我的万用表-某空军高级工程师的40年心得 - 全文
2012年09月21日 14:56 来源:曾广伦投稿 作者:曾广伦 我要评论(0)
首先感谢曾广伦先生的投稿,本文内容《我的万用表》是曾广伦先生40年来的心得,言辞诚恳的描述了自己从事电子行业近40年的体会,希望对大家有所帮助与启发。
曾广伦1951年8月生,广州市人。空军工程学院毕业。空军专业技术大校。空军高级工程师退休。原职业,空军地勤。从事轰炸机、运输机雷达研制和维护40多年。生命历程中,曾任雷达师、军代表、空军某装备部科长、总军事代表、高级工程师等职务。
原职业:航空雷达。现从事东莞光华医院电子设备、家用电器的维修。
以下是曾广伦先生《我的万用表》原文
人生中的许多难题,往往都是自己找的。很多人,天生就有蔑视困难的优点。正因为头重脚轻,命运将给予我们许多机会。当你有缘,竭尽全力地解决过一个自己出的难题,过程的体验,一定让你终生受益。我的万用表,就是自己找的难题。为拥有一个自己设计的万用表,我进行了技术的万里长征。过程的体验,刻骨铭心。
1800年,意大利人伏特发明了第一个干电池——伏打电堆。随后,他又发明了测量电池电压的仪表,名为伏特表。25年后,法国人A·安培和德国人G·欧姆分别发明了安培和欧姆定律。1828年,德国J·施韦格制成第一台动圈式电流表。
伏特计、安培表和欧姆定律的发明,为创造三用表提供了良好的条件。
万用表、万能表都是夸张的称谓。三用表,即测量电压、电流和电阻这三个物理量的仪表,是名副其实的名称。也有人叫它为繁用表、欧姆表,指的都是同样的东西。国家标准中称其为复用表。三用表把伏特计、安培计集于一身,利用欧姆定律作为设计依据,可以非常简便地把电压、电流和电阻这些电参数准确地测量出来。
即使在科技突飞猛进的今天,三用表仍然在生产、科研、教学以及维修中得到广泛的使用,还没有任何仪表能取代它的地位。
从事电子、电气专业的人,如果离开了三用表,就象作家离开了笔,哪怕
有最好的念头,也只能停留在脑海中。
可以毫不夸张地说,如果没有三用表,电子科学的发展不知要落后多少年。实践者,最了解万用表。有人断言:只要这个世界有电,万用表就会以其独特的个性永久地生存下去。
因为学无线电,使我有了接触万用表的机会。
“那家伙,其貌不洋,却能人所不能”。无线电所用的一切元件,电阻、电容、变压器、电子管、耳机、喇叭、晶体管、电池等等,用它就能测出它们的好坏。
“它总是在有疑难的时候出现”。当电气员对起动车的电源电压有怀疑的时候,他将以三用表的测量数据为准绳;当开关、电位器、照明灯、保险丝可能损坏的时候,维修者习惯用万能表作最后判决;一旦飞机用电设备发生故障的时候,在地勤手里拿着的就有万用表。
这使我想起乡下的风水先生。他们衣冠楚楚,极少言谈。每当有人建房、造墓,他就手持罗盘,出没于山边水沿。为需求者测定最佳的风水宝地。罗盘,养活着他。我不知道风水罗盘与飞机罗盘有啥差别,因为风水先生对那玩艺非常器重,不让别人碰它一下。
罗盘能测风水,能养活人。万用表,能测电。我深信,它也能养活人。
一旦把一件物品与生存联系在一起,对那物品的追求就会达到不顾一切的地步。
我对万用表充满好奇。就两根线,一个表头,它为什么既能测量电压又能测量电流和电阻?它里面有些什么东西,使它具有超人的能力?
我喜欢万用表。喜欢它胖乎乎的外形,大大的表盘,细长的指针,美丽的半圆弧刻度。
我需要万用表。因为我的工作对象就是电,而且是无线电。
我希望拥有万用表。“纵有万贯家财,不如一技防身”。有了它,生存就有依靠;人生就有伴侣;事业就有帮手。我希望有一个自己的三用表。但当时(1970年)84元的价格令人叹为观止。我仔细地算过,每个月七元津贴,即使一分钱不花,也得一年才攒够买一个三用表的钱。我大概知道,只要有一个合适的表头,就能设计出万用表。有了万用表,就可以进行各种实验。地勤,是维修飞机的大夫,一切判断都必须有根有据。万用表是提供电气数据最简便、最实用的仪表。这个家伙太有用了,假如将来我有钱了,我不会象别人那样先买手表,我一定用钱先买三用表。要500型的。它比上海牌手表便宜36块钱。但它比手表有用多了。我对表头寄予了极高的期望,我对万用表想入非非。
爱,就这样自然而然地产生了。
追求,源自需要。
爱,在认识中巩固,在追求中递进。
自从爱上万用表,对与万用表有关的事就变得非常敏感。某部以万用表作测量工具,报告了《电阻测量法》在飞机维护中的经验;某无线电师,利用万用表测量雷达告警器检波晶体的实用材料在空军推广。小小万能表,在飞机的维护中起着积极的作用。
万用表,是测量的工具,是科学的仪器。在电的世界里,电压、电流和电阻是最基础的、最大量使用的物理量。它们就像大厦中的钢筋、水泥和砖石,离开它们,任何宏伟的设想都是空中楼阁。
一帮一告诉我:任何无线电设备,都由电阻、电容、电感、电子管和电源组成。电源就像人的心脏,电流就像血液,信号就像神经。只要有元件,就存在电压或电流。一旦你把机器的每一个节点的电压、电流和电阻掌握住了,你才真正把握了机器的命脉。
我喜欢无线电,它以神话般的奇妙,深深地吸引着我。挺爱看那鞭炮似的纵横交错着的各式电阻;也常琢磨那小方块式的电容;最令人不可思议的是那小灯泡似的电子管。它们的脚在焊盘上集结,通过五颜六色的导线连通到机器的各个部位。这些看似呆板的家伙,一旦通电,立即就活灵活现起来。能说话、会唱歌、出图像。完全成为富有生命的整体。
我的服役时间有限。陆军两年、海军三年、空军四年。四年只有1460天,在这千多天的日子里,我想学会无线电这门技术,以科技求生存,永远放弃靠锄头为生的环境。但我也知道 ,无线电的饭碗,闻起来香,吃起来难。我要把1825年至1969年共144年来有关无线电发展的成果学会,即使再多一倍时间也不够。
无线电工程,是一门实践性和理论性都很强的专业。必须边学边做,才能获得好的学习效果。然而,在弱电技术中,电压、电流和电阻,都是些看不见、摸不着、闻不到的东西。它们的存在与否和大小,全依赖测量。因此,测量就成为无线电工作者必须具备的基础。
“欲要利其行,必先利其器”。“没有金刚钻,不揽瓷器活”。一个手无寸铁的人,能做什么?能学会什么?
我别无它图,只渴望有一个属于自己的万用表。
1969年3月,“文革”期第一批转业干部名单公布了。我们中队有好几个。我在帮特设师收拾行装的时候,他把珍藏着的一个表头送给了我。
那玩儿好玩极了。细长笔直的指针,半黑半白,自然地停靠在表盘的左端;雪白的表盘,用黑实线绘出一道美丽的圆弧;圆弧上等分刻着象睫毛样的、但粗细有别、长短不一的切线,那是每个表头都有的刻度。刻度上用黑色颜料分别写着0 20 40 60 80 100 的字样。
用手摇晃一下表头,指针就会动。表头的背后,有两个接线柱,一个是“+”;一个是“-”。只要将电池的正极接到电表的“+”线、负极接电表的“-”极,指针就会飞快地打到表盘的右极端。若将电池反接,指针只会猛地向左极端动一下,然后紧靠左端不动弹。这家伙,极有灵性,它能测电。
拥有它,足以让我兴奋了许久。因为它是我有生以来最昂贵的财产了。好几个好凑热闹的人,总想借我的表头去看看,都被我严词拒绝。上机场,我带着它,飞机起飞后,我就在机窝里琢磨它。回到家,就在床边摆弄它。临熄灯前,我还要拿着它仔细端详一会。我心里明白,这玩儿,很有用。
因为这只表头,我认识了许多战友。也因为我有了这只表头,很多人认识了我。爱,可以不耻下问;爱,才能体验到什么是真正的投入和专注。
“主任,你帮我看看,这到底是个什么表头”?我终于见到无线电主任了。
“是个电流表。你到修理厂去找一下周无线电师,他肯定能帮你鉴别清楚”。主任端详了一会儿说。
于是,我可以利用无线电主任的权威,畅通无阻地去做我想做的事。
“这是一块电流表。满度电流为100微安。测量它的内阻比较麻烦,你自己慢慢学着测吧”。修理厂的周无线电师给我说。
“电流表可以用来干啥”?我问。
“电流表是各种仪表的基础,可以用来作电压表,也能作电平表,还能作欧姆表等等”。
“谢谢,有没有关于电流表的书,借一本给我看看行吗”。
“关于电流表的书,得找特设师,他们才有这样的专业书”。周无线电师给我指了路。
问,是一种高效率的求学方法。
路,往往是问出来的。只要你肯问,会结识许多朋友。朋友,又能给你指出很多的路。
“好,是块电流表。难怪特设师珍藏着它。”我心想。
“电流表,万表之母”。我为拥有如此高级的表而兴奋,我对这个表头的前程充满信心。我急于了解这个表头,我必须用前人的知识来填补自己的空白。
“急用先学,活学活用,立竿见影”是林彪掌管部队时人人皆知的学习方法。
这是一本我从未读过的书。一本技术教科书。
学技术书,与读***著作有很大的差别。有时,为弄懂一句话,不知道要问多少人。为学会书中引用的一条原理,还必须找到另一本能够详细论述它的书。科学,是建立在前人的基础上的,她太严密了,绝不允许断章取义。我,就象一个外来人,随着命运之船,懵懵懂懂地闯了进来。既不知前,也不明后。
严密,使你无法随机进入。如果毅力驱使你一定要打开科学之门,你就必须老老实实地、一步一个脚印地把前人的成果系统地、循序渐进地掌握到。只有这样,你才能在科学的环境中与他人有共同语言,才能建立起共同的基础。
在政治是统帅,政治是灵魂的红色年代,学技术,真是太难了。政治这棵大树,充分地占有阳光、空间和雨露,它枝叶繁茂,色彩缤纷。技术,就象树底下的小草,在政治的施舍下偶尔得到一丝残光和点滴浊水。它体弱叶黄,靠它紧贴大地,因其在社会中拥有根深蒂固的需求才得已生存。
每个时代,总有它的弊病。每一任长官,总有他的过失。
“读书无用,蔑视老九,不重视科学”是我所处的年代的弊病。它的祸根,导致了整整一代人的痛苦。在痛失时间、痛失机会的同时,别的民族利用我们的过失,从科技上远远地把我们抛在后头。
每一种过失,必然要付出沉重的代价。事实,总能教会人。在这个时期,我们每年要摔30多架飞机,面对如此频繁的严重飞行事故,我们的最高长官大声呐喊:“照这样摔下去,空军真得要摔成‘空’军了。”
没有接受过一天专业训练的人,要自学一门专业技术,困难是可想而知的。但急用,急需了解表头原理、构造、特别是使用的基本知识迫使我要学。热爱,能溶解困难;愚公移山的精神,能激励人坚持学下去的斗志。
“这是一只磁电式的仪表。利用电动机的原理,对磁场中的线圈通电,线圈流过电流而产生的磁场与固有磁场相互作用,带动指针偏转。流过线圈的电流越大,指针的偏转角越大。”我抄下关于电流表工作原理的笔记。
“直接影响到使用的性能包括:灵敏度,内阻,精度,使用环境,安装方式和尺寸。”我整理出表头使用的重要性能项目。
这个表头,灵敏度、精度以及安装数据等都有了,就缺表头内阻这个参数了。
我必须求出表头内阻这个事关三用表设计的重要参数来。
在自学电源技术原理书的时候,我大概了解到电源也是一门很复杂的技术。如求电源内阻就是一项比较麻烦的事。看书时,我甚至恨那些绕口的符号。我仅记得:
变化的电源电压值/变化的电流值=内阻
假若电流从0—2安培变化期间,电源电压变化了0.4伏,可求得该电源的内阻为0.2欧姆。这个内阻是无法用三用表直接测量到的。只能通过变化的电流引起变化的电压来间接求得。
假如电源的内阻为0,电源就可以输出无穷大的电流,亦即可以输出无穷大的功率。这是理想的电源。很多国家的科学家都在耗巨资研制超导材料,其主要目的就是要把导体的电阻在常温条件下降到0。一旦实现这个目的,就能极大地提高电能的使用效率。但是,在人类制造的物品中,至今还没有达到“理想”标准的任何东西。因此,所有电源的内阻都大于0。内阻,是影响电源输出功率的主要因素。
按照定律,表头的内阻,就是从表头两端往里看所具有的电阻。我想,这么简单的电路,用三用表一测不就出来了吗。
教科书测定仪表内阻的方法是非常理论的。是严格按照电流分配率的定理进行的。电路如图。其中I为总电流;I1为分流电流;I0为流过表头的电流。即有:
I=I1+I0
当I0=I1时,I=2I0
I0=I/2
什么条件下I0=I1呢?
根据电流分配定律,就是分流电阻R1与表头内阻R0相等时.
现在是理论准备,必须在纸上把事情弄清楚。真正理解了,才能准确地执行。
我很想用自己熟悉的现象去理解这种高超的内阻测量方法,我为寻求解释这种测量方法冥思苦想。动脑筋是一种表面上不费力气的事,事实上,脑细胞在剧烈的思维活动中,要消耗很多的能量。我常被激烈的思考弄得面红耳赤、满身是汗。每当情不自禁地进入哪个走火入魔的境界时,孟子总会嘲笑我。
“你们看、你们看,老广又走火入魔了”!
我被他的喊叫惊醒,灵魂才又从抽象的空间回到无情的现实。长叹一口气,手拿毛巾、脸盘,去洗漱间洗头降温。
拧开水龙头,水花四溅。这时,又进来一个人,又拧开一个水龙头,我的水龙头流量突然减少。我立即有了反应。
“对了、对了!我如梦初醒,仿佛找到了解释测量电表内阻的真实例子了”。
如果限定水管的总流量为1,仅开一个水龙头A时的流量也为1。当再开另一个水龙头B时,A水龙头的流量一定会减少。若两水龙头的一切条件相等,即A=B,流过水龙头的流量均为总流量的1/2。
这不就是测量电表内阻的原理吗。我确信这就是测量内阻的真理。我抓住了行动的纲领。
理论源自实践,又高于实践。用前人的理论指导后来人的实践是人类社会进步的象征。人类数千年的基础理论积累至今,为今天飞速发展的高科技奠定了坚固的基础。
理解,对于一个要实际操作的人是何等重要。只有理解,才有灵活;只有理解,才有自由。门路向理解它的人敞开着。
根据测量内阻的原理,我很快就制定出可操作的具体步骤。
1. 调整RZ电位器,使电表指示满度(100微安)。
2. 接入分流电位器R1,调整R1的大小,使电表的指针恰好指在表盘中央.即流过表头的电流比100微安时减少了一半。
3. 拆下电位器R1 ,用三用表测量它的实际阻值。
4. 结论: R1=R0。亦即R1的阻值就是电表的内阻。
这就是我所认识的测量电表内阻的经典方法。
三用表工程,像一块巨大的骨头。我在它的面前就像一只蚂蚁。在蚂蚁的辛勤劳作下,终于啃松了这个骨头中的一小块。
测量内阻的筋被我抓住了。是否如此,就差实际验证这一步了。
难吗,现在做一点也不难。但当你两手空空的情况下试试看。想,仅仅是纸上谈兵;从想到做,是飞跃。要飞起来,还要有实力这个基础。要电源;要电位器;要导线;要烙铁、焊锡等等。
要具备这许多东西,那得何年何月?
繁忙的飞行,一天接一天。只有传达伟大指示的时候,我们才有机会穿着军衣,坐在小板凳上听首长的贯彻动员。
学习,是最好的休息。在我的心目中,学习日就是休息的代名词。利用学习这个机会,我可以埋头在人群中,去思考很多关于表头的问题,可以在笔记本里进行许多必须的计算和验证。
不停地想,遇到高手就问。我以不顾一切的专注把精力投入到表头的研究中。
测量灵敏度的电路图已在脑中背得滚瓜烂熟。测量内阻的原理图也早已铭记脑海中。现在唯一的问题就是如何找到这些元件。
大脑,需要不断地刺激。在各个器官的刺激下,形成欲望。欲望一旦形成,大脑就会象司令部那样,不断地向各器官发出连串指令。器官在大脑的指使下,它们一改常态,手脚会变得敏捷、目光变得晶亮。为寻找猎物,为实现欲望而共同努力。
“告诉你一个好消息,你需要的东西那里一定有”。夏军给我说。我一时不明白是什么。
“你知道我需要什么东西”?
“就是那些关于表头的家伙”。
“在哪”?
“我昨天去航材股,发现在库房的角落里有一堆废物,于是走过去看了看。好家伙,那里什么都有。完全是一架飞机的东西。我肯定,那里一定有你需要的东西”。
这的确是一个好消息。事后证明是一个影响到人生命运的消息。多少个不眠之夜,我祈求得到的东西终于有了明确的地点。
我感谢夏军,感谢身边的人。他们是如此关照着我,对我的事是那么重视、那么负责,只要有一个系关我的信息就立即告诉我。
我立即就想起航材股的老乡。无论在任何地方,只要有老乡,几乎没有不能办的事。其他人在做台灯的时候,都非常想弄到一套什锦挫,找主任、大队长批条子,可就是领不出来。我有老乡,而且是唯一的一个老乡,给他条子,他就会在无人的时候悄悄地递给我。并叮嘱我别张扬。我知道,也不是所有老乡都能享受到我的待遇。老乡和老乡之间,当然也分彼此。
在征得老乡的认可下,我们一行三人,各拿利器,像饿虎下山似得扑向飞机残骸。
根据上级的规定,事故飞机的残骸是要严格管理的。残骸的一切零件都不能外流,严防混在航材中使用。如果残骸的管理一旦失控,其后果不堪设想。
凭良心而言,我们决不会把这里的东西用在飞机上。我们之所以想要它,是因为我们没有、我们需要。而且那些东西确实还能用。
残骸,就像一个巨大的仓库,它囊括了整架飞机的所有器材。只要你有所需、有力气、有时间、有工具,还得有人让你拆,几乎想要什么有什么。
“电台!我找到了,快过来帮忙”!
三头六臂,各持利器,眼冒金光,口喘促气,满脸通红,全身是汗,全神贯注,狼吞虎咽。文明施工在这里学非所用,机不可失、饥不择食用在这种场合还算合适。北京航空学院毕业的郭玉山,就像解剖学家见到了新标本,巴不得先得到手,拿回家再慢慢欣赏;武器分解能手夏军,徒手就能把整块铝皮扯断;我恨只有一双手,不能同时拆卸那些已被盯上的目标。
慌张中的劳作持续了将近一个小时,时间越长,危险越大。要是这时候来个领导,我们不仅前功尽弃,还得回家写检讨。“贪心不足蛇吞象”,我们彼此心灵相通。在该收手时就收手了。
紧张之后,我们各自都提着永远属于个人的战利品,轻松愉快地走在归途的路上。“日落西山红霞飞,战士打靶把营归”,我再次体验到如同实弹射击那种紧张之后的轻松和愉快。
“如果有一套合适的工具,我们的拆卸效率不知要提高多少倍”!郭玉山总结这次行动发表感叹。
“行了,要知足!不用工具,只要有汽车,帮你把东西拉到家门口,那效率不是更高吗”。夏军总是对抗他。
“那么好的东西,堆在那里日晒雨淋的,太可惜了”。我发自内心地说。
这次收获,让我得到极大的满足。电阻、电容、电位器、导线、开关、旋钮足有十来斤。我向懂行的人打听,这些家伙,要是花钱买的话,我一年的津贴也不够。同样当兵,我拥有了比别人多得多的财产。虽不能吃、不能喝,也不能当钱花,但它们却是我梦寐以求的雪中之炭。我为拥有如此丰厚的财富而心满意足。我为得到这些如同高楼大厦的钢筋水泥等硬件而心旷神怡。我仿佛看到,一个无与伦比的理想三用表就在这些元件的搭配下向世人展示它超人的才华了。
如果我在家,母亲看到我得到天公如此丰厚的恩赐,她一定会烧香、拜佛,谢天、谢地忙个不停。
“来,抽烟。今天有喜,抽大前门”。我像拥有航材的巨人那样,毫不吝惜地给身旁的战友递烟。
“怎么啦,没见什么喜就请客”?战友们并不知我有秘密收获。只有夏军那小子憋着嘴、斜着眼盯着我。我塞给他一包牡丹,暗意他别张扬。
为人之道,彼此总得有点润滑。你帮我,我帮你,谁有求,大家应。有所得,就要有所出。这样,彼此间的关系才能巩固持久。尽管我们的收入都极有限,朋友间能帮的忙也不过是报报消息、出出力气、沟通沟通。在这种环境中生活的人,彼此最了解、感情最真挚。
长时间的准备,无论是理论还是物质,自以为都有了基础。电位器有了。数值从0——5.1K——10K——100K都有。导线、电池也有了。除此之外,还借来了三用表、烙铁、剪刀、镊子、焊锡和松香。
实践,就这样开始了。没有工作台,也没有台灯;没有可调电源,也没有烙铁架;没有鳄鱼夹,也没有刮刀。只具备基本要求。
渴望实践的人,总是为实践创造条件,而不会苛刻地追求实践的条件。因为实践者知道,只要有了基本的东西,其余的需要是可以通过实践来改善的。只有那些根本就不想实践的人,才会在简陋的条件下说三道四。
筹备一次实验并不容易。
兵营之地,不是学校,不是教室、也不是实验室。在这里,不允许多一件东西,也不允许少一件东西。偶尔间,短时间内要做些与飞机专业技术有关的事,领导如果开明点,看见不说就算是支持了。
为防差错,我还是把背得烂熟的电路图张开。先按测量灵敏度的电路图接好连线。最后才接电池。就在接上电池的瞬间,只见表头的指针飞快地打向极端。我有点慌了,一时不知所措。想了想,怀疑电位器的位置不对,于是把电位器调到中间位置。再试,这次指针的摆动温柔多了,像慢动作那样平稳地走向极端。只需微调电位器,指针就很顺从地指在刚好满度的位置。不多不少,刚好100微安。
我深深地吸了一口气,“啊”的一声长叹,紧张跳动的心稳定下来了。“成功了”!我为彻底掌握灵敏度的测试方法而高呼。
这是发自内心的高呼。是为自己的实力增长而高呼。我高呼过无数次“万岁、万岁、万万岁”,但那都是随波逐流,缺少真切的情感,唯有这次高呼,是从血液的激荡中引至心灵的呐喊。
在测量灵敏度的基础上,将另一个电位器并联在表头两端,微调电位器,使表头的指针刚好指示在中央,然后,将并联在表头两端的电位器拆下来,测量它的电阻。就是测量表头内阻的方法。非常简单,也很容易操作,无需几分钟,就顺利地测完了。实际测得内阻为1200Ω。
我深信这是一个准确的数据。但测量它的方法确实令人难为。同时我也深信,表头的内阻肯定能够用别的方法得到。我突然间想起测量灵敏度时串联的电位器,如果把电位器与表头的内阻一并当作内阻来测量,可以得到一个数据叫总电阻,然后再测量电位器的电阻,总电阻减去电位器电阻,不就是表头的内阻吗?
我急于验证自己的想法,必须确切证实这个影响整个工程的数据。
急,对目标的苛刻追求,常会导致冒险行为。我曾不顾一切,试过用三用表直接测量表头的内阻。先用R*1档(500型),黑笔接表头的“+”极,红笔接表头“-”极。刚一碰触,指针就飞快地打向极端。
“太可怕了,要烧表的,会打断指针的”!
蛮干,绝对是要失败的。幸好,这次蛮干还没有带来重大的损失。
测量安全,这是每一个无线电爱好者必须慎重对待的.
根据串联电路的定理,总电阻增加,总电流必然减少。为确保测量安全,在表头电路中增加电阻,就可以减少流过表头的电流,只要流过表头的电流小于100微安,表头肯定是安全的。
如果选用一个阻值确定的电阻与表头串联,使总电阻增加,三用表电阻档的内电压是1.5伏,表头的满度电流是100微安。根据R=V/I的欧姆定律,求得总电阻为15KΩ。表头内阻
R0=R总-R串
这个方法非常简便。一试就灵。
通过这次测量,我明白了一个道理:只要把住流过表头的电流不要超过100微安这个关键,用任何方法测量表头的内阻都是安全的。
我找到了问题的根本,我学会了扒皮抽筋。这次实践让我领悟到:干,使人明白。
经过反复多次的测量,证实表头的内阻是1500Ω,比用分流法测得的电阻大了300Ω。事实证明,我的这种测量方法比经典方法的精度还高。而且具有简单、安全、准确、快的优点。
我终于有了一点点教科书上没有的、完全属于自己的东西。我为此欣喜若狂。我毫不自量地将这种测量方法自命为“曾氏内阻测量法”。给日后增添了许多笑料。
第一次实验就这样结束了。我得到了我需要得到的东西。我喜欢这种实践,用仪表、导线、电池、电子元件编织的网络,比鱼民用梳、用线编织的网灿烂得多。我感谢实践,是她,教我心灵手巧。
又是一个飞行日。遇到师无线电主任陈达明。
“主任你好。我有一个问题要请教你”。我从来不敢用普通话说“您”。
“听说你有发明了?”
“是。是个小小的发明。”
“什么发明?讲给我听听。”
我把测量表头内阻的方法(也正是我要问主任的问题)原原本本告诉了主任。
“起码在我们师里,还没有听到你的这种测量方法。应该说,这个方法确实比利用分流原理来测量内阻的方法简单得多。实际上,分流原理测量内阻的方法误差比你用的方法还要大一些。因为你的测量误差,只来自三用表的电阻档,而分流测量法不仅有电阻测量的误差,还有电流误差。就是在调节电位器的过程中,实际上总电流已经改变了,总电流改变之后,再把指针调到中央,这时的中央,并不代表是原电流的一半。如果用的是恒流源,电流的误差才能克服。”
我听得非常明白。不住地点头。
“下步做什么?”主任问。
“我准备把这个表头设计成一个三用表,以便巩固你教给我们的欧姆定律。”
“好!无线电技术就是要动手,做一遍比看十遍要强。我帮你解决一把烙铁,不过,在连队里搞实验,还得注意影响啊。”主任像慈祥的老人,轻拍我的肩膀说。
一把烙铁,那是我做梦都不敢奢求的昂贵工具。在主任的帮助下,我几乎毫不费力就得到了。
“小子真有办法,靠着老乡这棵大树,轻而易举就得到了一把烙铁。”孟子讽刺我。
得到的人,总比没有得到的人心胸开阔一些。我把孟子的讽刺当作是奉承,我为此得意。
厌羡的目光,从敏感者的眼中射来。
取得领导支持,还得顾及周围影响。哪怕是最平常不过的小事,也得把它当作纲领。
实践,使我得到了表头灵敏度和内阻这两个重要的参数。同时,也让我初次尝试到实践对思维的激励作用。
是实践,激励了思维,不断地促人深思。
我考虑着应该制定一个关于“三用表工程”的计划。
做事得有计划。我效仿飞机维护日志的方式,把我的“三用表工程”计划粗列如下:
1. 求证表头的灵敏度;
2. 测量表头的内阻;
3. 设计直流电流档各分流电阻;
4. 设计直流电压档各倍压电阻;
5. 设计交流电压档各电阻;
6. 设计电阻档电路及电阻;
7. 制作施工;
8. 绘制刻度;
9. 校验调整。
与无线电工程相比,这是一个九牛一毛的计划;但对我而言,却是一个野心勃勃的计划;它是我走向实践的里程碑式的计划。
这个计划,聚集了我一年多的所有时间,动用了一切能用的力量。它是我人生的第一个计划,是引导我走向正路的计划。我的能力,在计划的完成中递进,我的实力,在计划的执行中增强。
我喜欢实践,非常乐意感受实践中的那种刺激。实践,把我休闲了许久的大脑激活。在激烈的思维活动中,接连不断地激发出种种灵感。我得增加一个笔记本,一定要把这些灵感记录下来。让青春的汗水积蓄在本子中,像陈年的老酒在数十年后喷发清香。
从此,我不仅有了无线电专业技术的笔记本,也有了记载我人生实践体验的笔记本。
第一个计划就这样静悄悄地开始了。
每当夜深人静,脑海便情不自禁地活跃起来。回想起拿着表头四处寻师求学的种种场面;品味着拆卸飞机残骸紧张激动的神情;联想到“曾氏内阻测量法”那独特的发明过程等等,总有一种难以抑制的激动。
人,总是会激动的。兵营,也象人一样,有轰轰烈烈的白天,也有平静如水的夜晚。有的人,为伙食激动;有的人,为荣誉激动:也有人为口头的胜负激动。我庆幸,有很多事我不知道,因为我的心思没有在那些地方。但我也有我的激动。为弄到自己需要的东西激动;为填补头脑中的空白而激动;甚至为读着“安逸的温流,削弱意志的长堤;勤奋的飞瀑,冲转才华的电机”。这样一句话而激动。多么高级的语言,我永远都达不到科学家矛以升那样的境界。
我想,激动,是事物对大脑皮层的强烈刺激。每次激动,必然在脑海中留下深刻的记忆。在那方面激动多,那一方面就会形成特长。文学家,肯定是人伦上、感情上的专家;科学家,不知为了解自然、改造自然、利用自然激动过多少次。实际上,他们都是经常激动的专家。
日子,在“准备打仗”的号召下过得飞快。
青春,在执行“深挖洞”的最高指示中炽热燃烧。
每当深夜,从12米的地道爬出来的时候,我就盼望黎明。因为这是换班过程最宝贵的业余时间,我必须利用这个时间来实施哪个“三用表工程”计划。
做事得有计划。我从维护飞机的日常工作中得到启发。什么叫一步一个脚印?工作前有计划,工作中按计划实施,工作后有检查。总之,有计划,有记录,有检查,可追溯。这才是扎实可靠的工作作风。
哪怕只有一点空闲,我都要翻开笔记本,查看计划的落实情况。
前两项,已落实。第三项,设计直流电流档,是一个完全陌生的领域。
设计,那是个什么概念?是工程师才能做的事。
工程师,是我们崇拜的人物。有些家伙,总是利用工程师的一些特别设计来吓唬人。
“你知道不,飞机的航炮就装在螺旋桨的后头,也就是说炮弹必须穿过螺旋桨才能射击前方的目标,你说,为什么炮弹总是打不着螺旋桨?”夏军难为我。
“告诉你,这就是工程师的巧妙设计。”
“你最好不要用设计这个词,因为你连欧姆定律都懵懵懂懂的,忧忧忽忽还搞什么设计!”孟子言中带血。
我明白他说“忧忧忽忽”的意思。
“再说,就算你东偷西抄,照葫芦画瓢的弄出来,可一用,是个二百五,有它还不如没它。”孟子很有远见。
难!万事开头难。
难到你不知从何入手,难到你想不出主意。
如果你要放弃,可以选择开始的时刻。
以器材不全、环境不允许,领导不支持,没有工具,没有时间等等列出一千个理由。在尚未启动前就放弃,放弃得明白,放弃得令人同情。
放弃,太容易了。它不用人教,是儿童都会使用的最简单的逃避困难的方式。
多少人,对亲身所遇的事,或许都曾放弃过。放弃后的结果总能教会人:放弃,你将一无所获。
我们习惯于行旧路,习惯于做熟悉的事,习惯于自己的周围环境。总之,我们习惯于无忧无虑之中。每当你要朝着更深一点的地方走去,就会险象横生,举步维艰。每当你想把事情弄更清晰一点,眼前就会失去光线,让你在黑暗中徘徊。每当你去做一件周围尚未做过的事,你就像失去朋友,在陌生与泠莫中接受孤独的煎熬。
放弃吧,你不会失去什么!
放弃吧,你才能无忧无虑!
追求,那是自找苦吃。追求的欲望过于强烈,你就会离开现实,陷入自我的围困之中。
“三用表工程”的难处,攻击着我心灵的弱处,脆弱的意志总是在困难面前选择招安与投降。
计划行进到第三步就因为能力脆弱被迫停顿了下来。离放弃只有一步之遥了。
“斗私批修”,大会小会不停。每个人都必须在军人大会上亮出自己的私心。每个人都必须以毛泽东思想为武器,批判修正主义和私心杂念。这种触及灵魂的教育,令我永生不忘。
向自己开刀,向自己挑战。要想成为无产阶级革命者,就必须从灵魂深处树立起无产阶级的世界观。
政治工作者卓有成效的工作深深地打动着我。我听到了以往从未听过的历史典故,记录了“成人不自在,自在不成人;吃得苦中苦,方为人上人”等等名言。我在比较中明白自己的软弱无力。我初步感到,要使自己坚强起来,就必须解剖自己,必须设计自己。
记录人生实践体验的笔记内容,在政治学习中迅速增长。
痛苦的自我改造,使我一片空白的头脑里,增添了一点人生的哲理。它教会我认识自己,教会我如何认识事物。它让我明白:
“放弃,你将一无所获”。
“放弃,你将被前进的历史淘汰”。
“文学家,多少要放弃一点工科的学业;物理学家,也得放弃部份文学科目。放弃一点,牺牲一点,腾出精力和时间,专攻某一领域,形成专长。学无线电的,欧姆定律是基础,在欧姆定律的具体应用中碰到了困难就要放弃,那还学什么。放弃基础,就是放弃自己生存的空间”。
“认识,是人类最大的财富。人类在改变自己的历史进程中,每前进一步,都是建立在认识的阶梯上的”。
认识上的飞跃,可以改变人生。一旦认识了,思路就清晰,行动就自觉。对认识到的事,才会关注、重视、热情和敏感。
还是***说得好:
“人一旦掌握正确的思想,就会变成改造社会、改造世界的物质力量。
由实践到认识,由认识到实践这样反复多次,才能得到正确的认识。这就是马克思主义的认识论,就是辩证唯物论的认识论”。
“哎,光伦,你那三用表装得咋样了”?郭氏打球回来的路上问我。
“别提了。都快流产了”。
“怎么了?三用表,不就是欧姆表吗?有什么难的?根据欧姆定律设计,测量欧姆定律的有关参数,不外乎就是电压、电流和电阻。哦,我想起来了,欧姆定律好像是1825年德国的欧姆发明的。到现在,都100多年了,还会有什么解决不了的难题”!
“你们听到了吧,老九嘴吐狂言,‘牛’叔眼里无难事。他的那台留声机,爱迪生发明也有一百年了吧,在他手里捣故了几个月,到今天还连个屁都放不出来”。夏军没给他脸。
今天是星期六。打完球、洗过澡,剩下的就是自由活动时间。大多数人,写写信、下下棋,走走服务社。既无收音机,也无电视机;既不准打牌也不准远离营门。
郭氏希望我的三用表装成后,对他修理留声机有用。洗完澡,立即就来找我。
“你说你遇到什么难题吧”?郭氏开门见山。
“这是我的计划。你看看。现在进行到第三项--电流表的设计。不知道从何入手了”。
“你把500型三用表的电路图给我走一走,看看有什么窍门没有”。
我把早已画好的电流测量分类图、电压测量分类图、电阻测量分类图一一指给老九看。
“你得给我说说”。
“这是电流测量分类图。最小电流档是50微安;然后是1mA、10mA、100mA、500mA共五档”。
“唔、唔、唔”他只用鼻子说话。
“这是直流电压测量分类图。最低电压档是2.5V,然后是10V、50V、250V和500V,也是五个档位,另加一个2500V测量插孔”。
“你看到没有,直流电压档的测量是以直流电流的最小档为基础的。也就是说,一旦最小电流档确定下来,电压测量所剩的事就是计算了”。
“对!就是这样。以最小电流档为基础”。我恍然大悟。
“你的最小电流档是多少”?
“我不知道”。
“那还搞什么!必须把这个数值确定下来”。
他沉默了一会。然后说:
“你用的表头与500型表有什么不同”?
“500型表头灵敏度是40uA,内阻是3750Ω;我的表头灵敏度是100uA,内阻是1500Ω”。我不须思考。
“这就对了,你的表头灵敏度比500型表低,你要选择的最小电流档的电流值就必须比500型表最小电流档的电流值大。500型表表头灵敏度为40uA,它选择的最小电流档是50uA,分流电路分流了10uA;你的表头灵敏度是100uA,最小电流档必须比100uA大,参考500型表的分流比例,你可以选125uA”。
不知从何入手的问题解决了。
“老九,真利害!我的难题,在他那里却是如此简单”。这件事深深地触动了我。
“光伦,你得赶紧搞。那玩意绝对有用”。说完他就走了。
三用表工程在即将流产的时刻,被老九挽救了。
我为此兴奋。
困在电流设计不知从何入手的难题中,冥思苦想,深感“上天无路,入地无门”,随即准备放弃的时候,被老九仅花数十分钟就解决问题。我自卑。
复杂、矛盾的心情,深深地刺激着大脑。
“大学生”,为避‘老九’之嫌,我们把大学生改称为‘把书读完的人’。
命运,对他们是多么不公平!书都读完了,却分来和我们这些一天专业课都没读过的人混在一起。脱光身子挖地道;起早贪黑搞飞机。难怪在‘斗私批修’的会上,他们多少暴露出‘高射炮打蚊子--不合算’的私心杂念。
命运,对我们也太不公平!长身体的时候,闹自然灾害;要读书的时候,学校停止招生搞革命大串联,应届毕业生,一律上山下乡。
“牢骚太盛防肠断”。我们各自又都能跳出‘命运不公’的障碍。在仅有的一点军营自由中,享受着纯洁的、充满友情的、平等快活的每一天。
炎热过去了。迎来了中秋节。
这是我有生以来第一次在西北过中秋。“每逢佳节倍思亲”,这句名言在中国人的脑海里根深蒂固。
晚饭后,每人都从饭堂领到应节的食物:
月饼、柿子,还有梨。
“中秋佳节,自由活动”,连队的黑板上以文字的形式清楚地告诉全体人员。
不用电话预约,只要是节日或周末,老乡们便又聚在一块。以减轻“离乡别井”的那种忧伤。
“走,你今天就别捣故那玩意了,好好赏月”。玉山来到我的床前。
“好吧。跟你走”。
十五的月亮,玉立在西北高原的上空,像恬静的少女,把她那温柔的光,轻轻地泻入大地。秋风微吹,高大的扬树附和着发出沙沙的响声。
离开中原,调防来到陕西,除了夜航以外,大多数夜晚都在地道里挖土。难得有这样的日子、这样的心情来享受八百里秦川的美好夜色。
“传说,月亮的主人叫嫦娥。她是纯洁美丽的少女。每当农历八月十五,她都要对人间的少男少女赐福。只要你有纯洁的愿望,都可以默默告诉她。她会在未来的一年中,为你周旋左右、排忧解难,沐浴天福”。郭氏眺望星空,语气温和地说。
“你读了那么多书,还那么迷信”。
“这不是迷信,是一种寄托,也可以说是信仰吧。它对稳定人的思想、坚定人的信念有一定的帮助。不信,你今晚试试”。
“星期六那天,你帮了大忙。你不仅挽救那即将流产的三用表工程,也挽救了我的意志和毅力;不仅在学业上多懂得一点知识,也让我在做人上学会一些道理。你走了以后,我想了很多”。
“说来听听”。
“孔子说过,不学自通的人,为一等;学而知之,次等;需刻苦学习才能明白的人,更次等。我记得,曾子就是孔子所说的三等人。而你呢,学的不是电气专业,却能找到有关电气问题的焦点。这不就是孔子说的一等人吗”?
“胡扯!世界上没有不学就懂的人,像你说曾子那样的人,靠刻苦才能学会的人才是真正的人”。
“那你并没有学过三用表电路,怎么就能发现它最基本的东西呢”?
“这就靠悟性。悟性--明白吗”?
“不知道”。
“孔子所说的不学自通的人,讲的就是悟性。举一反三,就是悟性在实际中使用的一个例子”。
他的思维打开了。好像有说不完的话:
“凡事都有规律,学问,就是研究治学的规律。从事自然科学的人,经过长期的努力,创造了适应于他们使用的方法;从事社会科学的人,也都有他们发明的方法。哲学,就是专门研究方法的学问。逻辑学、辩证法等等,它们并不具体研究无线电,也不研究发动机。但它的方法却适用于任何事物的研究。只有掌握这些东西,你才会有悟性”。
“我明白了,实践多的人,才会有悟性;读书多的人,悟性才高”。
“基本如此吧”。
月亮,好像静静地听着我们说话。以她那善良之光,关照着这些远离父母的众生。
我默默地仰视星空,自言自语:
“嫦娥姐,我只身在外,有生以来第一次向你表白心愿。我不追求富贵、不贪图财物、不祈求幸福、也不寻求快乐,只希望在未来的一年中,赐给我一点悟性。能像老九那样,在艰难的时候,悟出路、悟出法就足够了”。
一旦有了路数、有了方法,做起事来就简单多了。
“三用表工程”按照老九的指点,以最小电流档为基点,根据并联电路求分流电阻的公式:
R(分流)=r(内阻)/[I(档位值)/I(灵敏度)-1]
设最小档电流值为125微安;表头灵敏度为100微安;内阻为1500Ω。将这些数字代入公式便可求得:
R(分流)=6000Ω
总分流电阻求出后,利用:
R1=最小档电流值×总分流电阻值÷本档电流值
就可以求出最大电流档的分流电阻值。
我的三用表最大电流挡取500毫安。代入上式求得:
R1=0.125×6000÷500
=1.53Ω
次档电流取250毫安,利用公式:
R2=(最小档电流值×总分流电阻值÷本档电流值)-R1
求得R2=1.5Ω
……
参照上述方法,就可以求出各电阻的数值。
电压档的计算简单得多。还得利用最小电流挡这个基础,求出每伏欧姆数。用符号Ω/V表示。这是一个重要的参数。每伏欧姆数大,测量电压时对被测电路的分流就小,准确度就高。无线电测量技术中,一般都在每伏10KΩ以上。500型三用表直流电压档的伏欧值为:20KΩ/V。
用一伏电压÷最小挡电流=Ω/V
我的三用表最小电流为0.125毫安,求得伏欧值为:
8KΩ/V
利用这个参数就可以非常方便地求得各电压档的倍压电阻值:
2.5V档为20KΩ;10V档为80KΩ;50V档为400KΩ;
……
我反复欣赏着自己画的电路图。感觉与别的线路图完全不同。我完全明白它:它的整体布局、它的每一根连线,都出自我的头脑;其中每个零件数值的确定,都经过我的计算。我不仅看懂了,还深知每个数据的来源。
虽然,一百多年过去了,但我仍为能当伏特的徒弟、安培和欧姆的学生而自豪。我没有感到时间的距离,却有越来越走近他们的感觉。
我深信,即使千年以后,这些科技的圣人点燃的明灯,将永不熄灭,以其辉煌之光,照耀着他们的子孙,朝着更深奥的未来探索。
图纸有了;元件的数值确定了。我要按图纸施工了。
要做,就有难。停留在纸上、理论上的东西,一旦想把它变成实物、变成实用的东西,还有很多事要做。
首先是元件的齐套。500型表用两个可以360度旋转、各有12个档位的多层开关,这是所有万用表都必须有的东西。我没有。如果要找这样的开关,恐怕几个月也未必能找到。即使找到了,我的津贴也难以支付。
其次是那些60Ω、675Ω、5250Ω的电阻,翻遍了‘航材’袋都未能找到。
怎么办?“三用表工程”再次面临流产。
每当遇到难题,激烈的思维活动,总是弄得脸红耳赤的。处在束手无策的困境中,不妨放放手,出去散散心。
深秋的临潼,饱含着黄土高坡的豪情,以其厚古博今的蓬勃气势,坦然安卧在骊山下。不时,寂静的夜空传来阵阵马达轰鸣,夜航的飞机低空穿越航线,直抵机场。
“你的电台不是有波段开关吗?那样子和三用表的开关差不多。何不找来看看”。月光下,仿佛嫦娥在说话。
“对!电台有一个用于中、短波转换的波段开关。虽不像500型表那样可以360度旋转,但最少也有六个档位”。
月光和星空中的马达轰鸣,启发了我的思维。波段开关的出路找到了。
电阻怎么解决?
为什么我要找的电阻没有?难道是老天故意刁难吗?为了最终要堵住孟子的嘴,确保三用表测量数据的准确,电阻值的计算不知反复了多少次。
在坚信自己的同时,我把全飞机的电路图彻底的查了一遍。结果令人失望,也令我惊喜。
失望的是没有找到这些数值的零件;惊喜的是我发现了电阻数值的规律。在不断地请教修理厂无线电师的过程中,使我学到了有关电阻的学问。
原来,为了尽量减少电阻数值的品种,根据电阻的允许误差,利用数学优选法,可以确定出电阻的标称系列。在这个系列里,可以得到任何所需的电阻值。例如,在1~10Ω的电阻范围内,精度为5%的电阻系列有:
1;1.1;1.2;1.3;1.5;1.6;1.8;
2.0;2.2;2.4;2.7;
3.0;3.3;3.6;3.9;
4.3;4.7;
5.1;5.6;
6.2;6.8;
7.5;
8.2;
9.1。
共有24个品种。
小于1Ω的电阻,可用×10-2;×10-1表示;
大于10Ω的电阻,可分别用×101;×102;×103;×104;×105×106等表示。
这样,总共就有216种标称电阻。它的阻值范围覆盖0.01Ω~9.2MΩ。
另外,我还看到许多国外的色环电阻。五颜六色像个小鞭炮。它们都有四个色环。
颜色:棕;红;橙;黄;绿;蓝;紫;灰;白;黑
代表:1;2;3;4;5;6;7;8;9;0
前两道色环分别代表个位和十位的有效数值;第三道色环代表倍率(即表示紧跟有效数值后面有几个零)。
第四道色环表示电阻的精度。金色的误差为5%;银色表示误差为10%。
电阻还有功耗问题。常用的有:1/8;1/4;1/2;1;2;3;5;10;20瓦等。
假如我不去实践,就不会迫切地需要这些知识。
做,使人学得扎实!
当然,做,才知难。
做,需要资料、需要工具、需要器材、需要时间...
总之,做,才知道自己欠缺太多东西。
飞机残骸,那是我用之不竭的器材库。夏军小子说对了,如果把它拉到家里,那才叫人心满意足呢。否则,我老琢磨它。怕和我具有同样爱好的人,把我需要的东西搞走了;怕航材股的人,把它作废铁处理给物资回收公司了;怕它日晒雨淋,把能用的东西都给糟蹋了。
我需要它、爱它、为它担忧、害怕失去它。
我和残骸,在不知不觉中恋爱了。
爱不惜手、多多益善。又一次疯狂大拆卸之后,我的“航材”从几斤急升到足有十来斤。已经初具规模了。
实践,像一道激光,以其尖锐单纯的波束射向目标。
焊接元件要有绝缘板和空芯铜铆钉,就利用残骸中拆下零件的支架;没有合适的电阻,就用多个电阻串联、并联解决;没有工具,就做,实在没有办法就借。穿甲弹头,可以做成极好的冲子,空芯铆钉在它的冲压下,能非常牢固地铆接在绝缘板上。钢锯条经过砂轮机的打磨,把它插入开缝的木柄中,就可做成多种色样、具有多种用途的刻刀。40瓦的日光灯镇流器,经过简单的改造,就可以成为手枪式的快速烙铁。自行车的幅条,稍经打磨,装在木柄上就是很好的锥子。残骸中拆下的那些小直流电机,叫修理厂的车工车一条铜轴,使它能够紧紧地套在电机轴上,再在另一头钻一个1毫米的孔,用烙铁加温,让松香熔化再把1毫米的钻头插进去,待松香凝固后,只要接上27伏电,就是一把很好的电钻。
做,让我深刻地理解了贝尔纳在《历史上的科学》中的一段话:“如果说,像一块府拾而得、投掷而出的石头这样的用具,是人类技术进步的开始的话,那么,一旦工具发展,进步就不可限量”。
经过十多天业余时间的努力,电流测量电路、电压测量电路这两个部份安装完了。尽管一大团导线长短不一、乱七八糟地悬在波段开关--电路板--表头--测量插头之间;尽管实际上使用了要比原理图多得多的电阻,那些电阻又是那样高矮不平、大小不均,然而,它们阻挡不了“原理样机”的诞生。
安培先生、伏特先生要是在世,一定为有这样的后人而欣慰。
“孟子,快过来,我要试验了”。
急。急于看到成果。急于证实自己。急到迫不急待。就这样的条件,一个连外壳都没有、表头和电路完全分家的三用表,就要进行试验了。
孟子放下手里的书,摇摆着走过来。
“这就是你的三用表”?孟子故意把‘你的’两个字说得重重的。口气里溢满了蔑视之意。
“原理样机嘛!试过行了再正规化”。
“你要我来干什么”?
“先试电压,把你的电池拿来”。
我把波段开关的位置扭到有记号的2.5V档,屏住呼吸,红表笔接电池的“+”端,黑表笔接电池“-”端。只见指针温顺地转向右边,在2/3刻度的位置稳定下来。
“这是多少?都快60了!1.5V的电池电压测出60V来,这不是让伏特先生笑话吗”?
被他这一激,我也有点檬了。稍许寂寞,他又唠叨:
“我早就说过,就算你东偷西抄的弄出来了,测出的数据也是颠三倒四的。有它不如没它,谁用谁倒霉。这话没说错吧”。
他的话,我一句也没听见。我已完全和电表融为一体。追踪着每一次计算;回忆着每一根连线;检查着电路的每一个焊点。
有了一段时间的考虑之后,我突然明白过来了。表头的刻度是100,那是100微安的电流。当表头成为电压表之后,这时候只代表2.5V。相当于刻度缩小了40倍。测量一节电池时,指针指在60刻度处,60÷40不就刚好是1.5V吗!
我欣喜若狂。突然喊道:“对了,就是应该指在60的位置”。
“孟子,你再串一节电池,这时电压是3V,若三用表还在2.5V档,表针就应该指过头”。
仅需几秒钟,就证实了我的判断。再测量另一节电池,表针仍指在60的位置。
这时的孟子,对自己的信心多少有点动摇。改了声调说:
“你做的东西,专用。只有你才能搞清楚”。
是的。孟子说得对。表盘上只有一条刻度,0;20;40;60;80;100就这样6个数值,波段开关的位置也只有我才知道。
我们各自都有了下台的台阶。
直流电压档的试验要比直流电流档的试验简单。直流电流设计了五个档位:0.5mA;5mA;50mA;250mA;500mA,每个档位的试验都要用一个标准三用表串联在电路中,每校验一个档位,都要改变负载电阻。
如果我有一个可变电源多好,从0——30伏可调。只要有一个10欧姆的电阻,在2.5V的时候可以得到250mA的电流;在5V时,可以得到500mA的电流。
真是“心比天高”。在几乎都是电子管的时代,要找一只半导体二极管不知要花多大的力气。一台晶体管直流稳压电源的价格比我十年的津贴还要多。可调稳压电源更是天价。想得到可调稳压电源,简直就是白天做梦。
没有可调稳压电源,校验电流挡就麻烦很多。左思右想,我萌发了用电池做可变电源的想法。电池,是从航材股就可以领到的消耗品。如果用4节电池串联,就可以产生6V电压。在每一只电池中抽一个头,就可以得到1.5V、3V、4.5V和6V等4种电压。这不就是可变电源吗?对,我必须做一个电池盒,这样,我就有一个级变式的稳压电源了。
“用香蕉水泡有机玻璃和乒乓球可以变成一种粘合力特强的胶,用它来粘合板或是有机玻璃,可以做成一个体积小、容积大、轻盈、漂亮、牢固的电池盒。”老九告诉我。
在需要的驱动下,空余时间变得越来越少。俱乐部才会有打坏的乒乓球,修理厂才会有香蕉水,卫生队才能找到大口的玻璃瓶。还要紧密联系那些台灯的制作者,在他们那里可以得到足够的有机玻璃碎末。勤,在落实需要的行动中起着决定性的作用。小时候,也曾有些乡亲夸奖过我聪明伶俐。如今看来,那只是乡亲的一片好意。与老九相比,既不聪明也不伶俐。老九告诉我,千万不要恭维自己,只有勤劳的人、善于思考的人才会变得聪明伶俐。
在有见地的人身边生活,是我的幸运。老九一针见血的话、入木三分的话、充满激情、富有哲理的话,经常在我的耳边回响。在我的脑海里,他们都是洞明世理的圣人。在他们身边,经常有灰色的幽默和爽朗的笑声。连队,由80%以上的乡下青年组成。很多人参军前,没有看过火车,没有听过收音机,还有不少人没有用过电,更谈不上用过自来水了。为了改变部队的知识结构,上级领导决定将65届北京航空学院的大学生分配到连队,让他们接受我们的再教育。历史,就这样开了个玩笑。将首都来的大学生与乡下来的农村青年杂交在一起。还要由乡下青年来改造这些城市大学生。相信,在他们刚来的几天,确实受到了震撼。没有球场、没有单、双杠,没有鞍马,更没有吊环;没有人晨练,也没有个人爱好。人人都习惯了这种平静。非常符合农村的习惯。我相信,许多乡下青年,对这些大学生的到来,都可能有与我相同的看法。他们都是有钱人家的子弟,否则怎么能读上大学?他们都是斯文的人,读书太多,都带眼镜;他们都是弱不禁风的人,经不起早出晚归、日晒雨淋的煎熬;他们都是能说会道、却不会干任何实际工作的人;他们都是来镀金的人,再教育后,再来改造我们。由于彼此之间,存在着自然分界线,再加上我的无线电专业没有大学生,较长一段时间内,我与大学生们没有接触。日子长了,关于大学生们的故事也多了,某些具有鲜明个性的大学生,很快就改造好了,被乡下青年认可了。郭玉山,就是其中一个。
这个具有鲜明个性的老九,难忍乡下般的寂寞。在他的鼓动下,许多本来就不喜欢劳动的人,自觉地拿起锄头,拉起板车,将那块长满野草、凹凸不平的荒地整成24X12米的排球场地。简易的单、双杠搞起来了,举重的钢铃也诞生了。沉默的连队,在老九们到来后不久,活跃起来了。过去,飞机是我们共同的平台,只有飞行准备的时候,我们在平台上共同建立彼此的联系。每当飞行结束,平台就消失了,饭堂成了我们的平台,无论连队领导三番五次强调不要说话,说话的声音仍然无法扼制。如今,又多了球场、运动场的平台,不同专业、不同性格的人都可以汇聚在一起,在爱好中建立彼此的友情。我发现,老九们受我们的教育太少了,恰恰相反,是他们教育了我。我从他们的生活中领悟到,他们才是人,是一个活得有质量的人。从此,老九们在我们眼中的地位改变了。我们已经不分彼此,融为一体了。
生活,改变着我们,同时也改变着老九。有些本来就不那么讲究的大学生,在接受我们再教育的过程中变得更不讲究了。
“郭玉山,几天没洗脚?”夏军微带讽刺地问。
“管他几天,一三五干擦擦,二四六不管他,星期天休息,按既定方针办。” 郭玉山的回答,总是理论性很强,胸有成竹。他那种逆来顺受的德性,完全没有知识分子阳春白雪的味道。因为他不讲究,很快成为我们心目中改造得最好的典型。
在球场的欢呼声中,泡着有机玻璃的香蕉水变色了。早已锯好的板料,就欠东风了。
如果有夹具,我的电池盒一定会做得方方正正;如果有角尺,我的板料一定裁得更加垂直和水平。如果不是做,我不会关心1号电池的直径和长度;如果不是做,我不可能懂得用香蕉水泡有机玻璃和乒乓球就能成胶。
做,激发想象,激发需要。
做,教人明白。
一天过去,乳白色的乒乓胶干了。电池盒在沙纸的打磨下,全身光滑。在修理厂专做喷漆工作的老乡的帮助下,样子丑陋的电池盒,改变了衣着,变得端庄整洁,令人看着不觉得难受了。在飞机旁边工作,有很多方便。只要你想做,几乎什么都有。我曾为如何分别引出各种电压而苦恼。旁观者说,用电缆头的插孔就成。选一个孔径大一点的作“正”极,孔径小一点的作“负”极,用红、黑导线作“正负”线,分别焊在大小不同的两个插针上,再接上鳄鱼夹,这样,就能正负有别、大小防错、使用方便了。
实践证明,这是非常有效的方法。电缆头的插针、插孔,插拔过无数次,始终保持接触良好。
级变式稳压电源制成了。在白手起家的征途中,我又多了一件宝贝。我突然想起,我国流传的许多民间故事,都与他们使用的宝贝有关。悟空的金釜棒;108好汉随身携带的刀、斧、枪、锏……它们都是擒妖降魔、征服艰难险阻、开辟坦途的宝贝。希望拥有自己的宝贝,是老祖宗对未来人的寄托。儒家思想统治中国数千年,当我们的国土被八国联军手持先进的宝贝瓜分时,我们才醒悟过来。120年后,出生于民间的领导,记住了老祖宗的愿望,研制出自己的原子弹、氢弹、在太空唱起了“东方红”,我们有了自己的宝贝,才找回了属于大国的尊严。以砖瓦防御的时代已经过去,万里长城的巩固,必须使用更新、更超前的材料。
基础有了以后,三用表的校验就变得异常简单。
我的三用表基础电流为125微安。它是测量所有电压、电流和电阻的基础。必须校验准确。若用3V电池,串联一只24KΩ的电阻,在忽略表头内阻的情况下,刚好是125微安,表针指示满度。要知道,125这样的数值在标准表上不是整数,不好判读。若取电流为10、20、30、40、50、或它们的整倍数,在标准的刻度上都很好读数。经过计算,我选择100KΩ的电阻,在3V电池的作用下,可以得到接近30微安的电流。
电池、标准表、被试表、电阻在鳄鱼夹的咬合下,一个紧跟一个,在最后一个咬合点将要接通之前,我还是再次检查了标准表和被试表的量程和极性。在确认无误的前提下,将最后一点接通。只见两表针温柔地向右转动,在标准表刻度为25微安处稳定地停下。被试表真实值为24微安。
结果是否准确是次要的,安全了是头等大事。我松了一口气。
实际上,因为两个表都有内阻,在电池的两端,总电阻已大于100KΩ,在这种情况下,只要两个表的指示所代表的数量一致就OK了。
最小电流挡校验的结果几乎精确无误。这是至关重要的。但是,500毫安挡误差有30多毫安。这是预料的,因为500毫安挡的分流电阻非常小,只要有零点几欧姆的误差,就会导致电流值数十毫安的误差。
电流挡的校验,有得有失。我庆幸小电流挡的精确,原谅大电流挡的误差。同时,我获得了3V/2.5安灯泡因串入电表后变暗的第一手材料。
全神贯注,这是实践的需要。我在一个个全神贯注中得到了点滴回报。我为自己的级变式稳压电源而兴奋,为这次实验增加的鳄鱼夹而欣慰,为自己能学到的点滴知识可以通过实践来验证而心满意足,为积累了一点可能别人没有的经验而欢欣鼓舞。
表头,通过个人的努力,在周围人的热情帮助下,已经向实用方向迈出了一大步。它已经是一个电压表了。可以测量电池的电压、飞机启动车的电压。电压这个物理量,在我的表头的帮助下,已经从看不见成为看得见了。它也已经是一个多量程的电流表。尽管大电流的测量精度不高,但对电流的大小,有无完全具备了判断的依据。三用表的三大功能:测量电压、电流和电阻,我已经完成了过半的项目。在迈向目标的路上,哪怕有一点点成功,都是极大的鼓舞。虽说对前程充满信心,但信心毕竟不是现实。现实证明是成功的东西,才是看得见、摸得着、可重复出现的。攀登者每前进一步,都要付出。漫长的攀登,如果没有成功的激励,很可能半途而废。
有信心固然重要,但信心这个东西是会变的,是会动摇的。坚定不移的信心,要靠实践中点滴成功来鼓舞、来巩固。我急于看到成果,急于证实自己的
想法,急于得到成功的激励。
电压和电流挡的校验,让我看到了成果,验证了我的想法。使我从“应该如此”中得到了“确实如此”的肯定。
我体验到艰辛的价值。我品尝到专注的回报。我懂得爱的力量。
这一切都深刻地刺激着大脑,我从充实的实践中尝到了成功的味。
电流挡的正常,为直流电压和交流电压的测量奠定了基础。实际上,交流电压的设计是和直流电压的设计方法相似的。因测量交流电压之前,首先要将交流电压整流成直流电压,所以,在计算上要考虑从交流变成直流的过程带来的损失。如果用半波整流的方法变换成直流,整流系数就为直流的0.45倍。就是说,当使用同样的量程时,降压电阻为直流时的0.45倍。根据这个原理,非常方便就能计算出10V、50V、250V和500V四个量程的所有降压电阻。
触类旁通,有一把钥匙,就能打开多条路。这是技术工作的方便之处。
不知道经历了多少个日月,总共四个物理量的测量,已经完成了三个。75%,预示着100%的到来。在成功的鼓舞下,我充满着激情,向最后的25%发起总攻。
电阻测量,是万用表使用最频繁的量程。在所有的四个物理量的测量中,虽然都是必不可少的,但电阻的测量在我看来尤其重要。
为能够了解万用表电阻测量的原理,我“不耻下问”。为能看到电阻测量方面的设计,我真的想上学再读书。可惜,在我能问的人中,几乎都无力解读万用表电阻设计的基本原理。
最有用的,往往也是最难的。
难,不怕。最怕的是没有路。问的方法既然无法解决问题,想上学又谈何易?
想,不停地想。
毕竟有过前面的经验,想的方法、想的方向都有所拓宽。
500型万用表的电路,是我心中的标准。也是我唯一的资料。从无数次反复观察500型万用表的电路、刻度和面板中,我突然觉察到一个似乎熟悉的数值——10。电阻刻度的中心值是10。RX10、RX100、RX1K挡的倍数都是10。我记得,当内阻等于外阻时,如果在串联电路,就是电流相同,电压降各为总电压的一半;如果在并联电路,就是电压相同,各分电流是总电流的一半。在电阻测量电路中,表内的电阻与被测电阻及电池三者间组成串联电路,若被测电阻与表内电阻相等时,指针就指示在表盘的中心,这个数值,实质就是电表的内阻。
突破,往往只在一点。一点突破,就能解开有关的所有迷惑。
真正理解,才会感激前人的伟大。欧姆太了不得了,145(1825年)年前就发明了这个定律。利用这个定律,对电路几乎无坚不摧。
掌握定律,使我增加了力量。运用定律,使我增强了能力。人生的力量,人生的能力,都是建立在前人发明的所有定律的基础上的。我为自己建立了可靠的基础而自豪,为从欧姆的定律中获得力量而对科学家充满发自内心的感激。
中心值的突破,是电阻挡设计的关键。电阻刻度的计算、绘制也是电阻挡工程的难关。电阻挡,只有一条刻度。就能满足0欧姆——数百K欧姆乃至数兆欧姆的测量范围。如何实现准确的测量,刻度至关重要。
想,无数次的激烈思考;看,无数次的反复观察。当你真的用心去对一件事进行专心的研究的时候:看,能帮你有所发现;想,能让你有所突破。
实质上,电阻的测量,用欧姆定律可以理解为电流的测量或是电压的测量。当你以电流为测量观念来理解时,电阻的刻度完全基于欧姆定律。如500型表,RX1挡的内阻为10欧姆,内电池电压为1.5V,当被测电阻为0时,表头的满偏转电流就为150毫安。以满刻度150为0欧姆作基础,就能计算出1欧姆时的电流为136毫安;2欧姆的电流为125毫安;10欧姆的电流为75毫安(表盘中心)等等。在对应的刻度上就能刻出所有的电阻数值。
当你理解后,一切都会觉得简单。而理解,往往需要耗费很长的时间和深入的研究。
1971年,经历近两年的时间,万用表功能的四个量程终于完成了。对一个年仅19岁的青年,对一个没有学过欧姆定律的人,对一个没有指导老师的人,对一个没有任何试验工具、设备的人,即使在今天,也不是一件容易的事。
工程的实践,沿着它所发生的问题,触及的原理、定律,教会我许多东西。我相当于在1825年上了一次电工类的工程大学。
人的眼光,是跟着思想走的,人的思想,是被实践、被工程改变和丰富的。有了这次切身的实践,万用表的神秘被逐一揭开,每测量一次,我的感触会比没有经历过的人更深、更多。
1974年,在领导的关怀下,我荣幸地走进梦寐以求的空军工程学院。学习欧姆定律的时候,教材就是以万用表设计为实例展开的。当我被选为学员讲课时,专门讲到教材中没有谈到的万用表电阻挡设计及电阻刻度的绘制问题,激起了学友们及教员的极大的感慨。
深刻,不是读书能得到的。深刻的东西,来源于你艰辛的过程。来源于你发自内心的理解。
万用表很小,在人类社会中的地位甚至不屑一顾。因为我也很小,它在我心中却占据很大的位置。
我爱它,是因为它有用。我发表的第一篇论文,是它给我提供了可信的数据。现在想来,我为它的付出并不多,它却默默地把我送上了工程技术的高级岗位。
感谢你,我的万用表!
“你是我心底
深刻的烙印,
你是我眼中
唯一的身影。
你是我梦里
重复的故事,
你是我耳边
辗转的叮咛。
你是我梦魂深处
永远不停的思念,
你是我今生今世
永远不悔的痴情……”
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