Fluke 15B+ 数字万用表6年使用体验与内部电路深度解析

作为一款经典的入门级手持数字万用表，Fluke 15B+以其可靠的性能和相对亲民的价格，在工程师和电子爱好者中有着不错的口碑。笔者手中的这台15B+已经服役超过6年，日常使用顺手。近期，出于对经典产品内部设计的探究兴趣，我将其完全拆解，旨在通过分析其电路布局与元件选择，一窥福禄克在设计、安全性与成本控制方面的考量。

外观与初步印象

这台Fluke 15B+采用了品牌标志性的黄灰配色。黄色的部分是一个独立的防摔保护套，可以起到缓冲和防滑的作用；内部的主体表壳则为深灰色。整机造型经典，液晶显示屏、位于中央的旋转功能选择旋钮以及“HOLD”、“RANGE”两个功能按键布局清晰。屏幕上方印有HOLD、MIN MAX、LED、Test、MkΩHz等测量功能标识。

我个人对原装的表笔不甚满意，其尖端较为圆钝，在测量密集焊盘时不够方便。因此，我长期使用的是自行购买的尖针式替换表笔，其红黑绝缘手柄与金色尖头的组合，在精度要求不苛刻的日常维修中更为灵活。

拆解步骤与内部概览

拆解从后盖开始。拧下电池仓盖螺丝，可以看到内部使用两节AA（5号）电池供电，这一点我非常欣赏。相比那些使用昂贵且不易临时购买的9V叠层电池的万用表，AA电池的通用性大大提升了使用便利性。电池仓内印有明确的警告标识，强调必须使用镍氢电池（Ni-MH），规格为AA（R6）、1.2V、1000mAh，并严禁使用碱性锌锰干电池、混用新旧电池以及进行短路、拆解、加热等危险操作。

取下后盖后，绿色的四层PCB主板便完整地呈现在眼前。主板布局工整，元件排列有序。

关键电路模块分析

1. 安全保护与电流测量路径

在PCB靠近底部接线柱的区域，最引人注目的是两个用于电流挡位限流的快熔保险丝。这是保障仪表和使用者安全的核心部件。

• 安培档位（10A）保险丝：型号为Bussmann DMM-11AR，规格为1000V FAST-ACTING FUSE。
• 毫安档位（mA/μA）保险丝：型号为Bussmann DMM-44/100-R，同样为1000V快熔型。

一个值得吐槽的设计是，更换这两个保险丝需要拆卸多达六个螺丝并打开整个后盖，无法像更换电池一样便捷。对于可能需要频繁测量不确定电流的用户而言，这算是一个小遗憾。

电流测量回路的原理图清晰地揭示了其设计。从“10A”和“mA”输入端子进入的电流，分别经过对应的保险丝（F2和F1）。在mA测量路径上，通过一个由开关S1_1至S1_4组成的量程选择网络，将电流导向不同的分流电阻。例如，在10A量程，电流主要流经一个0.01Ω的采样电阻（R41）；在更低量程，则会经过如1KΩ、100KΩ等不同阻值的精密电阻进行分流。在实际PCB上，可以找到这个0.01Ω的采样电阻，其本体采用的是一段康铜丝，这是一种低温度系数、适用于大电流采样的材料。

交流电流的测量则依赖于一个整流桥堆。在PCB上可以找到型号为DB104的桥堆，其作用是将输入的交流信号整流为直流，再交由后级电路进行检测处理。

2. 电压与电阻测量前端电路

电压和电阻测量共用“VΩ”输入端口。信号从“VOHM”接线柱进入后，首先经过一套由精密电阻和切换开关构成的衰减与保护网络。这部分电路对应原理图中的电压/电阻测量前端。

从PCB实物可以看到，在VOHM端口附近，分布着多个色环电阻和贴片元件。参考相关的电路示意图，信号会经过一系列如200KΩ（R51-R55）的精密电阻网络进行衰减，并通过选择开关S1（位置5-11）切换至不同的测量模式，如直流电压（VDC）、交流电压（未在片段显示）、电阻（OHM）、电容（CAP）、温度（TEMP）等。

在这部分电路中，可以观察到数个蓝色的MELF（圆柱形）封装精密电阻。这类电阻通常具有更好的温度稳定性和精度，成本也高于普通的贴片电阻，体现了福禄克在关键信号路径上对精度的追求。

3. 核心信号处理与数字逻辑

移开视线，PCB的核心区域被一个巨大的“牛屎”芯片（即黑色环氧树脂封装的无引脚IC）占据。这颗定制化的专用芯片内部集成了万用表所需的模拟前端放大、模数转换（ADC）、数字逻辑及显示驱动等几乎所有核心功能。采用这种封装是控制成本的典型做法。有趣的是，芯片底部设计了一个大型的LQFP封装焊盘，这很可能是为了在硬件设计上兼容另一种封装形式的同功能芯片，为生产提供了灵活性。

“牛屎”芯片周围环绕着大量五彩斑斓的贴片电容和电阻。这些元件表面印有四位数字代码，代表其精密阻值或容值，它们共同构成了芯片外围的基准、滤波和配置电路，是保证仪表测量准确度的基础。

在PCB的两侧，还可以找到两枚来自德州仪器（TI）的集成电路，型号丝印为“BBAJNDM”等，根据其位置和常见设计推断，它们很可能是多路模拟开关（多路复用器），负责在“牛屎”芯片的控制下，将来自不同测量功能（电压、电阻、电流等）的模拟信号切换至核心处理芯片。

结构细节与工艺观察

将PCB从前面板分离后，可以看到另一面的结构。这一面主要由段码式液晶屏、功能选择转盘和按键面板组成。

• 显示屏连接：屏幕通过一条斑马导电胶条与PCB上一排沉金的焊盘压接，实现电气连接，这是一种可靠且成本较低的连接方式。
• 功能选择转盘：拆下转盘，其内部是一个经典的机械编码器结构。转盘底部的金属触点随着旋转，会与PCB上不同分区的环形焊盘接触，从而接通不同的电路，实现测量功能的切换。这种结构简单、耐用，是绝大多数旋转开关式万用表的选择。
• PCB工艺标识：在PCB的板边，清晰地印有“1 2 3 4”错位排列的标识，这明确指明了该电路板为四层板。进一步观察可以发现，PCB在布局上进行了功能分区：下半部分（靠近输入端子）主要是信号输入、保护和切换电路，走线密集；上半部分（靠近主芯片）是核心信号处理区域，从透光观察能看到大面积的完整地平面，这有利于屏蔽干扰，提高测量稳定性。
• 生产信息：PCB上标注的生产周期为“1848”，代表2018年第48周生产。笔者是在2019年9月以520元人民币购入此表。

总结

经过一番彻底的拆解分析，这台服役6年的Fluke 15B+数字万用表展现出了其作为一款成熟工业产品的特质：

1. 安全优先：在关键的电流测量路径上使用了品牌快熔保险丝，并留有充足的安全间距。
2. 设计成熟：经典的机械编码器、斑马条连接屏幕、模块化的前端电路，都是经过时间验证的可靠方案。
3. 精打细算：采用“牛屎”封装主控芯片控制核心成本，同时在影响精度的关键部位（如采样电阻、精密分压电阻）使用性能更好的元件。
4. 工艺可靠：四层PCB板、清晰的布局分区、沉金焊盘等工艺，保证了产品长期使用的稳定性。

虽然在一些细节上（如保险丝更换不便）有提升空间，但总体而言，Fluke 15B+是一款在可靠性、精度和成本之间取得了良好平衡的工具，其内部设计思路对于理解 基础 & 综合 的测量仪器架构颇有助益。对于电子工程师或爱好者来说，它仍是一个值得信赖的入门及备用选择。

参考资料

[1] 520元买的福禄克15B+万用表，用了6年后拆开看看内部细节！, 微信公众号：mp.weixin.qq.com/s/BskDVe70svIq8JTFauvs0g

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