數字萬用表檢修方法與技巧
數字式儀表具有很高的靈敏度和準確度,其應用幾乎遍及所有企業。但由于其故障出現呈多因素,且遇到問題的隨機性大,沒有太多規律可循,修理難度較大。因此,本人將多年工作實際中所積累的一些修理經驗整理出來,以供從事本**的同仁參考。
一、修理方法
尋找故障應先外后里,先易后難,化整為零,重點突破。其方法大致可分為以下幾種:
1.感覺法 憑借感官直接對故障原因做出判斷,通過外觀檢查,能發現如斷線、脫焊、搭線短路、熔絲管斷、燒壞元件、機械性損傷、印刷電路上銅箔翹起及斷裂等;可以觸摸出電池、電阻、晶體管、集成塊的溫升情況,可參照電路圖找出溫升異常的原因。另外,用手還可檢查元件有否松動、集成電路腳管是否插牢,轉換開關是否卡帶;可以聽到和嗅到有無異聲、異味。
2.測電壓法 測量各關鍵點的工作電壓是否正常,可較快找出故障點。如測A/D轉換器的工作電壓、基準電壓等。
3.短路法 在前面所講的檢查A/D轉換器方法里一般都采用短路法,這種方法在修理弱電和微電儀器時用得較多。
4.斷路法 把可疑部分從整機或單元電路中斷開,若故障消失,表示故障在斷開的電路中。此法主要適合于電路存在短路的情況。
5.測元件法 當故障已縮小到某處或幾個元件時,可對其進行在線或離線測量。必要時,用好的元件進行替換,若故障消失,說明元件已壞。
6.干擾法 利用人體感應電壓作為干擾信號,觀察液晶顯示的變化情況,常用于檢查輸入電路與顯示部分是否完好。
二、修理技巧
對一塊故障儀表首先應檢查和判別故障現象是共性(所有功能都不能測量),還是個性(個別功能或個別量程),然后區別情況,對癥解決。
1.若所有檔均不能工作,應重點檢查電源電路和A/D轉換器電路。檢查電源部分時,可取下疊層電池,按下電源開關,用正表筆接被測表電源負,負表筆接電源正(對數字萬用表而言),開關打到二級管測量檔,若顯示的是二級管正向電壓,則說明電源部分是好的,若偏差大,則說明電源部分有問題。若出現開路,重點檢查電源開關和電池引線等。若出現短路,則需要采用斷路法,逐步斷開使用電源的元件,重點檢查運算放大器、定時器及A/D轉換器等。若出現短路,一般都不止損壞一塊集成元件。檢查A/D轉換器可以和基本表同時進行,相當于模擬式萬用表的直流表頭,具體檢查方法:
(1)被測表的量程轉到直流電壓*低檔;
(2)測量A/D轉換器工作電壓是否正常。根據表內所用A/D轉換器型號,對應V+腳和COM腳,測量值與它的典型值相比較是否相符。
(3)測A/D轉換器的基準電壓,目前常用的數字萬用表的基準電壓一般都是100mV或1V,即測量VREF+與COM之間的直流電壓,若偏離100mV或1V,可通過外接電位器進行調節。
(4)檢查輸入為零的顯示數,把A/D轉換器的正端IN+與負端IN-短接,使輸入電壓Vin=0,儀表顯示“00.0"或“00.00"。
(5)檢查顯示器的全亮筆劃。把測試端TEST腳與正電源端V+短接,使邏輯地變成高電位,全部數字電路停止工作。因每個筆劃上都加有直流電壓,所以全部筆劃亮對位表顯示“1888",對位表顯示“18888"。若存在缺筆劃現象,檢查A/D轉換器對應輸出腳與導電膠(或聯線),與顯示器之間是否有接觸**和斷線情況。
2.若個別檔有問題,說明A/D轉換器和電源部分都工作正常。因直流電壓、電阻檔共用一套分壓電阻;交直流電流共用分流器;交流電壓與交流電流共用一套AC/DC轉換器;其它如Cx、HFE、F等都由獨立的不同轉換器組成。了解它們之間的關系,再根據電源圖,就很容易找到故障部位。若測量小信號不準確或顯示數字跳動大,則重點檢查量程開關的接觸是否良好。
3.若出現測量數據不穩,且數值總是累計增大,短接A/D轉換器的輸入端,顯示數據不為零的情況,則一般是0.1μF的基準電容性能**所引起的。
根據以上分析,數字萬用表的修理基本順序應是:數字表頭部→直流電壓→直流電流→交流電壓→交流電流→電阻檔(包括蜂鳴器和檢查二級管正壓降)→Cx→HFE、F、H、T等。但也不可過分機械,有些明顯能看出的問題,可以先處理。但在進行調校時,則一定要按照上述程序。
總之,一塊故障萬用表,經過適當的檢測,首先要分析故障可能出現的部位,然后根據線路圖找到故障位置進行更換和修復。因數字萬用表是較精密的儀表,更換元件一定要用參數相同的元件,特別是更換A/D轉換器,一定要采用生產廠家經嚴格篩選的集成塊,否則將出現誤差而達不到所需準確度。新換的A/D 轉換器,也需要按前面所述的方法進行檢查,切不可因新而置信不疑。
目前,國內生產數字萬用表的廠家甚多,質量也有優劣,對雙面復銅板的質量問題,在修理中是不易發現的。樹脂板的絕緣強度不夠時,主要表現在測量高電壓時誤差較大,修理時要與分壓電阻的阻值變化區別開來。遇到這種情況,*好是采用斷路法,尋找故障點。對燒壞碳化的部分要**干凈,達到絕緣要求。遇到由雙面連線因過渡孔斷裂而引起不能輸入信號時,容易與轉換開關**的現象混淆而難以分開,這類故障宜采用短路法尋找故障點。
一. 如何利用7107測量電源
一. 萬用表為什么會歸零?7107歸零原理。
二. 各個檔位之間切換如何實現?
三. 如何利用7107測量電源,電阻寫出測量原理與電路
1. 辨認引腳:芯片的**腳,是正放芯片,面對型號字符,然后,在芯片的左下方為**腳。也可以把芯片的缺口朝左放置,左下角也就是**腳了。許多廠家會在**腳旁邊打上一個小圓點作為標記。知道了**腳之后,按照反時針方向去走,依次是第 2 至第 40 引腳。(1 腳與 40 腳遙遙相對)。
2. 牢記關鍵點的電壓:芯片**腳是供電,正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準電壓,正確數值是 100mV,第 26 引腳是負電源引腳,正確電壓數值是負的,在 -3V 至 -5V 都認為正常,但是不能是正電壓,也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號輸入引腳,可以輸入 ±199.9mV 的電壓。在一開始,可以把它接地,造成“0”信號輸入,以方便測試。
3. 注意芯片 27,28,29 引腳的元件數值,它們是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容網絡,這三個元件屬于芯片工作的積分網絡,不能使用磁片電容。芯片的 33 和 34 腳接的 104 電容也不能使用磁片電容。
4. 注意接地引腳:芯片的電源地是 21 腳,模擬地是 32 腳,信號地是 30 腳,基準地是 35 腳,通常使用情況下,這 4 個引腳都接地,在一些有特殊要求的應用中(例如測量電阻或者比例測量),30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。-- 本文不討論特殊要求應用。
5. 負電壓產生電路:負電壓電源可以從電路外部直接使用 7905 等芯片來提供,但是這要求供電需要正負電源,通常采用簡單方法,利用一個 +5V 供電就可以解決問題。比較常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等電路來得到,這樣需要增加硬件成本。我們常用一只 NPN 三極管,兩只電阻,一個電感來進行信號放大,把芯片 38 腳的振蕩信號串接一個 20K -56K 的電阻連接到三極管“B”極,在三極管“C”極串接一個電阻(為了保護)和一個電感(提高交流放大倍數),在正常工作時,三極管的“C”極電壓為 2.4V - 2.8V 為*好。這樣,在三極管的“C”極有放大的交流信號,把這個信號通過 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管,構成倍壓整流電路,可以得到負電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。這個電壓,*好是在 -3.2V 到 -4.2V 之間。
6. 如果上面的所有連接和電壓數值都是正常的,也沒有“短路”或者“開路”故障,那么,電路就應該可以正常工作了。利用一個電位器和指針萬用表的電阻 X1 檔,我們可以分別調整出 50mV,100mV,190 mV 三種電壓來,把它們依次輸入到 ICL7107 的第 31 腳,數碼管應該對應分別顯示 50.0,100.0,190.0 的數值,允許有 2 -3 個字的誤差。如果差別太大,可以微調一下 36 腳的電壓。
7. 比例讀數:把 31 腳與 36 腳短路,就是把基準電壓作為信號輸入到芯片的信號端,這時候,數碼管顯示的數值*好是 100.0 ,通常在 99.7 - 100.3 之間,越接近 100.0 越好。這個測試是看看芯片的比例讀數轉換情況,與基準電壓具體是多少 mV 無關,也無法在外部進行調整這個讀數。如果差的太多,就需要更換芯片了。
8. ICL7107 也經常使用在 ±1.999V 量程,這時候,芯片 27,28,29 引腳的元件數值,更換為 0.22uF,470K,0.047uF 阻容網絡,并且把 36 腳基準調整到 1.000V 就可以使用在±1.999V 量程了。
9. 這種數字電壓表頭,被廣泛應用在許多測量場合,它是進行模擬-數字轉換的*基本,*簡單而又*低價位的一個方法,是作為數
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