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万用表的历史

2022年2月15日 | 数字万用表
英文维基百科上 Tabby 的电流计,CC0

第一台可被视为万用表前身的设备出现在 1820 年,它是一个移动指针电流检测设备,称为电流计。该电流计仅用于检测电流,可使罗盘针移动,在实验室中很有用,但非常笨重和脆弱,因此不适用于现场作业。

1920 年,英国邮政工程师 Donald Macadie 因发明了第一台万用表而受到赞誉。故事是这样的:当他在电信线路上工作时,因为需要携带一大堆不同的工具而感到懊恼,所以他发明了一个可以测量电流、电压和电阻的工具。这款产品被命名为 AVO表。

与我们今天使用的数字万用表相比,第一台 AVO表本身非常笨重。但在万用表问世的前十年里,万用表的尺寸大幅缩小,到 20 世纪 30 年代,便出现了具有更多量程和功能的便携式版本。

当 Westinghouse 推出第一款万用表时,电压表的历史才真正开始了。最初的 AVO表仅能在 13 个不同量程内测量直流 (DC)、电阻和电压。当“氧化铜仪表整流器”问世后,该仪表才具有了交流 (AC) 测量能力,并将量程从 13 个增加到了 20 个。

Liftarn 的 AVO表 早期版本,CC BY-SA 3.0

Liftarn 的 AVO表 早期版本,CC BY-SA 3.0
 

第一个数字电压表

不久之后,模拟显示屏就问世了。随着电压表的发展,早在 20 世纪 50 年代工程师们就开始尝试制造固态数字电压表。但直到 20 世纪 70 年代,当时的技术才跟上这个想法。在那个年代,半导体变得足够便宜,因而使设计变得可行。

Fluke 8020A 数字万用表

全球首款获得成功的手持式数字万用表,或具有万用表功能的电压表,使现场技术人员具备了以前只有实验室专家才能具备的检修能力。Fluke 8020A 数字万用表在 1977 年引起了很大轰动。技术人员可将它装在裤兜和工具包里前往最难以到达的工作地点,事实证明这款数字万用表精确、可靠、易于使用,而且坚如磐石。这让使用它的技术人员显得很专业。

这改变了福禄克的业务重点,使其从一家台式测试仪器制造商转变为手持式电气测试工具的全球领先者。在随后的几十年中,8020 及其后代产品在世界上具有挑战性的工作场所赢得了一席之地,并让世界上一些要求非常苛刻的技术人员成为其忠诚用户,到 20 世纪 80 年代,这些产品的销量超过了 100 万台。

采用非常出色的新技术

Fluke 8020A 诞生于一个技术突飞猛进的时代(第一条光纤电话电路于 1977 年开始投入使用),采用了非常出色的新电子技术。这就是它的秘密。可用组件无法实现所需的高性能和低成本,因此福禄克设计人员创造了一个定制的互补金属氧化物半导体 (CMOS) 模数转换器芯片来驱动其液晶屏。

2004 年,Specialty Engineering, Inc. 总裁 Jack Nugent 和他的 8020A。

2004 年,Specialty Engineering, Inc. 总裁 Jack Nugent 和他的 8020A。
 

事实证明,这款封装于灰色小盒中的电子产品非常精确(达到读数的 0.25% +/- 1 位),由电池供电,轻便、可靠且耐用。如果说 8020 只是让编辑们印象深刻(《Electronics》杂志用六页文字对它进行了技术分析),那它引起更大轰动的是在真正重要的地方 - 现场。带有 LED 显示屏的竞争对手仪表,在仅仅使用了一天之后,需要整夜充电;而 8020 中的 9 伏电池则在测试中达到了 200 小时续航时间。其液晶显示屏设计用于优化可视性和响应,即使在低温下也是如此。

为了防止高压瞬变,8020 将金属氧化物压敏电阻夹与失效模式设计为开路的输入电阻器组合使用,以保护仪表及其操作员。这款小巧的灰色仪表拥有出色的性价比(169 美元),在市场上一炮打响。

在 8020A 于 1984 年退市之前,其销量超过了 25 万台。而到本世纪末,8020B 加上五款基于相同技术的新机型,总销量达到了 100 万台。

40 多年的进步:福禄克万用表型号历史

1977 年

Fluke 8020A 成为首款大获成功的手持式数字万用表 

1979 年 

Fluke 8020B 被添加到数字万用表阵容中 

1982 年 

福禄克开始生产 Fluke 8060A 和 8062A 真有效值数字万用表 300V 

1987 年 

将 Fluke 87 作为数字万用表系列的一员推出 

1983 年 

福禄克开始销售 70 系列数字万用表,其中包括 Fluke 77。 

1990 年 

福禄克推出了首款专为汽车技术人员设计的手持式仪表 88 

1991 年 

福禄克开始销售 Fluke 12 数字万用表  

1996 年 

福禄克数字万用表保持了福禄克的安全优势。多种型号现在已通过国际电工委员会 (IEC) 设定的新测量类别评级(CAT III 和 CAT IV)认证 

1997 年 

Fluke 77 III 系列上市 

2000 年 

福禄克推出了具有数据记录功能的 180 系列增强型多功能数字万用表。Companion FlukeView Forms 软件可将数据转换为有价值的图形报告 

2004 年 

Fluke 新推出的 87V 型工业数字万用表增加了温度计功能,并能够准确测量可调转速电机驱动器的频率和电压 

2004 年 

还发布了 Fluke 233 数字万用表 

2013 年 

Fluke 开始销售 101 数字万用表 

2014 年 

福禄克在 5 月份新增了 Fluke Connect™。这使得技术人员能够将测试工具测得的数据无线传输至智能手机,以便安全地存储在云空间,让所有团队成员在各自的工作现场就能访问数据。 

2015 年 

Fluke 279 FC 真有效值热成像万用表结合了热成像和数字万用表功能。  

2019 年 

福禄克推出了 87V MAX 真有效值数字万用表,这是第一款 IP67 级福禄克万用表。 

福禄克客户寄送了一台 Fluke 80248 万用表,并附上一封信,说明了该万用表的使用年限。

福禄克客户使用 8024B 万用表超过 26 年。这些年来,它的“峰值保持”按钮已经丢了,但在其长久的使用寿命期间,它一直都能正常使用。


万用表的进步

随着发布的万用表越来越多,福禄克万用表比以往更安全,功能更强大。

到 2004 年,即 8020A 首次推出仅 27 年后,Fluke 189 数字万用表便已提供了 20 多项新功能。其中包括:
  • 能够记录事件并标记事件时间以识别间歇性事件。
  • 1000 V CAT III、600 V CAT IV 环境的安全测量等级。
  • 可承受 8000 伏峰值瞬变,并可防止弧闪。
  • 配备保险丝,可安全地测量五倍以上的在线电流。
  • 内置温度计,使用户无需携带单独的工具。
  • “显示保持”可在测量时冻结显示屏。
  • 最小值/最大值/平均值读数可捕获间歇、暂降和骤升。
  • 峰值捕获功能有助于在无示波器的情况下发现突波和瞬变。
  • 更快的量程自动调整速度和一体式皮套。

一名福禄克工程师正在使用 Fluke 189 数字万用表


设计明天的仪表

提高了安全性和耐用性

雇主、工会和技术人员对安全的关注只会增加。当今的福禄克工具符合或超过最严格的相关安全标准,其具有的美国和国际测试实验室标记能证明这一点。随着标准越来越严格,福禄克对工具的性能要求也将变得更加严格。

符合人体工程学设计,适应各种作业环境

一款难以使用的工具很快就会在工具箱中落尘。但技术人员一直在频繁使用各种福禄克工具,这得益于其产品设计的进步。数字万用表比以往更小。这些工具可以牢牢握在您的手掌中,就像 Fluke 107 一样。

简化用户界面

设计师不断地融入新功能,而不会增加额外的复杂性。在 87V 数字万用表中,福禄克重新分配了现有按钮,以包括温度和可调速度电机驱动测量功能。

非接触式测量

新发明的 Fluke FieldSense 技术已在电气测试仪和钳表中得到采用,使测量电压和电流变得更容易,无需接触带电导线。

更高的可靠性

技术人员可以确信,可靠性仍将是福禄克工具的一项重要优势。您可以对此充满信心;福禄克工程师在设计工具时必须备妥维修零件。他们必须展望未来并估计该工具将能持续使用的时间,并制造“停产前购买”维修零件,以使用户能够在工具的预期使用寿命内获得所需的服务。

扩展功能

新的福禄克仪表可完成更多工作。整个过程非常简单。无论是提高安全性、增强功能还是提高性能,新一代福禄克工具都将始终以此作为改进目标。我们不断投资开发更出色的新工具,以满足不断变化的电气界和工业界的需求。