无线电电子与电气工程百科全书 数字万用表 M832。 电气方案、描述、特性。 无线电电子电气工程百科全书 无法想象没有方便的廉价数字万用表的修理工的桌面。 本文讨论了 830 系列数字万用表的设计、最常见的故障以及解决方法。 目前,正在生产各种复杂程度、可靠性和质量各不相同的数字测量仪器。 所有现代数字万用表的基础是集成模数电压转换器 (ADC)。 适用于构建廉价便携式测量仪器的首批此类 ADC 之一是 MAXIM 制造的 ICL71O6 芯片转换器。 因此,开发了 830th 系列数字万用表的几种成功的廉价型号,例如 M830B、M830、M832、M838。 DT可以代替字母M。 目前,这一系列设备是世界上最常见、重复最多的设备。 其基本功能:测量高达 1000 V 的直流和交流电压(输入电阻 1 MΩ),测量高达 10 A 的直流电流,测量高达 2 MΩ 的电阻,测试二极管和晶体管。 此外,在某些型号中,还有一种连接声音连续性的模式,使用和不使用热电偶的温度测量,产生频率为 50 ... 60 Hz 或 1 kHz 的曲折。 该系列万用表的主要制造商是Precision Mastech Enterprises(香港)。 装置的方案和操作 万用表的基础是 1 型 ADC IC7106(最接近的国内模拟是 572PV5 微电路)。 其框图如图所示。 1,以及在 DIP-40 封装中执行的引脚排列 - 见图。 2. 7106内核可能有不同的前缀,取决于制造商:ICL7106、TC7106等。 最近,未封装的微电路(DIE 芯片)越来越多地使用,其晶体直接焊接到印刷电路板上。
考虑 Mastech 的 M832 万用表电路(图 3)。 IC1 的引脚 1 有一个正 9V 电池供电电压,引脚 26 是负的。 ADC内部有一个3V的稳压源,它的输入接IC1的1脚,输出接32脚。32脚接万用表的公共端,电连接到COM设备的输入。 在很宽的电源电压范围内,端子 1 和 32 之间的电压差约为 3 V - 从标称电压到 6,5 V。此稳定电压提供给可调分压器 R11、VR1、R13,其输出是微电路的输入36(在测量模式电流和电压)。 分压器将电位 U 例如设置在引脚 36 处,等于 100 mV。 电阻器 R12、R25 和 R26 执行保护功能。 晶体管Q102和电阻R109、R110nR111负责低电量指示。 电容C7、C8和电阻R19、R20负责显示显示屏的小数点。 工作输入电压范围 Umax 直接取决于端子 36 和 35 处的可调参考电压电平,即: 显示读数的稳定性和准确性取决于此电压基准的稳定性。 显示读数 N 取决于输入电压 UBX,并以数字表示: 考虑设备在主要模式下的操作。 电压测量 万用表电压测量模式的简化图如图 4 所示。 1. 测量直流电压时,输入信号加到 R6...R1,从 R8...R1 的输出,通过一个开关(按照方案 1-8/2...17-3/31),得到馈入保护电阻R3。 在测量交流电压时,该电阻还与电容器 C32 一起构成低通滤波器。 接下来,信号被馈送到 ADC 芯片的直接输入(引脚 XNUMX)。由 XNUMX V 稳定电压源(引脚 XNUMX)生成的公共输出的电势被施加到微电路的反向输入。
测量交流电压时,由二极管D1上的半波整流器整流。 电阻器 R1 和 R2 的选择方式使得在测量正弦电压时,设备显示正确的值。 ADC 保护由 R1...R6 分压器和 R17 电阻器提供。 电流测量
电流测量模式下万用表的简化图如图 5 所示。 8、在直流测量模式下,后者流过电阻RO、R7、R6和R17,根据测量范围切换。 这些电阻器上的电压降通过 R2 馈送到 ADC 的输入端,并显示结果。 ADC 保护由二极管 D3、DXNUMX(某些型号可能未安装)和保险丝 F 提供。 电阻测量
万用表在电阻测量模式下的简化图如图 6 所示。 2. 在电阻测量模式下,使用公式(35)表示的相关性。 该图显示来自电压源 +LJ 的相同电流流过参考电阻 Ron 和被测电阻 Rx(输入 36、30、31 和 1 的电流可以忽略不计),UBX 和 Uon 的比值等于电阻器 Rx 和 Ron 的电阻比。 R6 .... R10 用作参考电阻,R103 和 R18 用作电流设置电阻。 ADC 的保护由热敏电阻 R1(一些便宜的型号使用标称值为 2 ... 1 kOhm 的传统电阻)、齐纳二极管模式的晶体管 Q35(并非总是安装)和电阻 R16、R17 和 R36 在输入端提供ADC 的 35、31 和 XNUMX。 通话方式 导通电路使用包含两个运算放大器的 IC2 芯片 (LM358)。 一个声音发生器安装在一个放大器上,一个比较器安装在另一个放大器上。 当比较器输入端(引脚 6)的电压低于阈值时,在其输出端(引脚 7)设置一个低电压,从而打开晶体管 Q101 上的键,从而产生可听信号。 阈值由除法器 R103、R104 确定。 保护由比较器输入端的电阻器 R106 提供。 万用表缺陷 所有的故障都可以分为工厂缺陷(和这种情况发生)和操作人员的错误行为造成的损坏。 由于万用表使用密集安装,因此可能会出现元件短路、焊接不良和元件引线断裂,尤其是那些位于电路板边缘的引线。 故障设备的维修应首先对印刷电路板进行目视检查。 M832万用表最常见的出厂缺陷如表所示。 M832万用表出厂缺陷
可以使用频率为 50 ... 60 Hz 且幅度为几伏的交流电压源检查 LCD 显示器的可维护性。 作为这样的交流电压源,可以使用M832万用表,它具有曲流生成模式。 要检查显示屏,请将其放在平坦的表面上,显示屏朝上,将一个 M832 万用表探头连接到指示器的公共输出(底行,左侧输出),然后将另一个万用表探头交替连接到其余显示输出. 如果您可以点燃显示器的所有部分,那么它正在工作。 运行过程中也可能出现上述故障。 需要注意的是,在直流电压测量模式下,设备很少出现故障,因为。 很好地防止输入过载。 测量电流或电阻时会出现主要问题。 故障设备的维修应首先检查电源电压和 ADC 可操作性:稳定电压为 3 V,并且电源输出和 ADC 的公共输出之间没有击穿。 在使用 V、Ω 和 mA 输入时的电流测量模式下,尽管存在保险丝,但可能会出现保险丝烧断比安全二极管 D2 或 D3 有时间击穿的情况。 如果万用表中安装了不符合说明书要求的保险丝,则在这种情况下,电阻 R5 ... R8 可能会烧毁,而这在电阻上可能不会出现。 第一种情况,只有二极管击穿时,缺陷只出现在电流测量模式下:电流流过器件,但显示屏显示为零。 如果在电压测量模式下电阻 R5 或 R6 烧坏,设备将高估读数或显示过载。 当一个或两个电阻完全烧坏时,设备在电压测量模式下不会复位,但当输入关闭时,显示设置为零。 当电阻器 R7 或 R8 在 20 mA 和 200 mA 的电流测量范围内烧毁时,设备将显示过载,并且在 10 A 的范围内 - 仅为零。 在电阻测量模式下,故障通常发生在 200 欧姆和 2000 欧姆范围内。 在这种情况下,当向输入端施加电压时,电阻器 R5、R6、R10、R18、晶体管 Q1 会烧毁,电容器 Sat 会击穿。 如果晶体管 Q1 完全断开,则在测量电阻时,设备将显示零。 随着晶体管的不完全击穿,带有开路探针的万用表将显示该晶体管的电阻。 在电压和电流测量模式下,晶体管被开关短路,不影响万用表读数。 如果电容器 C6 击穿,万用表将无法测量 20 V、200 V 和 1000 V 范围内的电压,或显着低估这些范围内的读数。 如果 ADC 有电时显示屏上没有任何指示,或者大量电路元件在视觉上被烧毁,则很有可能 ADC 损坏。 通过监测 3 V 稳压源的电压来检查 ADC 的可维护性。实际上,只有在输入端施加远高于 220 V 的高电压时,ADC 才会烧毁。经常会出现裂缝无框 ADC 化合物,微电路的电流消耗增加,导致其明显发热。 在电压测量模式下,当器件的输入端施加非常高的电压时,沿元件(电阻器)和印刷电路板可能会发生击穿;在电压测量模式下,电路受到保护电阻 R1 ... R6 上的分压器。 对于 DT 系列的廉价型号,部件的长引线可能会与位于设备背面的屏幕短路,从而干扰电路的运行。 Mastech没有这样的缺陷。 用于廉价中国型号的 ADC 中的 3 V 稳压源实际上可以提供 2,6 ... 3,4 V 的电压,对于某些设备,它在 8,5 V 的电源电池电压下已经停止工作。 DT 模型使用低质量 ADC,对 C4 和 R14 积分器电路值非常敏感。 在 Mastech 万用表中,高质量的 ADC 使得使用接近额定值的元件成为可能。 通常在电阻测量模式下带有开路探头的 DT 万用表中,设备会在很长一段时间内接近过载值(显示屏上显示“1”)或根本没有设置。 您可以通过将电阻 R14 的值从 300 kOhm 降低到 100 kOhm 来“治愈”低质量的 ADC 芯片。 当测量范围上部的电阻时,设备会“填满”读数,例如,当测量电阻值为 19,8 kOhm 的电阻器时,它会显示 19,3 kOhm。 通过将电容器 C4 替换为 0,22 ... 0,27 微法的电容器对其进行“处理”。 由于廉价的中国厂商使用劣质无框ADC,因此经常出现输出损坏的情况,而故障原因很难确定,并且根据损坏的输出可以有不同的表现方式。 例如,其中一个指示灯输出未点亮。 由于万用表使用带静态指示的显示,为了确定故障原因,需要检查ADC芯片相应输出端的电压,相对于普通输出应该在0,5V左右。 如果为零,则 ADC 有故障。 找出故障原因的有效方法是检查模数转换器芯片的输出,如下所示。 当然,使用了另一个可维修的数字万用表。 进入二极管测试模式。 像往常一样,黑色探头安装在 COM 插孔中,红色探头安装在 VQmA 插孔中。 该设备的红色探针连接到引脚 26(减去电源),黑色探针依次接触 ADC 芯片的每条腿。 由于反向连接的保护二极管安装在模数转换器的输入端,通过这种连接,它们应该打开,这将作为打开二极管两端的电压降反映在显示器上。 显示器上这个电压的实际值会略高,因为。 电阻器包含在电路中。 以同样的方式,当黑色探头连接到引脚 1 [到 ADC 电源正极上)并交替接触微电路的其余输出时,检查所有 ADC 输出。 仪器读数应该相似。 但是,如果您在这些检查期间将内含物的极性更改为相反,则设备应始终显示开路,因为。 好的芯片的输入阻抗非常高。 因此,对于连接到微电路的任何极性显示有限电阻的输出可以被认为是有故障的。 如果设备显示任何正在研究的输出连接出现中断,则这 XNUMX% 表示内部中断。 这种验证方法非常通用,可以在测试各种数字和模拟微电路时使用。 饼干开关上的触点质量差会导致故障,该设备仅在按下饼干时才起作用。 生产廉价万用表的公司很少用油脂覆盖饼干开关下方的轨道,这就是它们快速氧化的原因。 路径经常被一些东西弄脏。 维修方法如下:将印刷电路板从机壳中取出,用酒精擦拭开关轨道。 然后涂上一层薄薄的技术凡士林。 一切,设备已修复。 使用 DT 系列设备时,有时会发生交流电压以负号测量的情况。 这表明 D1 安装不正确,通常是由于二极管本体上的标记不正确。 碰巧廉价万用表制造商在声音发生器电路中放置了低质量的运算放大器,然后当设备打开时,蜂鸣器发出蜂鸣声。 通过在电源电路上并联一个标称值为5微法的电解电容器来消除这个缺陷。 如果这不能保证声音发生器稳定工作,则需要将运算放大器更换为LM358P。 经常会出现电池漏液这样的麻烦事。 可以用酒精擦拭小滴电解液,但如果电路板被严重淹没,则用热水和洗衣皂清洗可以获得良好的效果。 取下指示器并拆下发声器后,使用刷子(例如牙刷)小心地在板的两面起泡,然后在流动的自来水下冲洗。 洗涤 2...3 次后,将电路板干燥并安装在外壳中。 在最近生产的大多数设备中,都使用了未封装(DIE 芯片)的 ADC。 晶体直接安装在印刷电路板上并用树脂填充。 不幸的是,这大大降低了设备的可维护性,因为。 当ADC经常发生故障时,很难更换它。 具有未封装 ADC 的设备有时对强光敏感。 例如,在台灯附近工作时,测量误差可能会增加。 事实是器件的指示灯和板子有一定的透明度,光线穿过它们,落在ADC晶体上,产生光电效应。 为了消除这个缺点,您需要拆下电路板,并在拆下指示器后,用厚纸粘上 ADC 晶体的位置(通过电路板可以清楚地看到)。 购买DT万用表时,应注意开关的机械质量,一定要转动万用表的开关几次,以确保开关出现清晰且不卡阻:塑料缺陷无法修复。 出版:cxem.net 查看其他文章 部分 测量技术. 读和写 有帮助 对这篇文章的评论. 科技、新电子最新动态: 花园疏花机
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