Zasada działania i charakterystyka multimetru cyfrowego:
Podwójny integralny przetwornik A/D jest „sercem” multimetru cyfrowego, za pomocą którego realizowana jest konwersja wielkości analogowej na cyfrową. Obwód peryferyjny obejmuje głównie konwerter funkcji, przełącznik wyboru funkcji i zakresu, wyświetlacz LCD lub LED, a także obwód oscylacji brzęczyka, obwód napędu, obwód włączania/wyłączania obwodu wykrywania, obwód wskazujący niskie napięcie, kropkę dziesiętną i znak (polaryzację). symbol itp.) obwód napędowy.
Podstawowa struktura multimetru cyfrowego
Przetwornik A/D jest rdzeniem multimetru cyfrowego. Przyjmuje jednoukładowy układ scalony na dużą skalę ICL7106. 7106 przyjmuje wewnętrzne wyjście bramki XOR, które może sterować wyświetlaczem LCD i oszczędzać energię elektryczną. Jego główne cechy to: pojedyncze zasilanie, szeroki zakres napięć, zastosowanie baterii 9 V w celu uzyskania miniaturyzacji instrumentu, wysoka impedancja wejściowa oraz zastosowanie wewnętrznych przełączników analogowych w celu uzyskania automatycznej regulacji zera i konwersji polaryzacji. Wadą jest to, że szybkość konwersji A/D jest stosunkowo niska, ale może zaspokoić potrzeby konwencjonalnych pomiarów elektrycznych.
Poniżej przedstawiono typowe metody analizy błędów i przetwarzania:
(1) Aby sprawdzić usterkę multimetru cyfrowego, najpierw sprawdź i osądź, czy zjawisko usterki jest powszechne (na przykład nie można zmierzyć wszystkich biegów) czy indywidualne (na przykład nie można zmierzyć tylko bieżącego biegu). Wyświetlacz LCD, powinien skupiać się na sprawdzeniu obwodu zasilania i przetwornika A/D; jeśli jest problem z poszczególnymi plikami, oznacza to, że zasilacz i przetwornik A/C działają normalnie i należy sprawdzić układ urządzenia, aby znaleźć usterkę.
(2) Minimalny zakres napięcia DC multimetru cyfrowego (tj. zakres DC 200mV) jest podstawowym zakresem trzy i pół multimetru cyfrowego.
(3) Podstawowy bieg napięcia stałego nie wraca do zera. Generalnie dzieje się tak dlatego, że okolice rezystora dzielnika napięcia są brudne, więc należy go przetrzeć wokół rezystora, aby wrócił do zera, a następnie wprowadzić napięcie 1V ze źródła napięcia stałego do kalibracji i wyregulować potencjometr DC podczas kalibrowanie.
(4) Napięcie odniesienia jest nieprawidłowe, a miernik zawsze wyświetla „1” niezależnie od tego, który bieg jest włączony. Sprawdź, czy pomiędzy 35. i 36. pinem zintegrowanego bloku ICL7106 występuje napięcie odniesienia 100mV, a następnie sprawdź, czy potencjometr przełącznika VR1 jest w dobrym stanie i dzieli napięcie. Czy rezystory R12 (4Ω) i R13 (150Ω) są dokładne.
(5) Liczby wyświetlane na każdym biegu skaczą i nie mogą być używane. Większość z tych błędów wynika z tego, że kondensator o dużej pojemności nie jest rozładowywany podczas pomiaru, a niektóre mają niewłaściwy bieg podczas pomiaru, co powoduje uszkodzenie zintegrowanych bloków z podwójną podstawą czasową ICM7556 i ICL7106. Podczas sprawdzania najpierw zmierz prąd na obu końcach akumulatora. Jeśli jest większy niż 10mA, oznacza to, że 7556 jest uszkodzony; jeśli prąd jest nadal duży, 7106 jest uszkodzony; jeśli prąd jest mniejszy niż 2,5mA, prąd jest mniejszy niż 2,5mA. Wyjaśnij, że to drugie jest w zasadzie normalne. Jeśli jest nieco większy, oznacza to, że niektóre kondensatory mają pewien wyciek. Po wymianie uszkodzonych elementów na czas, najpierw sprawdź, czy przekładnia 200mV jest w porządku, a następnie przetestuj inne funkcje.
(6) Brzęczyk nie brzmi. Jeśli lampka kontrolna się świeci, może to oznaczać, że zintegrowany blok bramki CD4011 NAND jest uszkodzony; jeśli lampka nie świeci, może to być uszkodzony układ scalony układu podwójnego wzmacniacza operacyjnego TL062, połowa jego pinów to prąd AC, połowa brzęczyka, uderzenie brzęczyka Przekładnia brzęczyka, dźwięk oznacza, że połowa tuby brzęczyk jest w pełni naładowany; naciśnij przekładnię AC 2V, dotknij końcówki wejściowej śrubokrętem i wyświetli się "1", oznacza to, że połowa tuby AC jest w pełni naładowana.
(7) "1888" jest wyświetlane, gdy nastąpiło włączenie zasilania.
Multimetr cyfrowy należy regularnie czyścić, w przeciwnym razie łatwo będzie spowodować zwarcie i nieprawidłową pracę miernika.
Dziewięć głównych doświadczeń związanych z rozwiązywaniem problemów z małym multimetrem cyfrowym
Zjawisko: Wyświetlanie prądu i napięcia AC nie jest zerowe, gdy nie ma wejścia napięciowego.
Powód 1: Po otwarciu obudowy i uważnej obserwacji okazuje się, że zegarek był używany przez długi czas, a styki przełącznika zostały poważnie zabrudzone. Gdziekolwiek przechodzą styki przełącznika, widoczne są czarne ślady zanieczyszczone proszkiem miedzi. Zanieczyszczenia te stanowią pewną ilość baterii galwanicznych o nieregularnej pojemności, których napięcie ma wpływ na mechanizm pomiarowy, przez co wskazanie każdego biegu nie może zostać zwrócone do zera.
Rozwiązanie: Zanurz benzynę lotniczą brązowym pędzlem, wyczyść styki przełącznika, a następnie wyczyść zanieczyszczenia czystą wodą. Po wyschnięciu wyświetlacz każdego biegu komunikacji powróci do zera, a usterka zostanie usunięta.
Powód 2: W obwodzie pomiaru napięcia AC znajduje się wzmacniacz prądu przemiennego, a kondensator sprzężenia zwrotnego jest podłączony między końcem wyjściowym a końcem wejściowym. Gdy kondensator sprzężenia zwrotnego jest otwarty, sygnał o wysokiej częstotliwości będzie podążał za mierzonym sygnałem bezpośrednio do mechanizmu pomiarowego. W przypadku braku wejścia sygnał zakłócający zewnętrznego pola elektrycznego również zostanie bezpośrednio wzmocniony, pokazując zjawisko, że nie może powrócić do zera. Rozwiązanie: Wymień kondensator sprzężenia zwrotnego wzmacniacza AC, a usterka zostanie wyeliminowana.
Błąd 2: Przekładnia rezystancyjna 20MΩ nie może zostać przywrócona do zera i pomiar nie powiódł się.
Zjawisko: Pomiar jest normalny w zakresie niskich rezystancji, takich jak 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, ale gdy rezystancja jest ustawiona na 20MΩ, bez względu na wielkość mierzonej rezystancji, zawsze pokazuje względnie stabilną stałą wartość, a wartość rezystancji mierzonej rezystancji nie mogą być w ogóle wyświetlane poprawnie.
Powód: Po rozpakowaniu i sprawdzeniu okazało się, że wyciek z baterii był poważny i rozprzestrzenił się na płytkę drukowaną. W rezultacie powstała nowa ścieżka, która stworzyła niektóre obwody, które nie były ze sobą połączone. Szacuje się, że równoważna rezystancja upływu wynosi 9MΩ. Podczas pomiaru w zakresie niskich rezystancji, ponieważ rezystancja upływu R upływu jest znacznie większa niż zakres od 200Ω→2KΩ→20KΩ, prąd podzielony przez upływ R jest bardzo mały i efekt bocznikowania rezystancji upływu można w przybliżeniu pominąć , a na wyniki pomiarów ma wpływ Ma niewielki wpływ. Wraz ze wzrostem zasięgu wpływ wycieku R zaczyna się zwiększać. Gdy osiągnie zakres 20MΩ, będzie stabilna wyświetlana wartość 9MΩ niezależnie od tego, czy jest zmierzona rezystancja, czy nie.
Rozwiązanie: wytrzyj wszystkie wycieki baterii suchą szmatką, wymień baterię na nową, a następnie włącz ją, aby sprawdzić, czy usterka zniknęła całkowicie. Błąd 3: Wyświetlacz LCD jest niekompletny.
Zjawisko: Cyfrowe ruchy wyświetlane na wyświetlaczu LCD są niekompletne, usterka znika po mocnym naciśnięciu etui, a usterka pojawia się ponownie, gdy trochę puścisz. Przyczyna: Słaby kontakt między pinami układu wyświetlacza, gumą ołowiową i elektrodami wyświetlacza LCD w obudowie. Rozwiązanie: Weź kawałek przezroczystej folii z tworzywa sztucznego, pokrój go na kawałek o tym samym rozmiarze co wyświetlacz LCD i umieść między okienkiem wyświetlacza obudowy a wyświetlaczem LCD, a następnie dokręć śruby tylnej pokrywy, aby wymusić elementy wewnętrzne mają być w bliskim kontakcie. Wrócić do normalności.
Błąd 4: Punkt dziesiętny wyświetlany na wyświetlaczu LCD jest przesunięty.
Zjawisko: Pozycje wyświetlane po przecinku napięcia, prądu i rezystancji są niezgodne z pozycjami, które powinny być wyświetlane.
Przyczyna: Kontrola rozpakowania wykazała, że pazur pozycjonujący płyty przełącznika został złamany i uszkodzony, a ruchomy element stykowy został zdeformowany z powodu nierównomiernej siły. Zaliczony, powodując przemieszczenie przecinka dziesiętnego.
Rozwiązanie: Po wymianie zdeformowanego ruchomego elementu stykowego usterka zostaje całkowicie wyeliminowana.
Błąd 5: Wyniki pomiarów zakresu napięcia DC są niespójne.
Zjawisko: Kiedy mierzone jest stabilne napięcie 100 V DC, zaczyna być wyświetlane jako 105,1 V, a po 2 minutach pojawia się przepełnienie.
Przyczyna: Sprawdzono, że bateria używana przez multimetr jest niewystarczająca. Gdy bateria jest pod napięciem, standardowe napięcie w przetworniku analogowo-cyfrowym multimetru jest stale odchylane, więc błąd wskazania będzie wzrastał wraz z ciągłym spadkiem wydajności baterii. Im dłuższy czas, tym bardziej oczywisty błąd wskazania.
Rozwiązanie: Wymień baterię multimetru.
Błąd 6: Przekładnia wysokiego napięcia prądu przemiennego zawsze się przelewa i wyświetla.
Zjawisko: Gdy napięcie AC wynosi 750 V podczas pomiaru napięcia 50 V AC, wyświetlacz jest przepełniony.
Przyczyna: Po rozpakowaniu i sprawdzeniu okazuje się, że pomiędzy stałymi stykami podłączonymi do kanału wejściowego znajdują się ślady wypalenia łuku. Sklejka w tym miejscu uległa zerwaniu na skutek wypalenia i zwęglenia, przez co zewnętrzne napięcie mierzone, które należało podzielić przez dzielnik napięcia, było bezpośrednio przekazywane do wzmacniacza.
Rozwiązywanie problemów z 3.5-cyfrowym multimetrem
Większość przyczyn uszkodzenia multimetru cyfrowego to niewłaściwa obsługa przez użytkownika. Główne elementy uszkodzenia przyrządu to: ① Uszkodzony przetwornik A/C ICL7106 lub ICL7136. ②Wzmacniacz operacyjny TL062 jest uszkodzony. ③Obwód dwuczasowej podstawy ICM7556 jest uszkodzony. ④ Cztery bramki NAND CD4011 są uszkodzone. ⑤ Tranzystor Q1 (C9014) i rezystor ochronny PO1 (1,5KΩ) obwodu ochrony przeciwprzepięciowej przekładni oporowej są uszkodzone. ⑥Wyciek kondensatora C9 (35V/0.33μF) spowoduje zmianę napięcia odniesienia i spowoduje błędy pomiaru. Sposób konserwacji został szczegółowo opisany poniżej.
1. Napraw proces awarii zasilania
Prace konserwacyjne miernika cyfrowego zwykle rozpoczynają się od zasilania. Po włączeniu przełącznika, jeśli nie ma wyświetlacza ciekłokrystalicznego, należy najpierw sprawdzić, czy bateria 9V jest rozładowana lub napięcie baterii jest zbyt niskie. Jeśli napięcie akumulatora jest normalne, należy sprawdzić, czy pomiędzy V plus (pin 1) i V- (pin 26) przetwornika A/D ICL7106 występuje napięcie 9 V. Tylko wtedy, gdy napięcie zasilania ICL7106 działa w normalnym stanie, można wyszukać przyczynę usterki. Wyszukiwanie usterek powinno być zintegrowane zgodnie z pierwszą kontrolą, np. czy napięcie odniesienia przetwornika A/C ICL7106 działa normalnie i czy wyświetlacz może wyświetlać normalnie. Jak pokazano na rysunku, przedstawiono schemat blokowy rozwiązywania problemów z zasilaniem multimetru cyfrowego.
2. Przykłady rozwiązywania problemów
(1) Napięcie odniesienia jest niedokładne lub niestabilne: multimetr cyfrowy pokazuje stan normalny, ale podczas weryfikacji okazuje się, że zmierzona wartość jest oczywiście niska. Napięcie odniesienia wynosi tylko około 75mV. Dzięki dokładnej kontroli stwierdzono, że w pobliżu dzielnika napięcia odniesienia R12, R13 i W1 występuje zanieczyszczenie olejem, co prowadzi do wycieku płytki drukowanej i zmniejszenia izolacji, co zmniejsza R12. Po oczyszczeniu absolutnym alkoholem i wysuszeniu problem został rozwiązany.
(2) Cyfrowy miernik wyświetla „-1” bez względu na to, w który bieg trafi, a użytkownik zgłasza, że nie można z niego korzystać. Zmierz jego prąd roboczy do 5mA, podczas gdy miernik ma około 1,2mA, gdy działa normalnie. Jego napięcie odniesienia również nie jest prawidłowe. Po wymianie ICL7106 usterka nadal występuje. Z analizy zasady miernika cyfrowego wynika, że obwód podwójnej podstawy czasu ICM7556 jest łatwo uszkodzony przez przeciążenie. Po wyjęciu ICM7556 prąd roboczy spada do około 1,2mA. Napięcie między napięciem odniesienia VREF (pin 36) a COM wynosi 100mV, co jest normalne. Z wyjątkiem przekładni kondensatora, reszta przekładni wraca do normy. Z analizy błędu, gdy użytkownik mierzy pojemność, ładunek elektryczny na kondensatorze nie jest całkowicie rozładowany, więc mierzona jest pojemność, co powoduje uszkodzenie ICM7556. Prąd przepływający przez ICM7556 jest zbyt duży, powodując wzrost potencjału COM, zmniejszając w ten sposób napięcie odniesienia.
(3) Wyświetlacz miernika cyfrowego jest normalny, ale okazuje się, że błąd podczas weryfikacji jest duży, a napięcie odniesienia pomiaru jest oczywiście niskie i niestabilne. Gdy zasilacz jest dopiero włączony, napięcie robocze mierzone jest na 100mV, ale po chwili napięcie spadnie. Analiza tego zjawiska pokazuje, że pewna część obwodu ma miękkie przebicie. Po pierwszym naciśnięciu ICM7556 usterka pozostaje. Następnie wymień ICL7106, prąd roboczy jest nadal zbyt duży, a napięcie odniesienia jest nieprawidłowe. Następnie znajdź napięcie każdego punktu do wspólnej masy i sprawdź, że napięcie każdego punktu względem ziemi zmienia się w różnym stopniu. W tej chwili napięcie baterii 9V jest stabilne. Stwierdzono jednak, że zmieniły się dodatnie i ujemne napięcia do ziemi. Widać, że zjawisko to występuje na urządzeniach współdzielących zasilanie. Ponieważ CD4011 działa tylko w biegu brzęczyka. Skup się więc na sprawdzeniu podwójnego wzmacniacza operacyjnego TL062. Odłącz jego dodatnie i ujemne zasilanie, a następnie zmierz prąd roboczy instrumentu wynosi 1,2mA, a referencyjne napięcie robocze wynosi około 100mV i jest stabilne i niezmienione. Oznacza to, że wewnątrz TL062 dochodzi do miękkiej awarii. Po wymianie chipa usterka zostaje wyeliminowana.
(4) Użytkownik mierzy napięcie w przekładni rezystancyjnej z powodu nieprawidłowego działania, co skutkuje brakiem odpowiedzi podczas pomiaru rezystancji za pomocą przekładni rezystancyjnej. Uszkodzony został bezpiecznik PO1 (1,5KΩ) z obwodu pomiaru rezystancji, co spowodowało brak odpowiedzi na pomiar rezystancji. Po wymianie rezystora problem został rozwiązany. Główną przyczyną awarii jest to, że gdy napięcie rezystancji zostanie błędnie zmierzone, tranzystor Q1 (C9014) psuje się w odwrotnym kierunku, przez co prąd przepływający przez rezystancję PO1 gwałtownie wzrasta, a rezystancja PO1 ulega spaleniu. Jeśli rezystancja PO1 nie jest uszkodzona, a Q1 (C9014) odwróci zwarcie przebicia, spowoduje to, że plik rezystancji nie wyświetli „1”, gdy jest otwarty. Jednocześnie należy zauważyć, że kondensator połączony równolegle z Q1 jest czasami jednocześnie uszkodzony i zwarty. Takie usterki często pojawiają się na miernikach cyfrowych, takich jak DT890, DT9101, DT9108 i DT9107.
(5) Miernik cyfrowy nie mógł wcześniej mierzyć. Po wymianie przetwornika A/C ICL7136 (oryginalny używany w tym mierniku to ICL7106) pliki prądowe, napięciowe i pojemnościowe są w normie. Ale pliku rezystancji nie można zmierzyć. Gdy obwód jest otwarty, liczba skacze i nie można jej ustabilizować. Zgodnie z podstawową analizą, ICL7106 i ICL7136 mogą być zamieniane, ale nadal istnieją różnice w praktycznym zastosowaniu. Z analizy typowych obwodów ICL7136 i ICL7106, odpowiednie zwiększenie rezystancji integralnej i zmniejszenie pojemności integralnej ICL7136 pomoże poprawić stabilność profilu rezystancji. Rezystancja integralna jest zwiększana eksperymentalnie z początkowego 56 kΩ do około 330 kΩ, a profil rezystancji działa normalnie. Wyniki pomiarów są dokładne. Jednocześnie nie wpływa na korzystanie z innych plików. Zjawisko to zastępuje ICL7106 w DT890, DT9101, DT9102, DT9107, YDM-301 i innych typach mierników cyfrowych.
Wskazówki dotyczące naprawy multimetru cyfrowego:
W przypadku wadliwego przyrządu należy najpierw sprawdzić i określić, czy zjawisko błędu jest wspólne (nie można zmierzyć wszystkich funkcji) czy indywidualne (poszczególne funkcje lub indywidualne zakresy), a następnie rozróżnić sytuację i rozwiązać problem.
1. Jeśli wszystkie biegi nie działają, skup się na sprawdzeniu obwodu zasilania i obwodu przetwornika A/D. Podczas sprawdzania części zasilającej można wyjąć laminowaną baterię, nacisnąć wyłącznik zasilania, podłączyć dodatni przewód pomiarowy do ujemnego zasilacza testowanego miernika, a ujemny przewód pomiarowy do dodatniego zasilacza (w przypadku multimetrów cyfrowych ), przełącz przełącznik na przekładnię pomiarową diody, jeśli na wyświetlaczu pojawi się Jeśli jest to napięcie przewodzenia diody, oznacza to, że część zasilająca jest dobra. Jeśli odchylenie jest duże, oznacza to, że wystąpił problem z częścią zasilającą. W przypadku przerwy w obwodzie skup się na sprawdzeniu wyłącznika zasilania i przewodów akumulatora. W przypadku zwarcia należy zastosować metodę przerywania obwodu, aby stopniowo odłączać komponenty korzystające z zasilacza, skupiając się na sprawdzeniu wzmacniaczy operacyjnych, timerów i przetworników A/D. W przypadku zwarcia, więcej niż jeden zintegrowany element jest generalnie uszkodzony. Przetwornik A/C można sprawdzić w tym samym czasie, co miernik podstawowy, który jest odpowiednikiem miernika prądu stałego w multimetrze analogowym. Szczegółowa metoda kontroli jest następująca:
(1) Zakres testowanego miernika jest ustawiony na najniższy poziom napięcia stałego;
(2) Zmierz, czy napięcie robocze przetwornika A/D jest normalne. Zgodnie z modelem przetwornika A/D zastosowanym w tabeli, odpowiadającym pinowi V plus i pinowi COM, porównaj zmierzoną wartość z jej wartością typową.
(3) Zmierz napięcie odniesienia przetwornika A/C. Napięcie odniesienia powszechnie używanych multimetrów cyfrowych wynosi zazwyczaj 100mV lub 1V, co oznacza, że mierzone jest napięcie DC między VREF plus i COM.
