Принцип роботи та характеристики цифрового мультиметра:
Подвійний інтегральний аналого-цифровий перетворювач є «серцем» цифрового мультиметра, за допомогою якого здійснюється перетворення аналогової величини в цифрову. Периферійна схема в основному включає перетворювач функцій, перемикач вибору функцій і діапазону, РК- або світлодіодний дисплей, на додаток до контуру коливань зумера, схеми приводу, схеми виявлення ввімкнення-вимкнення, схеми індикації низької напруги, десяткової крапки та знака (полярності). символ тощо) схема приводу.
Основна структура цифрового мультиметра
АЦП є ядром цифрового мультиметра. У ньому використовується однокристальна великомасштабна інтегральна схема ICL7106. 7106 використовує внутрішній вихід вентиля XOR, який може керувати РК-дисплеєм і економити електроенергію. Його основні особливості: єдине джерело живлення, широкий діапазон напруги, використання батарейок 9 В для мініатюризації приладу, високий вхідний опір і використання внутрішніх аналогових перемикачів для досягнення автоматичного налаштування нуля та перетворення полярності. Недоліком є те, що швидкість аналого-цифрового перетворення є відносно низькою, але вона може задовольнити потреби звичайних електричних вимірювань.
Нижче наведено загальний аналіз несправностей і методи обробки:
(1) Щоб перевірити несправність цифрового мультиметра, спочатку перевірте та визначте, чи є несправність загальним (наприклад, неможливо виміряти всі передачі) чи індивідуальним (наприклад, не можна виміряти лише поточну передачу). РК-дисплей, слід зосередитися на перевірці ланцюга живлення та аналого-цифрового перетворювача; якщо є проблема з окремими файлами, це означає, що блок живлення та аналого-цифровий перетворювач працюють нормально, і вам слід звернутися до схеми пристрою, щоб знайти несправність.
(2) Мінімальний діапазон напруги постійного струму цифрового мультиметра (тобто діапазон 200 мВ постійного струму) є основним діапазоном цифрового мультиметра на три з половиною.
(3) Основна передача напруги постійного струму не повертається до нуля. Як правило, це тому, що поблизу резистора дільника напруги забруднено, тому його слід протерти навколо резистора, щоб повернути його до нуля, а потім ввести напругу 1 В від джерела напруги постійного струму для калібрування та відрегулювати потенціометр постійного струму під час калібрування.
(4) Еталонна напруга є ненормальною, і лічильник завжди відображає «1», незалежно від того, яка передача ввімкнена. Перевірте, чи є опорна напруга 100 мВ між 35-м і 36-м контактами інтегрованого блоку ICL7106, а потім перевірте, чи потенціометр перемикача VR1 справний і чи ділить напругу. Чи точні резистори R12 (4 Ом) і R13 (150 Ом).
(5) Числа, що відображаються на кожній передачі, стрибають і не можуть бути використані. Більшість цих несправностей пов’язано з тим, що конденсатор великої ємності не розряджається під час вимірювання, а деякі мають неправильне налаштування під час вимірювання, що призводить до пошкодження інтегрованих блоків ICM7556 та ICL7106 подвійної часової бази. При перевірці спочатку виміряйте силу струму на обох кінцях акумулятора. Якщо він перевищує 10 мА, це означає, що 7556 пошкоджено; якщо струм все ще великий, 7106 пошкоджено; якщо струм менше 2,5 мА, струм менше 2,5 мА. Поясніть, що інше в принципі нормально. Якщо воно трохи більше, це означає, що деякі конденсатори мають витік. Після своєчасної заміни пошкоджених компонентів спочатку перевірте, чи працює механізм 200 мВ, а потім перевірте інші функції.
(6) Звуковий сигнал не звучить. Якщо індикатор горить, можливо, інтегрований блок затвора CD4011 NAND пошкоджено; якщо індикатор не горить, можливо, інтегрований блок подвійної схеми операційного підсилювача TL062 пошкоджено, половина його контактів є змінним струмом, половина зумера, удар по зумеру Зумер, звук означає, що половина трубки зумер повністю заряджений; торкніться шестерні змінного струму 2 В, торкніться вхідного кінця викруткою та відобразіть «1», це означає, що половина трубки змінного струму повністю заряджена.
(7) "1888" відображається, коли живлення викликано.
Цифровий мультиметр слід регулярно чистити, інакше може статися коротке замикання та неправильна робота лічильника.
Дев'ять основних способів усунення несправностей маленького цифрового мультиметра
Феномен: відображення струму змінного струму та напруги не дорівнює нулю, якщо немає вхідної напруги.
Причина 1: після відкриття корпусу та ретельного огляду було виявлено, що годинник використовувався протягом тривалого часу, а контакти перемикача були серйозно забруднені. Усюди, де проходять контакти перемикача, є чорні сліди, забруднені мідним порошком. Ці забруднення утворюють певну кількість електричних батарей з нерегулярною ємністю, напруга яких впливає на вимірювальний механізм, тому дисплей кожної шестерні неможливо повернути до нуля.
Рішення: занурте коричневу щітку в авіаційний бензин, очистіть контакти перемикача, а потім очистіть забруднення чистою водою. Після висихання дисплей кожної шестерні зв'язку повернеться до нуля, і несправність буде усунена.
Причина 2: у ланцюзі вимірювання напруги змінного струму є підсилювач змінного струму, а між вихідним і вхідним кінцями підключено конденсатор зворотного зв’язку. Коли конденсатор зворотного зв'язку відкритий, високочастотний сигнал буде слідувати за вимірюваним сигналом безпосередньо в вимірювальний механізм. У разі відсутності вхідного сигналу інтерференційний сигнал зовнішнього електричного поля також буде безпосередньо посилений, демонструючи явище, що він не може повернутися до нуля. Рішення: замініть конденсатор зворотного зв'язку підсилювача змінного струму, і несправність буде усунена.
Помилка 2: Редуктор опору 20 МОм неможливо повернути до нуля, і вимірювання не вдається.
Феномен: вимірювання є нормальним у діапазоні низького опору, наприклад 200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, але коли опір встановлено на 20 МОм, незалежно від розміру виміряного опору, воно завжди показує відносно стабільне фіксоване значення, а значення опору виміряного опору взагалі не може відображатися правильно.
Причина: після розпакування та огляду було виявлено, що витік батареї був серйозним і поширився на друковану плату. В результаті утворився новий шлях, який склав кілька ланцюгів, не пов'язаних між собою. За оцінками, еквівалентний опір витоку становить 9 МОм. Під час вимірювання в діапазоні низького опору, оскільки опір витоку R витоку набагато більший, ніж діапазон від 200Ω→2KΩ→20KΩ, струм, поділений на R витоку, дуже малий, і ефект шунта опору витоку можна приблизно ігнорувати. , і на результати вимірювань впливає Має незначний вплив. Зі збільшенням діапазону починає зростати вплив витоку R. Коли він досягає діапазону 20 МОм, на дисплеї буде стабільне значення 9 МОм незалежно від того, чи є виміряний опір чи ні.
Рішення: витріть усі витоки батареї сухою тканиною, замініть на нову батарею, а потім увімкніть її, щоб перевірити, несправність повністю зникає. Помилка 3: РК-дисплей неповний.
Феномен: цифрові штрихи, що відображаються на РК-дисплеї, є неповними, помилка зникає, коли ви сильно натискаєте на корпус, і помилка з’являється знову, коли ви трохи відпускаєте. Причина: поганий контакт між контактами мікросхеми дисплея, свинцевою гумою та електродами РК-дисплея в корпусі. Рішення. Візьміть шматок прозорої поліетиленової плівки, виріжте його на шматок такого ж розміру, як РК-дисплей, і помістіть його між вікном дисплея на корпусі та РК-дисплеєм, а потім затягніть гвинти задньої кришки, щоб змусити внутрішні компоненти повинні бути в тісному контакті. Повернутися до нормального стану.
Помилка 4: десяткова кома, що відображається на РК-дисплеї, неправильна.
Явище: положення на дисплеї десяткової крапки напруги, струму та опору не відповідають положенням, які повинні відображатися.
Причина: перевірка розпакування виявила, що позиціонуючий кігтик пластини перемикача був зламаний і пошкоджений, а рухома контактна частина була деформована через нерівномірну силу. Витримано, через що десяткова крапка розставлена неправильно.
Рішення: після заміни деформованого рухомого контакту несправність повністю усунена.
Несправність 5: Результати вимірювання діапазону напруги постійного струму суперечливі.
Явище: коли вимірюється стабільна напруга 100 В постійного струму, воно починає відображатися як 105,1 В і стає дисплеєм переповнення через 2 хвилини.
Причина: Було перевірено, що акумулятор, який використовує мультиметр, недостатній. Коли батарея знаходиться під напругою, стандартна напруга в аналого-цифровому перетворювачі мультиметра постійно відхиляється, тому похибка індикації буде зростати з постійним зниженням продуктивності батареї. Чим довший час, тим очевидніша помилка індикації.
Рішення: замініть батарейку мультиметра.
Несправність 6: високовольтна передача змінного струму завжди переповнюється та відображається.
Феномен: коли напруга змінного струму становить 750 В під час вимірювання напруги змінного струму 50 В, дисплей переповнюється.
Причина: після розпакування та огляду виявлено, що між фіксованими контактними деталями, підключеними до вхідного каналу, є сліди горіння дуги. Фанера в цьому місці була зламана внаслідок обгорання та обвуглювання, так що зовнішня виміряна напруга, яка повинна була розділятися дільником напруги, прямо передавалася на підсилювач.
Усунення несправностей 3.5-розрядного мультиметра
Більшість причин поломки цифрового мультиметра полягає в неправильній експлуатації користувачем. Основні компоненти пошкодження приладу: ① АЦП ICL7106 або ICL7136 пошкоджено. ②Операційний підсилювач TL062 пошкоджений. ③Пошкоджена схема подвійної часової бази ICM7556. ④ Чотири ворота NAND CD4011 пошкоджено. ⑤ Транзистор Q1 (C9014) і захисний резистор PO1 (1,5 кОм) схеми захисту від перенапруги редуктора опору пошкоджені. ⑥Витік конденсатора C9 (35 В/0,33 мкФ) призведе до зміни опорної напруги та спричинить помилки вимірювання. Спосіб обслуговування детально описано нижче.
1. Процес ремонту збою живлення
Обслуговування цифрового лічильника зазвичай починається з джерела живлення. Після того, як перемикач увімкнено, якщо рідкокристалічний дисплей відсутній, ви повинні спочатку перевірити, чи батарея 9 В розряджена або напруга батареї занадто низька. Якщо напруга батареї нормальна, слід перевірити, чи є напруга 9 В між V plus (контакт 1) і V- (контакт 26) аналого-цифрового перетворювача ICL7106. Лише коли напруга живлення ICL7106 працює в нормальному стані, можна знайти причину несправності. Пошук несправностей слід інтегрувати відповідно до першої перевірки, наприклад, чи нормально працює опорна напруга аналого-цифрового перетворювача ICL7106 і чи може дисплей нормально відображатися. На малюнку показано блок-схему усунення несправностей джерела живлення цифрового мультиметра.
2. Приклади усунення несправностей
(1) Еталонна напруга неточна або нестабільна: цифровий мультиметр показує норму, але під час перевірки виявилося, що виміряне значення явно низьке. Еталонна напруга становить лише близько 75 мВ. Завдяки ретельному огляду було виявлено масляне забруднення біля опорного дільника напруги R12, R13 і W1, що призводить до витоку друкованої плати та зниження ізоляції, що зменшує R12. Після очищення абсолютним спиртом і сушіння проблема вирішується.
(2) Цифровий лічильник відображає «-1» незалежно від того, яку передачу він натискає, і користувач повідомляє, що ним не можна користуватися. Виміряйте його робочий струм до 5 мА, тоді як лічильник становить приблизно 1,2 мА, коли він працює нормально. Його опорна напруга також є неправильною. Після заміни ICL7106 несправність не зникає. З аналізу принципу роботи цифрового лічильника можна зробити висновок, що схему подвійної часової бази ICM7556 легко пошкодити через перевантаження. Після видалення ICM7556 робочий струм падає приблизно до 1,2 мА. Напруга між опорною напругою VREF (контакт 36) і COM становить 100 мВ, що є нормальним. За винятком конденсаторної передачі, решта передач повертаються до нормального стану. Згідно з аналізом несправності, коли користувач вимірює ємність, електричний заряд на конденсаторі розряджається не повністю, тому ємність вимірюється, що призводить до пошкодження ICM7556. Струм, що протікає через ICM7556, занадто великий, що спричиняє зростання потенціалу COM, тим самим зменшуючи опорну напругу.
(3) Дисплей цифрового лічильника нормальний, але під час перевірки було виявлено велику похибку, а опорна напруга вимірювання явно низька та нестабільна. Коли джерело живлення щойно ввімкнено, робоча напруга вимірюється рівною 100 мВ, але через деякий час напруга впаде. Аналіз цього явища показує, що певна частина ланцюга має м'який пробій. Після першого натискання ICM7556 несправність залишається. Потім замініть ICL7106, робочий струм все ще занадто великий, а опорна напруга ненормальна. Потім знайдіть напругу кожної точки до загального заземлення та виявіть, що напруга кожної точки до землі змінюється різною мірою. У цей час напруга батареї 9В стабільна. Однак виявлено, що позитивна і негативна напруги на землю змінилися. Можна побачити, що це явище відбувається на пристроях, які мають спільне джерело живлення. Тому що CD4011 працює тільки в механізмі зумера. Тому зосередьтеся на перевірці подвійного операційного підсилювача TL062. Від'єднайте його позитивний і негативний джерела живлення, а потім виміряйте робочий струм приладу 1,2 мА, а контрольна робоча напруга становить близько 100 мВ, і вона є стабільною та незмінною. Це означає, що всередині TL062 м'яка поломка. Після заміни мікросхеми несправність усувається.
(4) Користувач вимірює напругу в опорному механізмі через неправильну роботу, що призводить до відсутності відповіді під час вимірювання опору за допомогою опорного механізму. Запобіжник PO1 (1,5 кОм) був пошкоджений у ланцюзі вимірювання опору, що призвело до відсутності реакції на вимірювання опору. Після заміни резистора проблема вирішується. Основна причина несправності полягає в тому, що при неправильному вимірюванні напруги опору транзистор Q1 (C9014) ламається у зворотному напрямку, так що струм, що проходить через опір PO1, швидко зростає, а опір PO1 згорає. Якщо опір PO1 не пошкоджено, і Q1 (C9014) зворотне коротке замикання, це призведе до того, що файл опору не буде відображати «1», коли він відкритий. При цьому слід зазначити, що підключений паралельно Q1 конденсатор іноді виходить з ладу і при цьому замикається. Такі несправності часто виникають на цифрових лічильниках типу DT890, DT9101, DT9108 і DT9107.
(5) Раніше цифровий лічильник не міг вимірювати. Після заміни аналого-цифрового перетворювача ICL7136 (оригінальний перетворювач, який використовувався для цього вимірювача, був ICL7106), усі файли струму, напруги та ємності в нормі. Але файл опору неможливо виміряти. Коли ланцюг розімкнуто, число стрибає і не може бути стабілізовано. Згідно з принциповим аналізом, ICL7106 і ICL7136 можна замінити, але все ще існують відмінності в практичному застосуванні. Згідно з аналізом типових схем ICL7136 і ICL7106, відповідне збільшення інтегрального опору та зменшення інтегральної ємності на ICL7136 допоможе покращити стабільність профілю опору. Інтегральний опір було збільшено з початкових 56 кОм приблизно до 330 кОм за допомогою експериментів, і профіль опору працює нормально. Результати вимірювань точні. При цьому це не впливає на використання інших файлів. Це явище замінює ICL7106 у DT890, DT9101, DT9102, DT9107, YDM-301 та інших типах цифрових лічильників.
Поради по ремонту цифрового мультиметра:
Для несправного приладу спочатку перевірте та визначте, чи є явище несправності загальним (усі функції не можна виміряти) чи індивідуальним (окремі функції чи окремі діапазони), а потім розрізніть ситуацію та вирішіть проблему.
1. Якщо всі шестерні не працюють, зосередьтеся на перевірці ланцюга живлення та ланцюга аналого-цифрового перетворювача. Під час перевірки джерела живлення ви можете вийняти ламіновану батарею, натиснути вимикач живлення, підключити позитивний тестовий провід до негативного джерела живлення вимірювального приладу, який тестується, а негативний тестовий провід підключити до позитивного джерела живлення (для цифрових мультиметрів ), перемкніть перемикач у положення вимірювання діода, якщо на дисплеї відображається. Якщо це пряма напруга діода, це означає, що джерело живлення справне. Якщо відхилення велике, це означає, що є проблема з частиною живлення. Якщо є розрив ланцюга, зосередьтеся на перевірці вимикача живлення та проводів акумулятора. Якщо є коротке замикання, потрібно використовувати метод розриву, щоб поступово відключити компоненти, які використовують джерело живлення, зосередившись на перевірці операційних підсилювачів, таймерів і аналого-цифрових перетворювачів. Якщо виникає коротке замикання, зазвичай пошкоджується більше ніж один вбудований компонент. Аналогово-цифровий перетворювач можна перевірити одночасно з основним лічильником, який еквівалентний вимірювачу постійного струму аналогового мультиметра. Конкретний метод перевірки полягає в наступному:
(1) Діапазон лічильника, що перевіряється, повертається до найнижчого рівня напруги постійного струму;
(2) Виміряйте робочу напругу аналого-цифрового перетворювача. Відповідно до моделі аналого-цифрового перетворювача, використаної в таблиці, що відповідає контакту V plus і контакту COM, порівняйте виміряне значення з його типовим значенням.
(3) Виміряйте опорну напругу АЦП. Еталонна напруга цифрових мультиметрів, які зазвичай використовуються, зазвичай становить 100 мВ або 1 В, тобто вимірюється напруга постійного струму між VREF плюс і COM.
