Принцип работы и характеристики цифрового мультиметра:
Двойной интегральный аналого-цифровой преобразователь является «сердцем» цифрового мультиметра, с помощью которого осуществляется преобразование аналоговой величины в цифровую. Периферийная схема в основном включает преобразователь функций, переключатель выбора функций и диапазонов, ЖК-дисплей или светодиодный дисплей, а также схему колебаний зуммера, схему возбуждения, схему включения-выключения схемы обнаружения, схему индикации низкого напряжения, десятичную точку и знак (полярность). символ и т. д.) цепь привода.
Базовая структура цифрового мультиметра
Аналого-цифровой преобразователь является ядром цифрового мультиметра. Он использует однокристальную крупномасштабную интегральную схему ICL7106. В 7106 используется внутренний выход вентиля XOR, который может управлять ЖК-дисплеем и экономить электроэнергию. Его основными характеристиками являются: единый источник питания, широкий диапазон напряжений, использование 9-вольтовых батарей для миниатюризации прибора, высокое входное сопротивление и использование внутренних аналоговых переключателей для автоматической установки нуля и преобразования полярности. Недостатком является то, что скорость аналого-цифрового преобразования относительно низкая, но она может удовлетворить потребности обычных электрических измерений.
Ниже приводится общий анализ неисправностей и методы обработки:
(1) Чтобы проверить неисправность цифрового мультиметра, сначала проверьте и решите, является ли явление неисправности общим (например, все передачи не могут быть измерены) или отдельными (например, только текущая передача не может быть измерена). ЖК-дисплей должен ориентироваться на проверку цепи питания и аналого-цифрового преобразователя; если есть проблема с отдельными файлами, это означает, что блок питания и аналого-цифровой преобразователь работают нормально, и вам следует обратиться к схеме устройства, чтобы найти неисправность.
(2) Минимальный диапазон напряжения постоянного тока цифрового мультиметра (т. е. диапазон 200 мВ постоянного тока) является основным диапазоном цифрового мультиметра «три с половиной».
(3) Основная передача напряжения постоянного тока не возвращается к нулю. Как правило, это связано с тем, что область вокруг резистора делителя напряжения загрязнена, поэтому его следует протереть вокруг резистора, чтобы он вернулся к нулю, а затем ввести напряжение 1 В от источника постоянного напряжения для калибровки и отрегулировать потенциометр постоянного тока во время калибровка.
(4) Опорное напряжение не соответствует норме, и измеритель всегда показывает «1», какая бы передача ни была включена. Проверьте, есть ли опорное напряжение 100 мВ между 35-м и 36-м выводами интегрированного блока ICL7106, а затем проверьте, исправен ли потенциометр переключателя VR1 и делит ли напряжение. Правильно ли подобраны резисторы R12 (4 Ом) и R13 (150 Ом).
(5) Цифры, отображаемые на каждой передаче, прыгают и не могут быть использованы. Большая часть этой неисправности связана с тем, что конденсатор большой емкости не разряжается при измерении, а некоторые из них при измерении имеют неправильную передачу, что приводит к повреждению интегрированных блоков с двойной базой времени ICM7556 и ICL7106. При проверке сначала измерьте ток на обоих концах батареи. Если он больше 10 мА, это означает, что 7556 поврежден; если ток все еще большой, 7106 поврежден; если ток меньше 2,5 мА, ток меньше 2,5 мА. Объясните, что другой в основном нормальный. Если он немного больше, это означает, что некоторые конденсаторы имеют некоторую утечку. После своевременной замены поврежденных компонентов сначала проверьте, нормально ли работает редуктор 200 мВ, а затем проверьте другие функции.
(6) Зуммер не звучит. Если индикатор горит, это может означать, что интегрированный блок вентилей NAND CD4011 поврежден; если индикатор не горит, это может быть поврежден интегральный блок схемы двойного операционного усилителя TL062, половина его контактов имеет переменный ток, половина зуммера, ударил зуммер Звуковой сигнал, звук означает, что половина трубки зуммер полностью заряжен; нажмите на шестерню переменного тока 2 В, коснитесь входного конца отверткой и отобразите «1», это означает, что половина трубки переменного тока полностью заряжена.
(7) «1888» отображается при включении питания.
Цифровой мультиметр следует регулярно чистить, иначе легко произойдет короткое замыкание, что приведет к неправильной работе мультиметра.
Девять основных способов устранения неполадок небольшого цифрового мультиметра
Явление: Отображение переменного тока и напряжения не равно нулю, когда нет входного напряжения.
Причина 1: После вскрытия корпуса и внимательного осмотра обнаружено, что часы использовались в течение длительного времени, а контакты переключателя сильно загрязнены. Везде, где проходят контакты выключателя, остаются черные следы, загрязненные медным порошком. Эти загрязнения представляют собой определенное количество гальванических батарей неравномерной емкости, напряжение которых влияет на измерительный механизм, поэтому индикацию каждой шестерни нельзя вернуть к нулю.
Решение: смочите коричневой щеткой авиационный бензин, очистите контакты переключателя, а затем очистите загрязнение чистой водой. После высыхания индикация каждой передачи связи вернется к нулю, а неисправность будет устранена.
Причина 2: В цепи измерения напряжения переменного тока есть усилитель переменного тока, а между выходным и входным концами подключен конденсатор обратной связи. Когда конденсатор обратной связи разомкнут, высокочастотный сигнал будет следовать за измеряемым сигналом непосредственно в измерительный механизм. В случае отсутствия входа интерференционный сигнал внешнего электрического поля также будет напрямую усиливаться, показывая явление, что он не может вернуться к нулю. Решение: Замените конденсатор обратной связи усилителя переменного тока, и неисправность будет устранена.
Неисправность 2: Сопротивление 20 МОм не может быть возвращено к нулю, и измерение не выполняется.
Явление: измерение нормальное в диапазоне низкого сопротивления, например 200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, но когда сопротивление установлено на 20 МОм, независимо от величины измеряемого сопротивления, оно всегда показывает относительно стабильное фиксированное значение, а значение сопротивления измеренного сопротивления вообще не может отображаться правильно.
Причина: После распаковки и осмотра было обнаружено, что утечка из батареи была серьезной и распространилась на печатную плату. В результате образовался новый путь, который составил несколько контуров, не связанных друг с другом. Подсчитано, что эквивалентное сопротивление утечки составляет 9 МОм. При измерении в диапазоне низкого сопротивления, поскольку сопротивление утечки R утечки намного больше, чем диапазон от 200 Ом → 2 кОм → 20 кОм, ток, деленный на утечку R, очень мал, и шунтирующим эффектом сопротивления утечки можно приблизительно пренебречь. , а на результаты измерений влияет мало влияет. С увеличением диапазона начинает возрастать влияние утечки R. Когда он достигает диапазона 20 МОм, на дисплее будет стабильное значение 9 МОм, независимо от того, есть ли измеренное сопротивление или нет.
Решение: вытрите сухой тканью всю протечку батареи, замените ее новой батареей, а затем включите ее, чтобы проверить, исчезла ли неисправность полностью. Ошибка 3: ЖК-дисплей неполный.
Явление: цифровые штрихи, отображаемые на ЖК-дисплее, являются неполными, ошибка исчезает при сильном нажатии на корпус, и ошибка появляется снова, когда вы немного отпускаете. Причина: Плохой контакт между контактами чипа дисплея, свинцовой резиной и электродами экрана ЖК-дисплея в корпусе. Решение: Возьмите кусок прозрачной пластиковой пленки, разрежьте его на кусок того же размера, что и ЖК-дисплей, и поместите его между окном дисплея корпуса и ЖК-дисплеем, а затем затяните винты задней крышки, чтобы усилить внутренние компоненты должны находиться в тесном контакте. Вернуться к нормальной жизни.
Ошибка 4: Десятичная точка, отображаемая на ЖК-дисплее, расположена неправильно.
Явление: Положения десятичной точки на дисплее напряжения, тока и сопротивления не соответствуют позициям, которые должны отображаться.
Причина: При осмотре при распаковке было обнаружено, что установочный выступ пластины переключателя сломан и поврежден, а подвижный контактный элемент деформирован из-за неравномерного усилия. Пройдено, что привело к смещению десятичной точки.
Решение: После замены деформированного подвижного контакта неисправность полностью устранена.
Неисправность 5: Результаты измерения диапазона постоянного напряжения противоречивы.
Явление: при измерении стабильного напряжения 100 В постоянного тока оно начинает отображаться как 105,1 В и становится переполненным через 2 минуты.
Причина: Было подтверждено, что батарея, используемая мультиметром, недостаточна. Когда батарея находится под напряжением, стандартное напряжение в аналого-цифровом преобразователе мультиметра постоянно отклоняется, поэтому погрешность индикации будет увеличиваться при постоянном снижении работоспособности батареи. Чем больше время, тем очевиднее ошибка индикации.
Решение: Замените батарейку мультиметра.
Неисправность 6: Высоковольтный редуктор переменного напряжения всегда переполняется и отображается.
Явление: Когда напряжение переменного тока составляет 750 В при измерении напряжения переменного тока 50 В, дисплей переполняется.
Причина: После распаковки и осмотра обнаружено наличие следов дугового прожига между неподвижными контактами, подключенными к входному каналу. Фанера в этом месте была сломана из-за обгорания и обугливания, так что внешнее измеряемое напряжение, которое должно было быть разделено делителем напряжения, напрямую передавалось на усилитель.
Устранение неполадок 3-разрядного мультиметра5-
Большинство причин поломки цифрового мультиметра – неправильная эксплуатация пользователем. Основные компоненты повреждения прибора: ① A/D преобразователь ICL7106 или ICL7136 поврежден. ②Поврежден операционный усилитель TL062. ③Повреждена схема двойной базы времени ICM7556. ④ Четыре вентиля И-НЕ CD4011 повреждены. ⑤ Повреждены транзистор Q1 (C9014) и защитный резистор PO1 (1,5 кОм) схемы защиты от перенапряжения. ⑥Утечка конденсатора C9 (35 В/0,33 мкФ) вызовет изменение опорного напряжения и приведет к ошибкам измерения. Метод обслуживания подробно описан ниже.
1. Восстановление процесса сбоя питания
Работы по техническому обслуживанию цифрового счетчика обычно начинаются с источника питания. После включения переключателя, если нет жидкокристаллического дисплея, вы должны сначала проверить, разряжена ли батарея 9 В или напряжение батареи слишком низкое. Если напряжение батареи нормальное, следует проверить, есть ли напряжение 9 В между V plus (контакт 1) и V- (контакт 26) аналого-цифрового преобразователя ICL7106. Только когда напряжение питания ICL7106 работает в нормальном состоянии, можно искать причину неисправности. Поиск неисправностей должен быть интегрирован в соответствии с первой проверкой, например, нормально ли работает опорное напряжение аналого-цифрового преобразователя ICL7106 и может ли дисплей нормально отображать. На рисунке показана блок-схема поиска и устранения неисправностей блока питания цифрового мультиметра.
2. Примеры устранения неполадок
(1) Опорное напряжение неточное или нестабильное: цифровой мультиметр показывает нормальное, но при проверке обнаруживается, что измеренное значение явно занижено. Опорное напряжение составляет всего около 75 мВ. При тщательном осмотре обнаружено, что вблизи делителя опорного напряжения R12, R13 и W1 имеется масляное загрязнение, что приводит к протечке печатной платы и ослаблению изоляции, что снижает R12. После очистки абсолютным спиртом и сушки проблема решена.
(2) Цифровой счетчик отображает "-1" независимо от того, какую передачу он включает, и пользователь сообщает, что его нельзя использовать. Измерьте его рабочий ток до 5 мА, в то время как счетчик составляет около 1,2 мА, когда он работает нормально. Его опорное напряжение также неверно. После замены ICL7106 ошибка сохраняется. Анализ принципа работы цифрового измерителя показал, что схема с двойной базой времени ICM7556 легко повреждается при перегрузке. После удаления ICM7556 рабочий ток падает примерно до 1,2 мА. Напряжение между опорным напряжением VREF (контакт 36) и COM составляет 100 мВ, что является нормальным. За исключением конденсаторной шестерни, остальные шестерни возвращаются в нормальное состояние. Согласно анализу неисправности, когда пользователь измеряет емкость, электрический заряд на конденсаторе не полностью разряжается, поэтому измеряется емкость, что приводит к повреждению ICM7556. Ток, протекающий через ICM7556, слишком велик, что приводит к повышению потенциала COM, тем самым снижая опорное напряжение.
(3) Дисплей цифрового измерителя нормальный, но во время проверки обнаруживается, что ошибка велика, а опорное напряжение измерения явно низкое и нестабильное. Когда блок питания только что включен, рабочее напряжение измеряется как 100 мВ, но через некоторое время напряжение падает. Анализ этого явления показывает, что определенный участок цепи имеет мягкий пробой. После первого нажатия ICM7556 ошибка остается. Затем замените ICL7106, рабочий ток все еще слишком велик, а опорное напряжение не соответствует норме. Затем найдите напряжение каждой точки на общую землю и найдите, что напряжение каждой точки на землю изменяется в разной степени. В это время напряжение батареи 9 В стабильно. Однако обнаружено, что положительное и отрицательное напряжения относительно земли изменились. Видно, что это явление происходит на устройствах, которые совместно используют источник питания. Потому что CD4011 работает только в зуммере. Поэтому сосредоточьтесь на проверке сдвоенного операционного усилителя TL062. Отключите его положительный и отрицательный источник питания, а затем измерьте рабочий ток прибора 1,2 мА, а опорное рабочее напряжение составляет около 100 мВ, и оно стабильно и неизменно. Значит внутри TL062 мягкий пробой. После замены чипа неисправность устранена.
(4) Пользователь измеряет напряжение в резистивном механизме из-за неправильной работы, что приводит к отсутствию реакции при измерении сопротивления с помощью резистивного механизма. Перегорел предохранитель PO1 (1,5 кОм) в цепи измерения сопротивления, в результате чего на измерение сопротивления не реагировал. После замены резистора проблема решена. Основная причина выхода из строя заключается в том, что при неправильном измерении напряжения сопротивления транзистор Q1 (С9014) пробивается в обратном направлении, так что ток, проходящий через сопротивление РО1, быстро увеличивается и сопротивление РО1 сгорает. Если сопротивление PO1 не повреждено, а обратное короткое замыкание Q1 (C9014) приведет к тому, что файл сопротивления не будет отображать «1», когда он открыт. В то же время следует отметить, что конденсатор, включенный параллельно Q1, иногда пробивается и одновременно замыкается накоротко. Такие неисправности часто появляются на цифровых счетчиках, таких как DT890, DT9101, DT9108 и DT9107.
(5) Цифровой счетчик раньше не мог измерять. После замены аналого-цифрового преобразователя ICL7136 (исходный преобразователь, использовавшийся для этого измерителя, был ICL7106), файлы тока, напряжения и емкости в норме. Но файл сопротивления не может быть измерен. Когда цепь разомкнута, число прыгает и не может стабилизироваться. Согласно анализу принципа, ICL7106 и ICL7136 могут быть взаимозаменяемы, но все же есть различия в практическом применении. Из анализа типовых схем ICL7136 и ICL7106 следует, что соответствующее увеличение интегрального сопротивления и уменьшение интегральной емкости на ICL7136 поможет улучшить стабильность профиля сопротивления. Интегральное сопротивление увеличено с исходных 56 кОм до примерно 330 кОм путем экспериментов, и профиль сопротивления работает нормально. Результаты измерений точны. В то же время это не влияет на использование других файлов. Это явление заменяет ICL7106 в DT890, DT9101, DT9102, DT9107, YDM-301 и других типах цифровых счетчиков.
Советы по ремонту цифрового мультиметра:
Для неисправного прибора сначала проверьте и определите, является ли явление неисправности общим (все функции не могут быть измерены) или индивидуальным (отдельные функции или отдельные диапазоны), а затем различите ситуацию и решите проблему.
1. Если все шестерни не работают, сосредоточьтесь на проверке цепи питания и цепи аналого-цифрового преобразователя. При проверке части источника питания вы можете удалить ламинированную батарею, нажать выключатель питания, подключить положительный щуп к отрицательному источнику питания тестируемого измерителя и подключить отрицательный щуп к положительному источнику питания (для цифровых мультиметров ), переключите переключатель на механизм измерения диода, если на дисплее отображается Если это прямое напряжение диода, это означает, что часть источника питания в порядке. Если отклонение большое, это означает, что есть проблема с блоком питания. Если есть обрыв цепи, сосредоточьтесь на проверке выключателя питания и проводов аккумулятора. В случае короткого замыкания необходимо использовать метод отключения цепи для постепенного отключения компонентов, использующих источник питания, сосредоточив внимание на проверке операционных усилителей, таймеров и аналого-цифровых преобразователей. В случае короткого замыкания обычно повреждается более одного встроенного компонента. Аналого-цифровой преобразователь можно проверить одновременно с основным измерителем, который эквивалентен измерителю постоянного тока аналогового мультиметра. Конкретный метод проверки заключается в следующем:
(1) Диапазон испытуемого измерителя повернут на самый низкий уровень напряжения постоянного тока;
(2) Измерьте, нормально ли рабочее напряжение аналого-цифрового преобразователя. В соответствии с моделью аналого-цифрового преобразователя, используемой в таблице, соответствующей контакту V plus и контакту COM, сравните измеренное значение с его типичным значением.
(3) Измерьте опорное напряжение аналого-цифрового преобразователя. Опорное напряжение широко используемых цифровых мультиметров обычно составляет 100 мВ или 1 В, то есть измеряется постоянное напряжение между VREF plus и COM.
