Princip činnosti a vlastnosti digitálního multimetru:
Dvojitý integrální A/D převodník je "srdcem" digitálního multimetru, jehož prostřednictvím je realizován převod analogové veličiny na digitální veličinu. Periferní obvod obsahuje především převodník funkcí, přepínač volby funkce a rozsahu, LCD nebo LED displej, kromě oscilačního obvodu bzučáku, budicí obvod, obvod zapnutí/vypnutí detekčního obvodu, obvod indikace nízkého napětí, desetinnou tečku a znaménko (polaritu). symbol atd.) hnací obvod.
Základní struktura digitálního multimetru
A/D převodník je jádrem digitálního multimetru. Přijímá jednočipový rozsáhlý integrovaný obvod ICL7106. 7106 využívá interní výstup brány XOR, který může řídit LCD displej a šetřit elektřinu. Jeho hlavní vlastnosti jsou: jediný zdroj napájení, široký rozsah napětí, použití 9V skládaných baterií pro dosažení miniaturizace nástroje, vysoká vstupní impedance a použití interních analogových přepínačů pro dosažení automatického nastavení nuly a konverze polarity. Nevýhodou je, že rychlost A/D převodu je relativně pomalá, ale dokáže vyhovět potřebám běžných elektrických měření.
Následuje běžná analýza chyb a metody zpracování:
(1) Chcete-li zkontrolovat poruchu digitálního multimetru, nejprve zkontrolujte a posuďte, zda je jev poruchy běžný (například nelze změřit všechny převody) nebo individuální (například nelze změřit pouze aktuální převod). LCD displej by se měl zaměřit na kontrolu napájecího obvodu a A/D převodníku; pokud je problém s jednotlivými soubory, znamená to, že napájecí zdroj a A/D převodník fungují normálně a měli byste se obrátit na obvod jednotky, abyste našli chybu.
(2) Minimální rozsah stejnosměrného napětí digitálního multimetru (tj. rozsah 200 mV stejnosměrného napětí) je základní rozsah digitálního multimetru tři a půl.
(3) Základní rychlostní stupeň stejnosměrného napětí se nevrátí na nulu. Obecně je to proto, že okolí napěťového děliče rezistoru je špinavé, takže by měl být otřen kolem rezistoru, aby se vrátil na nulu, a poté přivést 1V napětí ze zdroje stejnosměrného napětí pro kalibraci a nastavit stejnosměrný potenciometr během kalibrace.
(4) Referenční napětí je abnormální a měřič vždy zobrazuje „1“ bez ohledu na to, který převodový stupeň je zapnutý. Zkontrolujte, zda je mezi 35. a 36. pinem integrovaného bloku ICL7106 referenční napětí 100 mV a poté zkontrolujte, zda je potenciometr přepínače VR1 v dobrém stavu a rozděluje napětí. Jsou rezistory R12 (4Ω) a R13 (150Ω) přesné?
(5) Čísla zobrazená na každém převodovém stupni přeskakují a nelze je použít. Většina této chyby je způsobena tím, že se při měření nevybíjí velkokapacitní kondenzátor a některé mají při měření špatný převod, což má za následek poškození integrovaných bloků duální časové základny ICM7556 a ICL7106. Při kontrole nejprve změřte proud na obou koncích baterie. Pokud je větší než 10 mA, znamená to, že je 7556 poškozen; pokud je proud stále velký, 7106 je poškozen; pokud je proud menší než 2,5 mA, je proud menší než 2,5 mA. Vysvětlete, že ten druhý je v podstatě normální. Pokud je o něco větší, znamená to, že některé kondenzátory mají určitý únik. Po včasné výměně poškozených součástí nejprve zkontrolujte, zda je převodovka 200mV normální, a poté otestujte ostatní funkce.
(6) Bzučák nezní. Pokud kontrolka svítí, je možné, že je poškozen integrovaný blok brány CD4011 NAND; pokud kontrolka nesvítí, je možné, že je poškozen integrovaný blok s duálním operačním zesilovačem TL062, polovina jeho pinů je střídavý proud, polovina bzučáku, udeřte do bzučáku Zařízení bzučáku, zvuk znamená, že polovina elektronky bzučák je plně nabitý; stiskněte ozubené kolo AC 2V, dotkněte se vstupního konce šroubovákem a zobrazí se "1", což znamená, že AC polovina elektronky je plně nabitá.
(7) Když dojde k zapnutí, zobrazí se „1888“.
Digitální multimetr by měl být pravidelně čištěn, jinak bude snadné zkratovat a způsobit abnormální fungování měřiče.
Devět hlavních zkušeností s řešením problémů s malým digitálním multimetrem
Fenomén: Zobrazení střídavého proudu a napětí není nulové, když není napěťový vstup.
Důvod 1: Po otevření pouzdra a pečlivém pozorování se zjistí, že hodinky byly dlouhou dobu používány a kontakty spínače byly vážně znečištěné. Všude, kde procházejí kontakty spínače, jsou černé stopy kontaminované měděným práškem. Tyto nečistoty tvoří určité množství voltaických baterií s nepravidelnou kapacitou, jejichž napětí ovlivňuje měřicí mechanismus, takže zobrazení každého rychlostního stupně nelze vrátit na nulu.
Řešení: Použijte hnědý kartáč k ponoření do leteckého benzínu, vyčistěte kontakty spínačů a poté znečištění vyčistěte čistou vodou. Po vysušení se displej každého rychlostního stupně komunikace vrátí na nulu a závada bude odstraněna.
Důvod 2: V obvodu měření střídavého napětí je střídavý zesilovač a mezi výstupní a vstupní konec je zapojen kondenzátor se zpětnou vazbou. Při rozpojeném kondenzátoru zpětné vazby bude vysokofrekvenční signál sledovat měřený signál přímo do měřicího mechanismu. V případě žádného vstupu bude rušivý signál vnějšího elektrického pole také přímo zesílen, což ukazuje jev, že se nemůže vrátit na nulu. Řešení: Vyměňte zpětnovazební kondenzátor střídavého zesilovače a závada bude odstraněna.
Chyba 2: 20MΩ odporový převod nelze vrátit na nulu a měření se nezdařilo.
Fenomén: Měření je normální v rozsahu nízkého odporu, jako je 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, ale když je odpor nastaven na 20MΩ, bez ohledu na velikost měřeného odporu, vždy ukazuje relativně stabilní pevnou hodnotu a hodnotu odporu měřeného odporu nelze vůbec správně zobrazit.
Důvod: Po vybalení a kontrole bylo zjištěno, že únik baterie je vážný a rozšířil se na desku plošných spojů. V důsledku toho se vytvořila nová cesta, která vytvořila některé okruhy, které spolu nebyly propojeny. Odhaduje se, že ekvivalentní odpor svodu je 9MΩ. Při měření v rozsahu nízkého odporu, protože únik svodového odporu R je mnohem větší než rozsah od 200Ω→2KΩ→20KΩ, je proud dělený únikem R velmi malý a bočníkový efekt svodového odporu lze přibližně ignorovat. a výsledky měření jsou ovlivněny Má malý vliv. S rostoucím dosahem se začíná zvyšovat vliv úniku R. Když dosáhne rozsahu 20MΩ, zobrazí se stabilní hodnota 9MΩ bez ohledu na to, zda je naměřený odpor nebo ne.
Řešení: Otřete veškerý únik elektrolytu suchým hadříkem, vyměňte baterii za novou a poté ji zapněte a zkontrolujte, zda závada zcela zmizí. Závada 3: LCD displej je neúplný.
Fenomén: Digitální tahy zobrazené na LCD jsou neúplné, chyba zmizí, když na pouzdro silně zatlačíte, a chyba se objeví znovu, když trochu povolíte. Důvod: Špatný kontakt mezi kolíky čipu displeje, olověnou pryží a elektrodami obrazovky LCD v šasi. Řešení: Vezměte kus průhledné plastové fólie, nařežte jej na kus stejné velikosti jako LCD displej a vložte jej mezi okénko displeje šasi a LCD displej a poté utáhněte šrouby zadního krytu. aby byly vnitřní součásti v těsném kontaktu. Zpátky do normálu.
Chyba 4: Desetinná čárka zobrazená na LCD je špatně umístěna.
Fenomén: Pozice zobrazení desetinné čárky napětí, proudu a odporu nejsou konzistentní s pozicemi, které by měly být zobrazeny.
Důvod: Kontrola vybalení zjistila, že polohovací čelist spínací desky je zlomená a poškozená a pohyblivá kontaktní část byla deformována nerovnoměrnou silou. Prošel, což způsobilo, že desetinná čárka byla nesprávně umístěna.
Řešení: Po výměně deformovaného pohyblivého kontaktního kusu je závada zcela odstraněna.
Porucha 5: Výsledky měření rozsahu stejnosměrného napětí jsou nekonzistentní.
Fenomén: Když je naměřeno stabilní stejnosměrné napětí 100 V, začne se zobrazovat jako 105,1 V a po 2 minutách se zobrazí přetečení.
Důvod: Bylo ověřeno, že baterie používaná multimetrem je nedostatečná. Když je baterie pod napětím, standardní napětí v analogově-digitálním převodníku multimetru se neustále odchyluje, takže chyba indikace se bude zvyšovat s trvalým poklesem výkonu baterie. Čím delší čas, tím jasnější je chyba indikace.
Řešení: Vyměňte baterii multimetru.
Porucha 6: Vysokonapěťová převodovka střídavého napětí vždy přeteče a zobrazí se.
Fenomén: Když je AC napětí 750V při měření 50V AC napětí, displej přeteče.
Důvod: Po vybalení a kontrole bylo zjištěno, že mezi pevnými kontakty připojenými ke vstupnímu kanálu jsou stopy po spálení oblouku. Překližka v tomto místě byla přepálena a karbonizována, takže externí měřené napětí, které mělo být děličem napětí rozděleno, bylo přenášeno přímo do zesilovače.
Odstraňování problémů s 3.{1}}místným multimetrem
Většina důvodů poškození digitálního multimetru je nesprávná obsluha uživatelem. Hlavní součásti poškození přístroje jsou: ① A/D převodník ICL7106 nebo ICL7136 je poškozen. ②Operační zesilovač TL062 je poškozen. ③Obvod duální časové základny ICM7556 je poškozen. ④ Čtyři hradla NAND CD4011 jsou poškozeny. ⑤ Tranzistor Q1 (C9014) a ochranný rezistor PO1 (1,5 KΩ) obvodu přepěťové ochrany odporového převodu jsou poškozeny. ⑥Únik kondenzátoru C9 (35V/0,33μF) způsobí změnu referenčního napětí a způsobí chyby měření. Způsob údržby je podrobně popsán níže.
1. Proces opravy výpadku napájení
Údržbové práce digitálního měřiče obvykle začínají od napájení. Pokud po zapnutí vypínače není displej z tekutých krystalů, měli byste nejprve zkontrolovat, zda je 9V baterie vybitá nebo zda není napětí baterie příliš nízké. Pokud je napětí baterie normální, měli byste zkontrolovat, zda je mezi V plus (pin 1) a V- (pin 26) A/D převodníku ICL7106 napětí 9V. Pouze když napájecí napětí ICL7106 funguje v normálním stavu, lze hledat příčinu poruchy. Hledání závad by mělo být integrováno podle první kontroly, například zda referenční napětí A/D převodníku ICL7106 funguje normálně a zda displej může normálně zobrazovat. Jak je znázorněno na obrázku, je vývojový diagram řešení problémů s napájením digitálního multimetru.
2. Příklady řešení problémů
(1) Referenční napětí je nepřesné nebo nestabilní: digitální multimetr ukazuje normální, ale během ověřování se zjistí, že naměřená hodnota je zjevně nízká. Referenční napětí je pouze asi 75 mV. Pečlivou kontrolou bylo zjištěno, že v blízkosti děliče referenčního napětí R12, R13 a W1 je znečištění olejem, což vede k netěsnosti desky s plošnými spoji a poklesu izolace, což snižuje R12. Po vyčištění absolutním lihem a vysušení je problém vyřešen.
(2) Digitální měřič zobrazuje „-1“ bez ohledu na to, který rychlostní stupeň zasáhne, a uživatel hlásí, že jej nelze použít. Změřte jeho pracovní proud až do 5 mA, zatímco měřič má při normální práci asi 1,2 mA. Jeho referenční napětí také není správné. Po výměně ICL7106 chyba přetrvává. Z analýzy principu digitálního měřiče vyplývá, že obvod duální časové základny ICM7556 se snadno poškodí přetížením. Po odstranění ICM7556 klesne provozní proud na cca 1,2 mA. Napětí mezi referenčním napětím VREF (pin 36) a COM je 100 mV, což je normální. Kromě kondenzátorového ozubeného kola se zbývající ozubená kola vrátí do normálu. Z analýzy chyb vyplývá, že když uživatel měří kapacitu, elektrický náboj na kondenzátoru není úplně vybitý, takže je měřena kapacita, což má za následek poškození ICM7556. Proud protékající ICM7556 je příliš velký, což způsobuje zvýšení potenciálu COM, čímž se sníží referenční napětí.
(3) Displej digitálního měřiče je normální, ale při ověřování se zjistí, že chyba je velká a referenční napětí měření je zjevně nízké a nestabilní. Když je zdroj právě zapnutý, je naměřeno pracovní napětí 100 mV, ale po chvíli napětí klesne. Analýza tohoto jevu ukazuje, že určitá část obvodu má měkký průraz. Po prvním stisknutí ICM7556 porucha přetrvává. Poté vyměňte ICL7106, pracovní proud je stále příliš velký a referenční napětí je abnormální. Poté najděte napětí každého bodu vůči společné zemi a zjistěte, že napětí každého bodu vůči zemi se mění v různé míře. V tomto okamžiku je napětí 9V baterie stabilní. Bylo však zjištěno, že kladné a záporné napětí vůči zemi se změnilo. Je vidět, že k tomuto jevu dochází na zařízeních, která sdílejí napájení. Protože CD4011 funguje pouze v převodovce bzučáku. Zaměřte se tedy na kontrolu duálního operačního zesilovače TL062. Odpojte jeho kladné a záporné napájení a poté změřte, že pracovní proud přístroje je 1,2 mA a referenční pracovní napětí je asi 100 mV a je stabilní a nezměněné. To znamená, že uvnitř TL062 došlo k měkkému selhání. Po výměně čipu je závada odstraněna.
(4) Uživatel měří napětí v odporovém převodu z důvodu nesprávné činnosti, což má za následek žádnou odezvu při měření odporu pomocí odporového převodu. Pojistka PO1 (1,5KΩ) byla poškozena v obvodu pro měření odporu, což vedlo k žádné reakci na měření odporu. Po výměně rezistoru je problém vyřešen. Hlavní příčinou poruchy je, že při špatném změření odporového napětí dojde k rozpadu tranzistoru Q1 (C9014) v opačném směru, takže proud procházející odporem PO1 rychle naroste a odpor PO1 se spálí. Pokud není odpor PO1 poškozen a dojde ke zkratu reverzního průrazu Q1 (C9014), způsobí to, že soubor odporu nebude zobrazovat „1“, když je otevřený. Zároveň je třeba poznamenat, že paralelně zapojený kondenzátor s Q1 se někdy porouchá a zároveň zkratuje. Takové poruchy se často objevují na digitálních měřičích, jako jsou DT890, DT9101, DT9108 a DT9107.
(5) Digitální měřič dříve neuměl měřit. Po výměně A/D převodníku ICL7136 (původní použitý pro tento měřič byl ICL7106) jsou soubory proudu, napětí a kapacity všechny normální. Ale soubor odporu nelze změřit. Když je obvod otevřený, číslo skáče a nelze jej stabilizovat. Podle základní analýzy lze ICL7106 a ICL7136 zaměnit, ale stále existují rozdíly v praktické aplikaci. Z analýzy typických obvodů ICL7136 a ICL7106 přispěje vhodné zvýšení integrálního odporu a snížení integrální kapacity na ICL7136 ke zlepšení stability profilu odporu. Integrální odpor se pomocí experimentů zvýší z původních 56 kΩ na asi 330 kΩ a profil odporu funguje normálně. Výsledky měření jsou přesné. Zároveň to nemá vliv na použití jiných souborů. Tento jev nahrazuje ICL7106 v DT890, DT9101, DT9102, DT9107, YDM-301 a dalších typech digitálních měřičů.
Tipy na opravu digitálního multimetru:
U vadného přístroje nejprve zkontrolujte a určete, zda je poruchový jev běžný (nelze změřit všechny funkce) nebo individuální (jednotlivé funkce nebo jednotlivé rozsahy) a poté situaci rozlište a problém řešte.
1. Pokud všechny převody nefungují, zaměřte se na kontrolu napájecího obvodu a obvodu A/D převodníku. Při kontrole napájecí části můžete vyjmout laminátovou baterii, stisknout vypínač, připojit kladný testovací vodič k zápornému napájecímu zdroji testovaného měřiče a záporný testovací vodič připojit ke kladnému napájecímu zdroji (u digitálních multimetrů ), přepněte přepínač na převodník měření diod, pokud se na displeji zobrazí Pokud se jedná o propustné napětí diody, znamená to, že napájecí část je v pořádku. Pokud je odchylka velká, znamená to, že je problém s napájecí částí. Pokud je obvod přerušený, zaměřte se na kontrolu vypínače a kabelů baterie. Pokud dojde ke zkratu, je třeba pomocí metody vypínání obvodu postupně odpojovat komponenty, které využívají napájení, se zaměřením na kontrolu operačních zesilovačů, časovačů a A/D převodníků. Pokud dojde ke zkratu, je obecně poškozena více než jedna integrovaná součást. A/D převodník lze kontrolovat současně se základním měřičem, což je ekvivalent stejnosměrného měřiče analogového multimetru. Konkrétní metoda kontroly je následující:
(1) Rozsah testovaného měřidla je nastaven na nejnižší úroveň stejnosměrného napětí;
(2) Změřte, zda je pracovní napětí A/D převodníku normální. Podle modelu A/D převodníku použitého v tabulce, odpovídajícímu pinu V plus a pinu COM, porovnejte naměřenou hodnotu s její typickou hodnotou.
(3) Změřte referenční napětí A/D převodníku. Referenční napětí běžně používaných digitálních multimetrů je obecně 100 mV nebo 1 V, to znamená, že se měří stejnosměrné napětí mezi VREF plus a COM.
