Princíp činnosti a vlastnosti digitálneho multimetra:
Dvojitý integrálny A/D prevodník je „srdcom“ digitálneho multimetra, prostredníctvom ktorého sa realizuje prevod analógovej veličiny na digitálnu veličinu. Periférny obvod obsahuje hlavne prevodník funkcií, prepínač voľby funkcií a rozsahu, LCD alebo LED displej, okrem oscilačného obvodu bzučiaka, budiaceho obvodu, obvodu zapnutia a vypnutia detekčného obvodu, indikačného obvodu nízkeho napätia, desatinnej čiarky a znamienka (polarita). symbol a pod.) obvod pohonu.
Základná štruktúra digitálneho multimetra
A/D prevodník je jadrom digitálneho multimetra. Prijíma jednočipový rozsiahly integrovaný obvod ICL7106. 7106 využíva interný výstup brány XOR, ktorý môže riadiť LCD displej a šetriť elektrinu. Jeho hlavné vlastnosti sú: jeden zdroj napájania, široký rozsah napätia, použitie 9V naskladaných batérií na dosiahnutie miniaturizácie prístroja, vysoká vstupná impedancia a použitie interných analógových spínačov na dosiahnutie automatického nastavenia nuly a konverzie polarity. Nevýhodou je, že rýchlosť A/D prevodu je relatívne pomalá, ale dokáže vyhovieť potrebám bežných elektrických meraní.
Nasleduje bežná analýza chýb a metódy spracovania:
(1) Ak chcete skontrolovať poruchu digitálneho multimetra, najprv skontrolujte a posúďte, či je jav poruchy bežný (napríklad nemožno merať všetky prevody) alebo individuálny (napríklad nemožno zmerať iba aktuálny prevodový stupeň). LCD displej by sa mal zamerať na kontrolu napájacieho obvodu a A/D prevodníka; ak sa vyskytne problém s jednotlivými súbormi, znamená to, že napájací zdroj a A/D prevodník fungujú normálne a mali by ste vyhľadať poruchu v obvode jednotky.
(2) Minimálny rozsah jednosmerného napätia digitálneho multimetra (tj rozsah DC 200 mV) je základným rozsahom tri a pol digitálneho multimetra.
(3) Základný prevod jednosmerného napätia sa nevráti na nulu. Vo všeobecnosti je to preto, že okolie odporu deliča napätia je znečistené, takže by sa mal okolo rezistora zotrieť, aby sa vrátil na nulu, a potom priviesť napätie 1 V zo zdroja jednosmerného napätia na kalibráciu a nastaviť potenciometer jednosmerného prúdu počas kalibrácia.
(4) Referenčné napätie je abnormálne a merač vždy zobrazuje „1“ bez ohľadu na to, ktorý prevodový stupeň je zapnutý. Skontrolujte, či je medzi 35. a 36. kolíkom integrovaného bloku ICL7106 referenčné napätie 100 mV a potom skontrolujte, či je potenciometer spínača VR1 v dobrom stave a rozdeľuje napätie. Sú rezistory R12 (4Ω) a R13 (150Ω) presné?
(5) Čísla zobrazené na každom prevodovom stupni preskakujú a nemožno ich použiť. Väčšina tejto chyby je spôsobená tým, že pri meraní nie je vybitý veľkokapacitný kondenzátor a niektoré sú pri meraní nesprávne zaradené, čo má za následok poškodenie integrovaných blokov duálnej časovej základne ICM7556 a ICL7106. Pri kontrole najprv zmerajte prúd na oboch koncoch batérie. Ak je väčší ako 10 mA, znamená to, že 7556 je poškodený; ak je prúd stále veľký, 7106 je poškodený; ak je prúd menší ako 2,5 mA, prúd je menší ako 2,5 mA. Vysvetlite, že ten druhý je v podstate normálny. Ak je o niečo väčší, znamená to, že niektoré kondenzátory majú určitý únik. Po včasnej výmene poškodených komponentov najskôr skontrolujte, či je 200mV prevod v poriadku, a potom otestujte ostatné funkcie.
(6) Bzučiak neznie. Ak kontrolka svieti, je možné, že integrovaný blok brány CD4011 NAND je poškodený; ak kontrolka nesvieti, je možné, že je poškodený integrovaný blok s duálnym operačným zosilňovačom TL062, polovica jeho kolíkov je striedavý prúd, polovica bzučiaka zasiahne bzučiak Prevodovka bzučiaka, zvuk znamená, že polovica elektrónky bzučiak je plne nabitý; stlačte prevod AC 2V, dotknite sa vstupného konca skrutkovačom a zobrazí sa "1", to znamená, že AC polovica elektrónky je plne nabitá.
(7) Keď dôjde k zapnutiu, zobrazí sa „1888“.
Digitálny multimeter by sa mal pravidelne čistiť, inak bude ľahké skratovať a spôsobiť abnormálne fungovanie meracieho prístroja.
Deväť hlavných skúseností s riešením problémov s malým digitálnym multimetrom
Fenomén: Zobrazenie striedavého prúdu a napätia nie je nulové, keď nie je napäťový vstup.
Dôvod 1: Po otvorení puzdra a pozornom pozorovaní sa zistí, že hodinky boli dlho používané a kontakty spínača boli vážne znečistené. Všade tam, kde prechádzajú kontakty spínača, sú čierne stopy kontaminované medeným práškom. Tieto nečistoty tvoria určité množstvo voltaických batérií s nepravidelnou kapacitou, ktorých napätie ovplyvňuje merací mechanizmus, takže zobrazenie každého prevodového stupňa nemožno vrátiť na nulu.
Riešenie: Použite hnedú kefu na ponorenie do leteckého benzínu, vyčistite kontakty spínačov a potom vyčistite znečistenie čistou vodou. Po vysušení sa zobrazenie každého prevodového stupňa komunikácie vráti na nulu a porucha sa odstráni.
Dôvod 2: V obvode merania striedavého napätia je AC zosilňovač a medzi výstupný koniec a vstupný koniec je zapojený spätnoväzbový kondenzátor. Keď je spätnoväzbový kondenzátor otvorený, vysokofrekvenčný signál bude nasledovať meraný signál priamo do meracieho mechanizmu. V prípade žiadneho vstupu bude rušivý signál vonkajšieho elektrického poľa tiež priamo zosilnený, čím sa prejaví jav, že sa nemôže vrátiť na nulu. Riešenie: Vymeňte spätnoväzbový kondenzátor AC zosilňovača a porucha bude odstránená.
Porucha 2: 20MΩ odporový prevod nemožno vrátiť na nulu a meranie zlyhá.
Fenomén: Meranie je normálne v rozsahu nízkeho odporu, ako je 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, ale keď je odpor nastavený na 20MΩ, bez ohľadu na veľkosť meraného odporu, vždy ukazuje relatívne stabilnú pevnú hodnotu a hodnotu odporu meraného odporu sa vôbec nedá správne zobraziť.
Dôvod: Po rozbalení a kontrole sa zistilo, že únik batérie je vážny a rozšíril sa na dosku plošných spojov. V dôsledku toho sa vytvorila nová cesta, ktorá vytvorila niektoré okruhy, ktoré neboli navzájom prepojené. Odhaduje sa, že ekvivalentný odpor úniku je 9 MΩ. Pri meraní v rozsahu nízkeho odporu, keďže únikový odpor R je oveľa väčší ako rozsah od 200Ω→2KΩ→20KΩ, prúd delený únikom R je veľmi malý a bočný efekt zvodového odporu možno približne ignorovať. a výsledky merania sú ovplyvnené Má malý vplyv. So zvyšovaním dosahu sa začína zvyšovať vplyv úniku R. Keď dosiahne rozsah 20 MΩ, zobrazí sa stabilná hodnota 9 MΩ bez ohľadu na to, či je nameraný odpor alebo nie.
Riešenie: Utrite všetok únik z batérie suchou handričkou, vymeňte batériu za novú a potom ju zapnite, aby ste skontrolovali, či porucha úplne zmizne. Porucha 3: LCD displej je neúplný.
Fenomén: Digitálne ťahy zobrazené na LCD sú neúplné, porucha zmizne, keď na puzdro silno stlačíte, a chyba sa znova objaví, keď trochu povolíte. Dôvod: Slabý kontakt medzi kolíkmi čipu displeja, olovenou gumou a elektródami obrazovky LCD v šasi. Riešenie: Vezmite kúsok priehľadnej plastovej fólie, odrežte ho na kúsok rovnakej veľkosti ako LCD displej a vložte ho medzi okno displeja šasi a LCD displej a potom utiahnite skrutky zadného krytu, aby ste pritlačili vnútorné komponenty musia byť v tesnom kontakte. Späť do normálu.
Porucha 4: Desatinná čiarka zobrazená na LCD je nesprávne umiestnená.
Fenomén: Polohy zobrazenia desatinných čiarok napätia, prúdu a odporu nie sú konzistentné s polohami, ktoré by sa mali zobraziť.
Dôvod: Kontrola vybalenia zistila, že polohovacia čeľusť spínacej dosky bola zlomená a poškodená a pohyblivý kontaktný kus bol zdeformovaný v dôsledku nerovnomernej sily. Úspešné, čo spôsobilo nesprávne umiestnenie desatinnej čiarky.
Riešenie: Po výmene deformovanej pohyblivej kontaktnej časti je porucha úplne odstránená.
Porucha 5: Výsledky merania rozsahu jednosmerného napätia sú nekonzistentné.
Fenomén: Keď sa nameria stabilné jednosmerné napätie 100 V, začne sa zobrazovať ako 105,1 V a po 2 minútach sa zobrazí pretečenie.
Dôvod: Bolo overené, že batéria používaná multimetrom je nedostatočná. Keď je batéria pod napätím, štandardné napätie v analógovo-digitálnom prevodníku multimetra sa neustále odchyľuje, takže chyba indikácie sa bude zvyšovať s neustálym poklesom výkonu batérie. Čím je čas dlhší, tým je chyba indikácie zreteľnejšia.
Riešenie: Vymeňte batériu multimetra.
Porucha 6: Vysokonapäťová prevodovka striedavého napätia vždy preteká a zobrazuje sa.
Fenomén: Keď je AC napätie 750V pri meraní 50V AC napätia, displej pretečie.
Dôvod: Po vybalení a kontrole sa zistilo, že medzi pevnými kontaktnými kusmi pripojenými k vstupnému kanálu sú stopy po popálení oblúkom. Preglejka na tomto mieste bola prepálená a karbonizovaná, takže externé merané napätie, ktoré malo byť rozdelené napäťovým deličom, sa prenášalo priamo do zosilňovača.
Riešenie problémov s 3.{1}}miestnym multimetrom
Väčšina dôvodov poškodenia digitálneho multimetra je nesprávna obsluha zo strany používateľa. Hlavné komponenty poškodenia prístroja sú: ① A/D prevodník ICL7106 alebo ICL7136 je poškodený. ②Operačný zosilňovač TL062 je poškodený. ③Obvod duálnej časovej základne ICM7556 je poškodený. ④ Štyri NAND hradlo CD4011 je poškodené. ⑤ Tranzistor Q1 (C9014) a ochranný odpor PO1 (1,5 KΩ) obvodu prepäťovej ochrany odporového prevodu sú poškodené. ⑥Únik kondenzátora C9 (35V/0,33μF) spôsobí zmenu referenčného napätia a spôsobí chyby merania. Spôsob údržby je podrobne popísaný nižšie.
1. Proces opravy výpadku prúdu
Údržbárske práce na digitálnom meracom prístroji zvyčajne začínajú napájaním. Ak po zapnutí vypínača nie je displej z tekutých kryštálov, mali by ste najprv skontrolovať, či je 9V batéria vybitá alebo či je napätie batérie príliš nízke. Ak je napätie batérie normálne, mali by ste skontrolovať, či je medzi V plus (pin 1) a V- (pin 26) A/D prevodníka ICL7106 napätie 9V. Až keď napájacie napätie ICL7106 funguje v normálnom stave, je možné hľadať príčinu poruchy. Hľadanie chýb by sa malo integrovať podľa prvej kontroly, napríklad či referenčné napätie A/D prevodníka ICL7106 funguje normálne a či displej dokáže normálne zobraziť. Ako je znázornené na obrázku, je vývojový diagram riešenia problémov s napájaním digitálneho multimetra.
2. Príklady riešenia problémov
(1) Referenčné napätie je nepresné alebo nestabilné: digitálny multimeter ukazuje normálne, ale počas overovania sa zistí, že nameraná hodnota je zjavne nízka. Referenčné napätie je len asi 75 mV. Dôkladnou kontrolou sa zistí, že v blízkosti referenčného deliča napätia R12, R13 a W1 je znečistenie olejom, čo vedie k presakovaniu dosky s plošnými spojmi a zníženiu izolácie, čo znižuje R12. Po vyčistení absolútnym alkoholom a vysušení je problém vyriešený.
(2) Digitálny merač zobrazuje „-1“ bez ohľadu na to, ktorý prevodový stupeň zasiahol, a používateľ hlási, že ho nemožno použiť. Zmerajte jeho pracovný prúd až do 5 mA, zatiaľ čo merač je pri normálnej prevádzke asi 1,2 mA. Jeho referenčné napätie tiež nie je správne. Po výmene ICL7106 porucha pretrváva. Z analýzy princípu digitálneho merača vyplýva, že obvod duálnej časovej základne ICM7556 sa ľahko poškodí preťažením. Po odstránení ICM7556 klesne prevádzkový prúd na približne 1,2 mA. Napätie medzi referenčným napätím VREF (pin 36) a COM je 100 mV, čo je normálne. Okrem kondenzátorového prevodu sa ostatné prevody vrátia do normálu. Z analýzy porúch, keď používateľ meria kapacitu, elektrický náboj na kondenzátore nie je úplne vybitý, takže sa meria kapacita, čo vedie k poškodeniu ICM7556. Prúd pretekajúci cez ICM7556 je príliš veľký, čo spôsobuje zvýšenie potenciálu COM, čím sa zníži referenčné napätie.
(3) Zobrazenie digitálneho merača je normálne, ale pri overovaní sa zistilo, že chyba je veľká a referenčné napätie merania je zjavne nízke a nestabilné. Keď je napájanie práve zapnuté, pracovné napätie je namerané na 100 mV, ale po chvíli napätie klesne. Analýza tohto javu ukazuje, že určitá časť obvodu má mäkký rozpad. Po prvom stlačení ICM7556 chyba pretrváva. Potom vymeňte ICL7106, pracovný prúd je stále príliš veľký a referenčné napätie je abnormálne. Potom nájdite napätie každého bodu voči spoločnej zemi a zistite, že napätie každého bodu voči zemi sa mení v rôznej miere. V tomto čase je napätie 9V batérie stabilné. Zistilo sa však, že kladné a záporné napätie na zemi sa zmenilo. Je vidieť, že tento jav sa vyskytuje na zariadeniach, ktoré zdieľajú napájanie. Pretože CD4011 funguje iba v režime bzučiaka. Zamerajte sa teda na kontrolu duálneho operačného zosilňovača TL062. Odpojte jeho kladné a záporné napájanie a potom zmerajte, že pracovný prúd prístroja je 1,2 mA a referenčné pracovné napätie je približne 100 mV a je stabilné a nezmenené. Znamená to, že vo vnútri TL062 došlo k jemnému poškodeniu. Po výmene čipu je porucha odstránená.
(4) Používateľ meria napätie na odporovom prevode v dôsledku nesprávnej činnosti, čo má za následok žiadnu odozvu pri meraní odporu odporovým prevodom. Poistka PO1 (1,5KΩ) bola poškodená z obvodu na meranie odporu, čo malo za následok žiadnu odozvu na meranie odporu. Po výmene odporu je problém vyriešený. Hlavnou príčinou poruchy je, že pri nesprávnom meraní odporového napätia sa tranzistor Q1 (C9014) rozpadne v opačnom smere, takže prúd prechádzajúci odporom PO1 sa rýchlo zvýši a odpor PO1 sa spáli. Ak odpor PO1 nie je poškodený a skrat pri reverznej poruche Q1 (C9014), spôsobí to, že súbor odporu nebude zobrazovať „1“, keď je otvorený. Zároveň je potrebné poznamenať, že paralelne zapojený kondenzátor s Q1 je niekedy rozbitý a súčasne skratovaný. Takéto poruchy sa často vyskytujú na digitálnych meračoch, ako sú DT890, DT9101, DT9108 a DT9107.
(5) Digitálny merač predtým nemohol merať. Po výmene A/D prevodníka ICL7136 (pôvodný použitý pre tento merač bol ICL7106) sú súbory prúdu, napätia a kapacity v poriadku. Ale súbor odporu sa nedá zmerať. Keď je obvod otvorený, číslo skáče a nedá sa stabilizovať. Podľa analýzy princípu je možné ICL7106 a ICL7136 zameniť, ale stále existujú rozdiely v praktickej aplikácii. Z analýzy typických obvodov ICL7136 a ICL7106, vhodné zvýšenie integrálneho odporu a zníženie integrálnej kapacity na ICL7136 pomôže zlepšiť stabilitu profilu odporu. Integrálny odpor sa pomocou experimentov zvýši z pôvodných 56 kΩ na približne 330 kΩ a profil odporu funguje normálne. Výsledky merania sú presné. Zároveň to nemá vplyv na používanie iných súborov. Tento jav nahrádza ICL7106 v DT890, DT9101, DT9102, DT9107, YDM-301 a iných typoch digitálnych meračov.
Tipy na opravu digitálneho multimetra:
Pri chybnom prístroji najskôr skontrolujte a zistite, či je poruchový jav bežný (všetky funkcie sa nedajú merať) alebo individuálny (jednotlivé funkcie alebo jednotlivé rozsahy), až potom rozlíšte situáciu a problém riešte.
1. Ak nefungujú všetky prevody, zamerajte sa na kontrolu napájacieho obvodu a obvodu A/D prevodníka. Pri kontrole napájacej časti môžete vybrať laminovanú batériu, stlačiť hlavný vypínač, pripojiť kladný testovací vodič k zápornému napájaciemu zdroju testovaného meracieho prístroja a záporný testovací vodič k kladnému napájaciemu zdroju (pre digitálne multimetre ), prepnite prepínač na merací prevod diód, ak sa na displeji zobrazí Ak je to predné napätie diódy, znamená to, že napájacia časť je v poriadku. Ak je odchýlka veľká, znamená to, že je problém s napájacou časťou. Ak je obvod prerušený, zamerajte sa na kontrolu vypínača a káblov batérie. Ak dôjde ku skratu, je potrebné použiť metódu prerušenia obvodu na postupné odpojenie komponentov, ktoré využívajú napájanie, so zameraním na kontrolu operačných zosilňovačov, časovačov a A/D prevodníkov. Ak dôjde ku skratu, vo všeobecnosti sa poškodí viac ako jeden integrovaný komponent. A/D prevodník je možné kontrolovať súčasne so základným meračom, ktorý je ekvivalentný jednosmernému meraču analógového multimetra. Špecifická metóda kontroly je nasledovná:
(1) Rozsah skúšaného elektromera sa nastaví na najnižšiu úroveň jednosmerného napätia;
(2) Zmerajte, či je pracovné napätie A/D prevodníka normálne. Podľa modelu A/D prevodníka použitého v tabuľke, zodpovedajúceho pinu V plus a pinu COM, porovnajte nameranú hodnotu s jej typickou hodnotou.
(3) Zmerajte referenčné napätie A/D prevodníka. Referenčné napätie bežne používaných digitálnych multimetrov je všeobecne 100 mV alebo 1 V, to znamená, že sa meria jednosmerné napätie medzi VREF plus a COM.
