Jak poznáte, že je váš multimetr vadný?

Je nemožné si představit pracovní stůl opraváře bez pohodlného, ​​levného digitálního multimetru. Tento článek pojednává o návrhu digitálních multimetrů řady 830, nejčastějších poruchách a metodách jejich odstranění. V současné době se vyrábí obrovské množství digitálních měřicích přístrojů různého stupně složitosti, spolehlivosti a kvality. Základem všech moderních digitálních multimetrů je integrovaný analogově-digitální převodník napětí (ADC). Jedním z prvních takových ADC vhodných pro stavbu levných přenosných měřicích přístrojů byl převodník založený na čipu ICL71O6, vyráběný firmou MAXIM. V důsledku toho bylo vyvinuto několik úspěšných levných modelů digitálních multimetrů řady 830, jako jsou M830B, M830, M832, M838. Místo písmene M může být DT. V současné době je tato řada zařízení nejrozšířenější a nejopakovanější na světě. Jeho základní schopnosti: měření stejnosměrných a střídavých napětí do 1000 V (vstupní odpor 1 MOhm), měření stejnosměrných proudů do 10 A, měření odporů do 2 MOhm, testování diod a tranzistorů. Některé modely mají navíc režim pro zvukové testování spojení, měření teploty s termočlánkem i bez něj a generování meandru s frekvencí 50 Hz nebo 60 kHz. Hlavním výrobcem multimetrů této řady je Precision Mastech Enterprises (Hong Kong).

Schéma a činnost zařízení

Rýže. 1. Blokové schéma ADC 7106 Základem multimetru je ADC IC1 typ 7106 (nejbližší domácí analog je mikroobvod 572ПВ5). Jeho blokové schéma je na obr. 1 a pinout pro provedení v pouzdře DIP-40 je znázorněn na Obr. 2. Jádro 7106 může mít různé předpony v závislosti na výrobci: ICL7106, TC7106 atd. V poslední době se stále častěji používají DIE čipy, jejichž krystal je připájen přímo na plošný spoj.
Rýže. 2. Pinout ADC 7106 v pouzdře DIP-40 Uvažujme obvod multimetru M832 od Mastech (obr. 3). Pin 1 IC1 dodává kladné 9V napájecí napětí baterie a pin 26 dodává záporné napětí. Uvnitř ADC je zdroj stabilizovaného napětí 3 V, jeho vstup je připojen na pin 1 IC1 a výstup je připojen na pin 32. Pin 32 je připojen ke společnému pinu multimetru a je galvanicky připojen k COM vstup zařízení. Rozdíl napětí mezi piny 1 a 32 je přibližně 3 V v širokém rozsahu napájecích napětí – od jmenovitého po 6,5 V. Toto stabilizované napětí je přiváděno na nastavitelný dělič R11, VR1, R13 a jeho výstup je přiveden na vstup mikroobvod 36 (v režimu měření proudů a napětí). Dělič nastavuje potenciál U např. na pinu 36, rovný 100 mV. Rezistory R12, R25 a R26 plní ochranné funkce. Tranzistor Q102 a rezistory R109, R110nR111 jsou zodpovědné za indikaci slabé baterie. Kondenzátory C7, C8 a rezistory R19, R20 jsou zodpovědné za zobrazení desetinných teček displeje.
Rýže. 3. Schéma multimetru M832 Rozsah provozních vstupních napětí Umax přímo závisí na úrovni nastavitelného referenčního napětí na pinech 36 a 35 a je:
Stabilita a přesnost údajů na displeji závisí na stabilitě tohoto referenčního napětí. Údaje na displeji N závisí na vstupním napětí UBX a jsou vyjádřeny jako číslo:
Zvažme provoz zařízení v hlavních režimech.

Měření napětí

Zjednodušené schéma multimetru v režimu měření napětí je na Obr. 4. Při měření stejnosměrného napětí je vstupní signál přiveden na R1. R6, jehož výstup je přiveden přes spínač (podle schématu 1-8/1. 1-8/2) na ochranný rezistor R17. Tento rezistor navíc při měření střídavého napětí tvoří spolu s kondenzátorem SZ dolní propust. Dále je signál přiveden na přímý vstup čipu ADC, pin 31. Společný potenciál pinu generovaný stabilizovaným zdrojem napětí 3 V, pin 32, je přiveden na inverzní vstup čipu.
Rýže. 4. Zjednodušené zapojení multimetru v režimu měření napětí Při měření střídavého napětí je usměrněno půlvlnným usměrňovačem na diodě D1. Rezistory R1 a R2 jsou voleny tak, aby při měření sinusového napětí přístroj ukazoval správnou hodnotu. ADC ochranu zajišťuje dělič R1. R6 a rezistor R17.

Měření proudu

Rýže. 5. Zjednodušený obvod multimetru v režimu měření proudu Zjednodušený obvod multimetru v režimu měření proudu je znázorněn na Obr. 5. V režimu měření stejnosměrného proudu stejnosměrný proud protéká odpory RO, R8, R7 a R6, spínanými v závislosti na rozsahu měření. Pokles napětí na těchto rezistorech je přiveden přes R17 na vstup ADC a zobrazí se výsledek. ADC ochranu zajišťují diody D2, D3 (u některých modelů nemusí být instalovány) a pojistka F.

Měření odporu

Rýže. 6. Zjednodušené zapojení multimetru v režimu měření odporu Zjednodušené zapojení multimetru v režimu měření odporu je na Obr. 6. V režimu měření odporu se používá závislost vyjádřená vzorcem (2). Z diagramu je patrné, že referenčním rezistorem Ron a měřeným rezistorem Rx protéká stejný proud ze zdroje napětí +LJ (proudy vstupů 35, 36, 30 a 31 jsou zanedbatelné) a poměr UBX a Uon je roven poměr odporů rezistorů Rx a Ron. R1 se používá jako referenční odpory. R6, R10 a R103 se používají jako proudové budiče. ADC ochranu zajišťuje termistor R18 [některé levné modely používají klasické rezistory s nominální hodnotou 1 kOhm], tranzistor Q2 v režimu zenerovy diody (není vždy instalován) a rezistory R1, R35 a R16 na vstupech 17, 36 a 35 ADC.

Režim volání

Volicí obvod využívá IC2 (LM358), který obsahuje dva operační zesilovače. Na jednom zesilovači je namontován generátor zvuku a na druhém komparátor. Když je napětí na vstupu komparátoru (vývod 6) nižší než prahová hodnota, nastaví se na jeho výstupu (vývod 7) nízké napětí, které otevře spínač na tranzistoru Q101, což má za následek zvukový signál. Práh je určen děličem R103, R104. Ochranu zajišťuje rezistor R106 na vstupu komparátoru.

Závady multimetrů

Všechny poruchy lze rozdělit na výrobní vady (a to se stává) a škody způsobené chybným jednáním obsluhy. Vzhledem k tomu, že multimetry používají hustou montáž, jsou možné zkraty prvků, špatné pájení a zlomení vývodů prvků, zejména těch, které se nacházejí na okrajích desky. Oprava vadného zařízení by měla začít vizuální kontrolou desky s plošnými spoji. Nejčastější tovární vady multimetrů M832 jsou uvedeny v tabulce. Tovární vady multimetrů M832

Provozuschopnost LCD displeje lze zkontrolovat pomocí zdroje střídavého napětí s frekvencí 50. 60 Hz a amplitudou několika voltů. Jako takový zdroj střídavého napětí můžete vzít multimetr M832, který má režim generování meandru. Chcete-li zkontrolovat displej, položte jej na rovný povrch displejem nahoru, připojte jednu sondu multimetru M832 ke společné svorce indikátoru (spodní řada, levá svorka) a druhou sondu multimetru přikládejte střídavě na zbývající svorky displeje. Pokud se vám podaří rozsvítit všechny segmenty displeje, znamená to, že funguje. Výše popsané poruchy se mohou objevit i během provozu. Je třeba poznamenat, že v režimu měření stejnosměrného napětí zařízení zřídka selže, protože Dobře chráněno před přetížením vstupu. Hlavní problémy vznikají při měření proudu nebo odporu. Oprava vadného zařízení by měla začít kontrolou napájecího napětí a funkčnosti ADC: stabilizační napětí 3 V a absence průrazu mezi napájecími kolíky a společnou svorkou ADC. V režimu měření proudu při použití vstupů V, Ω a mA může i přes přítomnost pojistky nastat případy, kdy pojistka shoří později, než stihnou prorazit bezpečnostní diody D2 nebo D3. Pokud je v multimetru instalována pojistka, která nesplňuje požadavky pokynů, pak v tomto případě mohou rezistory R5 vyhořet. R8, a to se nemusí vizuálně objevit na odporech. V prvním případě, kdy se porouchá pouze dioda, se závada projeví pouze v režimu měření proudu: zařízením protéká proud, ale na displeji se zobrazují nuly. Pokud v režimu měření napětí shoří odpory R5 nebo R6, zařízení nadhodnotí naměřené hodnoty nebo ukáže přetížení. Pokud jeden nebo oba rezistory zcela shoří, zařízení se v režimu měření napětí nenuluje, ale při zkratování vstupů se displej vynuluje. Pokud shoří rezistory R7 nebo R8, zařízení zobrazí přetížení v rozsahu měření proudu 20 mA a 200 mA a pouze nuly v rozsahu 10 A. V režimu měření odporu se poškození obvykle vyskytuje v rozsahu 200 Ohm a 2000 Ohm. V tomto případě při přivedení napětí na vstup mohou rezistory R5, R6, R10, R18, tranzistor Q1 shořet a kondenzátor Sb může prorazit. Pokud je tranzistor Q1 zcela rozbitý, pak při měření odporu zařízení zobrazí nuly. Pokud je rozpad tranzistoru neúplný, multimetr s otevřenými sondami ukáže odpor tohoto tranzistoru. V režimech měření napětí a proudu je tranzistor zkratován spínačem a neovlivňuje hodnoty multimetru. Pokud dojde k poruše kondenzátoru C6, multimetr nezměří napětí v rozsazích 20 V, 200 V a 1000 V nebo výrazně podcení hodnoty v těchto rozsazích. Pokud na displeji není žádná indikace, kdy je napájení ADC nebo vizuálně patrné vyhoření velkého počtu prvků obvodu, existuje vysoká pravděpodobnost poškození ADC. Provozuschopnost ADC se kontroluje sledováním napětí stabilizovaného zdroje napětí 3V. V praxi se ADC spálí pouze tehdy, když je na vstup přivedeno vysoké napětí, mnohem vyšší než 220 V. Velmi často se v tomto případě objevují trhliny ve směsi bezobalového ADC a spotřeba proudu mikroobvodu se zvyšuje, což vede k jeho znatelnému zahřívání. Při přivedení velmi vysokého napětí na vstup zařízení v režimu měření napětí může dojít k průrazu prvků (odporů) a na desce plošných spojů v případě režimu měření napětí je obvod chráněn děličem přes odpory R1. R6. U levných modelů řady DT se mohou dlouhé přívody dílů zkratovat na obrazovku umístěnou na zadním krytu zařízení a narušovat tak činnost obvodu. Mastech takové vady nemá. Stabilizovaný zdroj napětí 3 V v ADC levných čínských modelů dokáže v praxi vyrobit napětí 2,6. 3,4 V a u některých zařízení přestane fungovat, i když je napětí napájecí baterie 8,5 V. Modely DT používají ADC nízké kvality a jsou velmi citlivé na hodnoty integrátorového řetězce C4 a R14. V multimetrech Mastech umožňují vysoce kvalitní ADC použití prvků podobných hodnot. Často u DT multimetrů, když jsou sondy otevřené v režimu měření odporu, zařízení trvá velmi dlouho, než dosáhne hodnoty přetížení („1“ na displeji) nebo se nenastaví vůbec. Nekvalitní ADC čip můžete „vyléčit“ snížením hodnoty odporu R14 z 300 na 100 kOhm. Při měření odporů v horní části rozsahu přístroj „přebije“ odečty, např. při měření odporu s odporem 19,8 kOhm ukazuje 19,3 kOhm. Je „ošetřeno“ výměnou kondenzátoru C4 za kondenzátor s hodnotou 0,22. 0,27 uF. Vzhledem k tomu, že levné čínské firmy používají nekvalitní nezabalené ADC, dochází k častým případům vylomení pinů, přičemž je velmi obtížné určit příčinu poruchy a může se projevit různě v závislosti na zlomeném pinu. Například jeden z indikačních kolíků nesvítí. Vzhledem k tomu, že multimetry používají displeje se statickou indikací, je pro určení příčiny poruchy nutné zkontrolovat napětí na odpovídajícím kolíku čipu ADC, mělo by být asi 0,5 V vzhledem ke společnému kolíku. Pokud je nula, pak je ADC vadný. Účinným způsobem, jak zjistit příčinu poruchy, je otestovat piny mikroobvodu analogově-digitálního převodníku následovně. Je použit další, samozřejmě pracovní, digitální multimetr. Přejde do režimu testu diod. Černá sonda se jako obvykle instaluje do zdířky COM a červená do zdířky VQmA. Červená sonda zařízení je připojena ke kolíku 26 [minus napájení] a černá sonda se postupně dotýká každé nohy čipu ADC. Protože jsou na vstupech analogově-digitálního převodníku instalovány ochranné diody v obráceném zapojení, při tomto zapojení by se měly otevřít, což se projeví na displeji jako pokles napětí na otevřené diodě. Skutečná hodnota tohoto napětí na displeji bude o něco vyšší, protože Rezistory jsou součástí obvodu. Všechny kolíky ADC se kontrolují stejným způsobem připojením černé sondy k kolíku 1 [plus napájení ADC] a střídavým dotykem zbývajících kolíků mikroobvodu. Hodnoty zařízení by měly být podobné. Pokud ale během těchto testů změníte polaritu spínání na opačnou, pak by zařízení mělo vždy vykazovat přerušení, protože Vstupní odpor pracovního mikroobvodu je velmi vysoký. Vývody, které vykazují konečný odpor při jakékoli polaritě připojení k mikroobvodu, lze tedy považovat za vadné. Pokud zařízení vykazuje přerušení jakéhokoli spojení testovaného terminálu, pak je to z devadesáti procent indikací vnitřního přerušení. Tato testovací metoda je poměrně univerzální a lze ji použít při testování různých digitálních a analogových mikroobvodů. Existují poruchy spojené s nekvalitními kontakty na spínači sušenek, zařízení funguje pouze při stisknutí spínače sušenek. Společnosti, které vyrábějí levné multimetry, zřídka natírají koleje pod výhybkou mazivem, a proto rychle oxidují. Často jsou cesty něčím špinavé. Oprava se provádí následovně: deska s plošnými spoji se vyjme z pouzdra a výhybkové dráhy se otřou alkoholem. Poté se nanese tenká vrstva technické vazelíny. To je vše, zařízení je opraveno. U přístrojů řady DT se občas stává, že se střídavé napětí měří se znaménkem mínus. To znamená, že D1 byl nainstalován nesprávně, obvykle kvůli nesprávnému označení na těle diody. Stává se, že výrobci levných multimetrů instalují do obvodu generátoru zvuku nekvalitní operační zesilovače a při zapnutí zařízení se pak ozve bzučák. Tato závada je odstraněna připájením elektrolytického kondenzátoru o jmenovité hodnotě 5 μF paralelně k napájecímu obvodu. Pokud to nezajistí stabilní provoz generátoru zvuku, pak je nutné vyměnit operační zesilovač za LM358P. Často se vyskytuje taková nepříjemnost, jako je únik baterie. Malé kapky elektrolytu lze otřít alkoholem, ale pokud je deska silně zaplavena, lze dobrých výsledků dosáhnout umytím horkou vodou a mýdlem na prádlo. Po odstranění indikátoru a odpájení výškového reproduktoru pomocí kartáčku, např. zubního, je potřeba desku z obou stran důkladně namydlit a opláchnout pod tekoucí vodou z vodovodu. Opakované mytí 2. 3x se deska vysuší a nainstaluje do pouzdra. Většina zařízení vyrobených v poslední době používá DIE čipy ADC. Krystal je instalován přímo na desce plošných spojů a vyplněn pryskyřicí. Bohužel to výrazně snižuje udržovatelnost zařízení, protože. Když ADC selže, což se stává poměrně často, je obtížné jej vyměnit. Zařízení s hromadnými ADC jsou někdy citlivá na jasné světlo. Například při práci v blízkosti stolní lampy se může chyba měření zvýšit. Faktem je, že indikátor a deska zařízení mají určitou průhlednost a světlo, které jimi proniká, dopadá na krystal ADC a způsobuje fotoelektrický efekt. Chcete-li tuto nevýhodu odstranit, musíte desku vyjmout a po odstranění indikátoru zakrýt umístění krystalu ADC (je jasně vidět přes desku) silným papírem.

Tagy:

žádný Publikováno: 2004 0 8

Odměna, kterou jsem nasbíral 0 2