1、技術背景

為此，我們對普通的數字萬用表進行改造，在表內部增加DC24v升壓電路、4（0）-20mA信號發生模塊及充電電池，使普通萬用表具有4（0）-20mA輸出功能。這樣，既可作為通用數字萬用表，又可作為4（0）-20mA 信號發生器，且可顯示輸出量讀數。“一表兩用”，方便電氣技術人員在現場的攜帶與使用，而且，價格低廉，經濟型好。

2、改造過程

2.1、組成部件

該儀表主要由功能完好的普通數字萬用表（利用其DC 200mA測試功能）、DC3.7v充電電池、DC3.7v轉換DC24v電源模塊、工業用DC 4（0）-20mA 信號發生模塊、精密多圈電位器及相應的控制電路等部件組成。

2.2 部件作用

DC3.7v充電電池和轉換DC24v電源模塊的主要作用是：輸入3.7v，輸出24v 30mA DC電源升壓模塊；工業用DC 4（0）-20mA 信號發生模塊的主要作用是：輸入0-5（10）v DC，輸出標準的DC 4（0）-20mA 信號。

2.3 技術原理

DC升壓電源模塊將3.7v電壓升高到24v，為DC 4（0）-20mA 信號發生模塊提供大于20mA的電源。通過調節多圈精密電位器，平滑的改變信號發生模塊的輸入電壓，在其輸出端可得到DC 4（0）-20mA信號源。此信號經切換電路切換，通過萬用表的DC 200mA檔測量并輸出，并讀取信號的數值。

2.4 改造方法

該二合一儀表的本質是在普通萬用表里增加一套可調的4（0）-20mA信號源電路，利用萬用表測量出信號源輸出電流值的大小。因萬用表內空間較小，故在選用材料時，需選擇體積稍大、稍厚一點的萬用表。3.7v充電電池可利用體積較小的手機電池即可（只要能裝的下，電池容量原則上越大越好）；DC升壓電源模塊要采用轉換效率90%以上的小型模塊，以減小能量在轉換過程中的消耗，輸出電流大于30mA即可滿足要求；可調的4（0）-20mA信號源也要用微型一體化工業級模塊，以保證輸出精度且可與工業電氣匹配；可調電位器一定要選用微型多圈精密線性電位器，調節精度可控制在小數點后兩位（千分位）。

電流調節電位器要安裝在萬用表的左上角位置，便于握表的左手進行調節；電源開關和信號切換開關可用一只2×2微型撥動開關，在表后蓋處打合適的孔安裝即可；在表面板空余處打一小孔，安裝一只∮3mm微功耗發光二極管，指示升壓電源模塊工作狀態；在表合適位置安裝一個充電插座，方便用手機充電器為3.7v電池充電。

數字萬用表的DC 200mA電流檔在使用時，是串接在負載回路中的，所以要對原萬用表DC mA檔做簡單改動。具體需將信號源的“-”極經2×2撥動開關與萬用表的“COM”端焊接在一起。因10A電流檔使用較少，故將其插孔與電路板焊開（10A電流檔測量功能廢棄不用），將信號源的“+”極直接接到10A插孔上。具體儀表的電路改造見下圖所示。

3、使用方法

經這樣改動后，當使用“二合一表”的4（0）-20mA信號發生功能時，可將將萬用表檔位打到“DC 200mA”位置，紅表筆插在原10A電流插孔上接負載正極，黑表筆插在“mA”插孔上接負載負極，調節電位器，就可得到4（0）-20mA信號輸出及其讀數；當作為普通萬用表使用時，將撥動開關打到“關”的位置，調換表筆位置（此時表筆勿插10A插孔，防止損壞儀表），按普通萬用表的使用方法進行操作即可。

4、改造結論

本技術實現了普通數字萬用表與4（0）-20mA信號發生器“合二為一”的功能，作為一般的自控設備調試和測量使用，已經能夠滿足要求。不僅攜帶、使用方便，而且改造成本低廉（約200元左右），可節省一臺價值約兩千多元的信號發生器。同時，也可提高電氣技術人員的創新動手能力，值得推廣使用。

作者：張光利

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