试图理解（并模拟）万用表对电路的干扰

Question

我正在尝试使用微控制器来调节缝纫机的速度控制，而不是通常用于此目的的脚踏板。踏板绳有两根电线连接到缝纫机上。我通过测量脚踏板的电阻（独立，不连接机器）来分析脚踏板，观察到踩下时，电阻从3欧姆到12千欧姆不等。当万用表连接到操作机器上时，如果我试图通过踏板测量电阻，万用表会干扰机器的操作，因为万用表会使机器向一个方向减速或过快地加速（当我反转探针时）即使踏板踩下通常不足以启动机器，机器也会运行。

当踏板插入机器时，进入踏板的2条导线上的电压从未踩下踏板时的12毫伏（DC）变化到完全踩下踏板后的4.5伏。

当系统空闲且踏板已连接时，电流为4.64 mA。当机器开始缝纫时，电流降至1.07 mA，在峰值速度下（踏板完全踩下），电流为0.38mA。

我创建了一个由微控制器控制数字电位计的系统，以模拟独立踏板的电阻并改变电阻。只有当我用万用表测量数字电位器在加速机器的方向上的电阻时，它才起作用。大概是注入电流来测量电阻。

为了简化对所发生情况的诊断，我做了一个简单的实验，用插入缝纫机的3千欧姆电阻替换了踏板和电缆。单独使用此设置时，机器无法运行。当我将欧姆表连接到电阻器上时，机器开始工作，前提是我有“正确极性”的探针。只要我取下探针或反转探针，机器就会停止。此阻力水平对应于部分踩下的踏板，并且处于机器预期运行的范围内。

我对我正在做的事情一无所知，但我想了解一下我可能会在这个简单的电路中修改什么来让机器运行。我还没有打开踏板看里面发生了什么，但我的假设是，它只是改变了阻力，没有发送任何类型的数字信号。也许这是一个错误的假设。欢迎提出任何想法或建议。

Answer 1

踏板绳有两根电线连接到缝纫机上。我通过测量脚踏板的电阻（独立，不连接机器）来分析脚踏板，观察到踩下时，电阻从3欧姆到12千欧姆不等。

踏板很可能是一个电位计，电阻器和雨刮器的一端外露并连接到两个针脚。

如果我试图在踏板连接到正在运行的机器上时通过踏板测量电阻，万用表就会干扰机器的运行

是的，它会这样做的。万用表使用一个小电流源，然后将其施加在被测部件上。使用的准确电流取决于仪表。

……通过使用探针沿一个方向减慢机器速度，或将机器加速到如此快的速度（当我反转探针时），即使踏板踩下通常不足以启动机器，机器也会运行。

在正常操作过程中，缝纫机将通过踏板的针脚输入电流-很可能与机器内部的另一个固定值电阻器相结合。。。这将产生一个可变电压，然后可以用来确定所需的速度。这基本上是一个分压器。

如果你是也从万用表中注入电流，则被测电压将受到仪表电流源的影响。尝试测量供电系统的电阻通常是个坏主意——往好了说，你会得到无效的读数，往坏了说，你可能会损坏一些东西。

如果你想测量“工作中”的系统，那么可以测量踏板/数字电位计上的电压，然后计算实际电阻。

---

从你分享的数字来看，我建议原理图应该是这样的（数字大部分是对齐的，尽管我可能错了）。

^{模拟此电路–使用创建原理图电路实验室}