉光电子管作为显示内容。由6颗辉光电子管完成。右边两个灰色的零件可能是金属壳子的电子管。
我们有幸找到了这款数字万用表的一些相关资料。非常珍贵的资料，可以让我们大致了解到这种数字万用的电路结构！[耶]资料显示此机一共由14块电路板构成。
上图为整机方框图！可以看到很多单元电路是由三极管分立器件做出来的数字驱动板。在没有集成电路的那个年代可真是不容易。
今天精密的高速电路
虽然今天的硬件设计由于集成电路的飞速发展让我们的设计更简单更精密！在此向我们的无线电前辈们致敬！[作揖]感谢他们为我国的无线电及仪表工业做出的贡献！[赞]
[心]下面展示另一款荧光管数字万用表：
下面这款数字万用表是由上海第四电表厂（前身是遵义电表厂）生产的PF11型，于1986年5月生产。关于上四表厂的历史在10月份分享的1963年的震华500万用表有详细说明，感兴趣的朋友可以点我的头像查看。[作揖]
此表为八十年代中期，因此体积和外观有了较大的改变。
采用金属拉丝铝合金面板，看起来非常具有金属的质感。
档位和调节也变得更加渐变，每个档位都为自动量程。
生产年月为1986年5月第09号，是最早一批表，编号还是个位数！[赞]
和刚才的南京数字万用表一比，真的是年轻帅气不少！[呲牙]不知道怎么形容了只能简单的说明更直观[捂脸]。提手为金属电镀材质，现在看上去依旧亮闪闪的。[撒花]
上图为侧面发光的荧光电子管，荧光电子管结构更加的简单，由于没有了辉光管的叠层结构性，因此数字更容易看清楚。[赞]由于荧光材料非常容易老化因此寿命非常的短不用了要及时关闭电源[呲牙]。
[心]另一款辉光管数字万用表展示：
下图为天津市无线电一厂生产的DF6A数字繁用表，约1981年产。
面板也是十分简介，采用自动量程，看起来依然很轻薄在当时看来。
机器的内部正面：机内工艺非常不错，电路板已经采用大面积敷铜技术，这样能保证地回路的完整性以及一定的屏蔽作用。零件使用上都是可圈可点的在当年算得上是高规格的零件。电路板简洁有干净看起来，非常的养眼！[赞]
机器的另一面：金封大功率三极管以及右下角红圈标内集成电路的应用！
上图显示部分依然为侧面发光的荧光电子管，由5颗组成。
上图电容的年代标记可以看到此机大概在1981年生产。
三、现在国产数字万用表的发展及展望。
八九十年代及后期主要以LCD显示的手动档位的数字万用表为主。
早期的代表的数字万用表如DT830、DT890等型号。
上图样式的各种型号的多量程手动档数字万用表，大约在九十年代及后期。
现在的数字万用表技术已经非常成熟，以我在使用的优利德UT71系列做基本阐述：
现在数字万用表已经向高位数（如下图的优利德71系列四位半19999显示位数）、高精度（71B直流精度0.06%/71E直流精度0.025%）、多功能方向发展。
各档位都为自动量程，也可以选择固定量程。现在工业设计已经带来了其造型大方，手感舒适，附有红色软胶也具有了一定的防磕碰功能。
支持-40-1000摄氏度的热偶探头的温度测量功能。
早期精确测温一般使用电桥方式的半导体点温计。此测温表计划在这个月初会专门分享，并讲述电桥测温的原理。喜欢的朋友不要忘了关注我哦
现在的数字万用表正在像高精度多功能方面发展。如频率测量、真有效值、电容测量、占空比测量、数据存储、数据保持（屏幕锁定测量值）、USB或蓝牙数据传输（应用于数据监测采集）等等。
[心]其它常见万用样式：
针对便携要求但测量要求不高的场合的各类便携小型数字表。
更专业的更好视角的OLED显示工业数字万用表
更大显示屏的数字万用表，带免接触测量电压功能。
以及更高直流精度（0.003%）的台式万用表。
还有口袋场合的笔式万用表！
现代数字万用表的技术已经非常先进和成熟，得益于SMT表面贴片工艺的快速发展，以及集成电路的高度集成，还有工业设计的精准把握，让我们用上了外形美观大方、测量精度有保证而且价格实惠的万用表。
[心]展望未来：数字万用表现在已经满足了我们需要的基本精度和要求。后续的数字表的发展正在像更高精度、更多测量功能、更加持久的耐用性、耐候性以及更高的可靠性等方向发展！
由于业务水平有限，难免还存在不妥甚至错误之处，还忘前辈及无线电前辈及同志们给予批评指正。[作揖][害羞]
[心]欢迎大家加入我新组建的“广播情怀”小组！[笑]
在这里我们一起分享各种国内外收音机，仪器仪表，及其维修工具！一起讲述收音机的故事和历史。
在这里我们可以交流分享收音机的技术问题，疑难杂症，我们可以一同进步相互学习！
广播情怀就是广播爱好者、无线电爱好者、收音机爱好者的乐园！期待你呢的加入！[心]
最后一张图片，显示如何加入。点我近期发的微文的文章末尾有“广播情怀”小组入口。感谢您的加入！[作揖][作揖][撒花][撒花][撒花]
全文完！感谢您的阅读！[作揖]