从做咨询顾问开始,我就认为在购买测试设备时不能过于吝啬。所以在买DVM(数字电压表)的时候,我花了超过400美元,买了一个顶呱呱的Fluke数字万用表。这种仪表能测量真有效值交流信号,让人心动不已。Fluke 187有一个电容表,可以测从几微安到几安的电流。由于我的汽车经常需要进行故障检测,所以几年之后我又买了一个Fluke 189 真有效值数字万用表,以备不时之需。

新款Fluke当时的价格超过400美元,其中全新的Fluke 189要495美元,翻新的Fluke 187价格在199美元到465美元之间。好吧,两个万用表花了我大约1000美元,虽不至于倾家荡产,却也下了血本。所以当我发现两个万用表都坏了,即使换上新电池也于事无补(图1),我的愤怒便可以理解了!

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图1:两个Fluke万用表都坏了。

我打开了万用表的后盖(图2),目前使用的电池没有泄漏,但是看得出来之前的电池泄漏已经严重腐蚀了金属端子。这种万用表有一个很大的优点,就是只需一枚硬币或一把巴克刀即可启开后盖,而不需特殊工具的辅助。电压最高的金属端子腐蚀最严重,这很容易理解。万用表最左侧的直流回路端子已经被腐蚀得没有光泽了(图3)。

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图2:打开Fluke万用表的后盖。

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图3:电池端子被腐蚀后失去了光泽。

最边上的正极端子腐蚀也很严重(图4)。看见万用表中的大熔断器没有?这是在测量大电流时进行保护的。额定电压为1000V,所以万用表在更高的电压下使用也是安全的。我只希望电池端子能像熔断器端子那样设计良好。

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图4:万用表的正极端子腐蚀也很严重。

把万用表拆开,我发现承载电力的直流母线金属条也被腐蚀了 (图5)。塑料外壳很漂亮,并且足以保护母线金属条。问题在于电气工程师没能为电池端子做出更好的电镀设计,真是遗憾。

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图5:万用表中的直流母线金属条被腐蚀了。

我用Foredom模具电磨和一个小钢丝轮来清理端子的腐蚀物(图6),清理效果不错,端子看起来已经恢复原样了。然后我试着用黄铜刷子来补救留在电池端子上的镀层。

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图6:用电磨和小钢丝轮清理端子的腐蚀物。

万用表仍然不工作,我从车库里拿出第二个Fluke万用表,可是这个万用表也罢工了。我用钢丝刷清理它的端子,然后换上新电池。然而一切都是徒然。两个万用表,花了大约1000美元,却不能用,这些质量低劣的电池端子让人崩溃!我想一定是某个端子上产生了不导电的氧化层,令人痛心的是我没有办法确定是哪一个端子,因为我的两个DVM都不能用啦。我不得不赶到Home Depot,买了一个新的万用表,Klein Tools MM600(图7)。

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图7:Klein Tools MM60万用表。

面对Klein Tools MM600,我陷入了新的绝望。怎样才能打开盖子,把电池装进去呢?我毫无头绪。我没发现它其实有用户指南的。万般无奈之下,只能打电话求助于Klein Tools技术支持了。在Klein Tools技术支持人员极其耐心的指导下,我们终于知道使用手册放在哪里了。安装电池需要先拧开十字头螺钉。外壳上注塑了大量的废话,不可理喻!(图8)。Klein Tools公司雇佣的律师恐怕比做实事的工程师还多吧?这些废话都是一些警告,并且还用法语重复一遍。我很想对Klein Tools公司说,请把“电池入口”几个字塑在小黑螺钉的旁边,这样我才知道拆开后盖要从何下手。这颗愚蠢的螺钉定会让我铭记终生而不再需要用户手册。

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图8:Klein Tools MM60万用表的外壳上全是废话。

终于启动了MM600,巨大的显示屏带给我几分欣喜(图9)。我也很惊讶它有一个k型热电偶。这不是一个真有效值万用表,看在含税价只有71.66美元的份上,不能太苛求。然而当我后来为Fisher科学超声波清洗机进行故障检测时,却被它深深地伤害了。当然这都是后话。

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图9:Klein Tools MM60万用表有大显示屏。

这种便宜的MM600万用表不能测量兆欧姆,探头的质量也是一个问题。右边的探头OK,但一眼就能看出是廉价品。Fluke探头看起来感觉就好多了,毕竟7倍的价格差距。MM600的“关闭”位置在旋钮的中间;Fluke 187和189的“关闭”位置在逆时针位置最左边。使用Fluke万用表时,只需把旋钮逆时针转到底,就是“OFF”了。用户界面不统一,在关掉一个万用表之前,先弄清它的品牌!

现在Klein Tools MM600可以用了,我看到两个Fluke万用表的端子都显示满电池直流电压。我悲愤交加,唯恐自己的1000美元泡了汤。打开Fluke万用表,它们都用一组叉齿压住镀金片,将电池电压加到底板(图10)。轻轻弯曲叉齿,将压力施加到电路板上的镀金片。

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图10:Fluke万用表用一组叉齿压住镀金片。

由于担心万用表会再次被腐蚀,我拿出了DeoxIT D5和DeoxIT G5喷雾罐(图11)。G5表明这种喷雾是专供镀金端子使用的。DeoxIT可以清洁、翻新、保护和润滑任何接触表面。它也可用于保护测试设备的旋转开关。

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图11:DeoxIT D5和DeoxIT G5喷雾罐。

我没把DeoxIT G5喷到万用表上,而是喷到空处,然后让喷管触碰Fluke万用表的镀金片 (图12)。不必把所有的精密电路都弄湿,特别是因为Fluke万用表可以测量高阻抗。如果一个指纹就能影响PCB的电阻,那么随意喷到万用表外壳中的DeoxIT也会有同样的影响。我在镀镍电池端子上使用了DeoxIT D5。

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图12:DeoxIT G5喷管触碰Fluke万用表镀金片。

把叉齿固定到外壳之后(图13),两个万用表都恢复了正常,希望DeoxIT能让它们一直工作下去。到现在为止已经6个月了,一切正常。还好,历经艰辛,故事有一个完美的结局。

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图13:Fluke万用表恢复了正常。

改进Fluke万用表设计的建议

如果让我修改设计,我会去掉所有的连接器件,而将电池支架焊接到底板上。这样就需要完全重新设计一个外壳,会增加一些成本。但是也许只需用电线把电池连接到底板就可以了。在我看来,任何设计都比这个装了弹簧的怪物要好。还有,Fluke应该在镀镍电池端子表面再镀金。

Fluke在外壳防水方面苦下功夫是好事,也许这是工业用表所必需的。但我只在实验室的工作台或车库里使用万用表,我宁愿电池暴露出来,也不愿选择一个密封的设计,让电池在泄漏时腐蚀整个仪表的内部。

工程师们非常信赖Fluke或Tektronix这样的品牌。多花一些钱在工程制造上,再多花一些在测试上,然后根据设计的优秀程度确定价格。我相信客户一定愿意为这些努力买单。

网友评论

@ Al Grasso 我的1983-1984 Fluke DVM Mod. 8024A没有任何问题,至今仍像新的一样工作良好。

@ BackplaneGuy 你说某些万用表的电池盖子很难打开,我们是同病相怜啊。希望设计师能够看到这篇文章。最让我心烦的事莫过于为我那个便宜的Metex DVM更换电池了,那些用来固定后盖的小东西太难打开了。还有,比起外皮是尼龙的廉价电缆,使用漂亮的硅胶探头电缆是一种让人心情愉悦的体验。

@ JamesBryant 关于电池腐蚀的问题在这里我就不妄加评论了。但我认为,虽然每个实验室都需要好的DVM,但同时也需要一些便宜的DVM。中国制造的830B在eBay上售价仅3美元还包邮,而且它的性能符合描述:2½数字分辨率,准确率只有5%,不十分可靠。不过想想价格……还是买一个吧。

@ Shane Kennedy 多年来,我也一再遭遇电池端子的问题。高端音频遥控器、对讲机、万用表和其它设备,有时甚至都没腐蚀也连接不了。多数情况似乎都是低功耗设备出问题!我喷了清洁剂,用细砂纸打磨,通过弯曲来增加接触压力,这些都毫无用处。难道是一些触点与电池材料不兼容?

@ Art Zinn 大多数用户指南都提到,如果长时间不使用,应取出DMM中的电池。与20年前相比,现在的碱性电池质量都很差,容易泄漏。2007年我就将所有碱性电池换成了LSD NiMH。9V碱性电池很少有泄漏的,因为做了双重保护。不过我还是用LSD NiMH电池替换了所有9V电池。NiMH电池,不管是标准的还是LSD的,30年来我从没听说过有泄漏的情况。

@SChancey 对于很少使用的设备,我会卸下电池。对于常用设备,则每年更换一次电池,比如火灾和烟雾报警器,在每年例行检查时,是换电池的好时候。电池很便宜。不会有电池接触不好的问题。

原文刊登在EDN美国网站,参考链接Dead meters expose battery terminal design issues ,由Jenny Liao编译整理。

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