O princípio de funcionamento e as características do multímetro digital:
O conversor A/D integral duplo é o "coração" do multímetro digital, através do qual é realizada a conversão de grandeza analógica em grandeza digital. O circuito periférico inclui principalmente conversor de função, interruptor de seleção de função e faixa, display LCD ou LED, além de circuito de oscilação de campainha, circuito de acionamento, circuito de detecção de circuito on-off, circuito indicador de baixa tensão, ponto decimal e sinal (polaridade). símbolo, etc.) circuito de acionamento.
A estrutura básica de um multímetro digital
O conversor A/D é o núcleo do multímetro digital. Adota o circuito integrado de grande escala de chip único ICL7106. O 7106 adota a saída interna da porta XOR, que pode acionar o display LCD e economizar eletricidade. Suas principais características são: fonte de alimentação única, ampla faixa de tensão, uso de baterias empilhadas de 9V para obter a miniaturização do instrumento, alta impedância de entrada e uso de interruptores analógicos internos para obter ajuste automático de zero e conversão de polaridade. A desvantagem é que a velocidade de conversão A/D é relativamente lenta, mas pode atender às necessidades das medições elétricas convencionais.
A seguir estão os métodos comuns de análise de falhas e processamento:
(1) Para verificar a falha do multímetro digital, primeiro verifique e julgue se o fenômeno de falha é comum (por exemplo, todas as engrenagens não podem ser medidas) ou individual (por exemplo, apenas a engrenagem atual não pode ser medida). Visor LCD, deve se concentrar na verificação do circuito de alimentação e do conversor A/D; se houver um problema com arquivos individuais, significa que a fonte de alimentação e o conversor A/D estão funcionando normalmente, e você deve consultar o circuito da unidade para encontrar a falha.
(2) A faixa de tensão CC mínima do multímetro digital (ou seja, a faixa de 200 mV CC) é a faixa básica do multímetro digital de três e meio.
(3) A engrenagem básica da tensão CC não retorna a zero. Geralmente, é porque a vizinhança do resistor divisor de tensão está suja, então ele deve ser limpo ao redor do resistor para fazê-lo retornar a zero e, em seguida, inserir uma tensão de 1 V da fonte de tensão CC para calibração e ajustar o potenciômetro CC durante calibração.
(4) A tensão de referência é anormal e o medidor sempre exibe "1" qualquer que seja a marcha ligada. Verifique se existe uma tensão de referência de 100mV entre os pinos 35º e 36º do bloco integrado ICL7106 e, em seguida, verifique se o potenciômetro da chave VR1 está em boas condições e divide a tensão. Os resistores R12 (4Ω) e R13 (150Ω) são precisos.
(5) Os números exibidos em cada marcha saltam e não podem ser usados. A maior parte dessa falha ocorre porque o capacitor de grande capacidade não é descarregado durante a medição e alguns estão com a engrenagem errada durante a medição, resultando em danos aos blocos integrados de base de tempo duplo ICM7556 e ICL7106. Ao verificar, primeiro meça a corrente em ambas as extremidades da bateria. Se for maior que 10mA, significa que o 7556 está danificado; se a corrente ainda for grande, o 7106 está danificado; se a corrente for inferior a 2,5 mA, a corrente será inferior a 2,5 mA. Explique que o outro é basicamente normal. Se for um pouco maior, significa que alguns capacitores estão com algum vazamento. Depois de substituir os componentes danificados a tempo, verifique primeiro se a engrenagem de 200mV está normal e depois teste outras funções.
(6) A campainha não soa. Se a luz indicadora estiver acesa, pode ser que o bloco integrado da porta NAND CD4011 esteja danificado; se a luz não estiver acesa, pode ser que o bloco integrado do circuito duplo op-amp TL062 esteja danificado, metade de seus pinos são de corrente CA, metade da campainha, acerte a campainha Engrenagem da campainha, o som significa que a metade do tubo a campainha está totalmente carregada; bata na engrenagem AC 2V, toque na extremidade de entrada com uma chave de fenda e exiba "1", significa que a metade AC do tubo está totalmente carregada.
(7) "1888" é exibido quando a energia é causada.
O multímetro digital deve ser limpo regularmente, caso contrário, será fácil causar um curto-circuito e fazer com que o medidor funcione de forma anormal.
Nove grandes experiências de solução de problemas de pequenos multímetros digitais
Fenômeno: A exibição da corrente e tensão CA não é zero quando não há entrada de tensão.
Razão 1: Depois de abrir a caixa e observar cuidadosamente, verifica-se que o relógio foi usado por um longo tempo e os contatos do interruptor foram seriamente poluídos. Onde quer que os contatos do interruptor passem, há traços pretos contaminados por pó de cobre. Essas contaminações constituem uma certa quantidade de baterias voltaicas com capacidade irregular, cuja tensão afeta o mecanismo de medição, de modo que o display de cada engrenagem não pode ser retornado a zero.
Solução: Use uma escova marrom para mergulhar na gasolina de aviação, limpe os contatos do interruptor e, em seguida, limpe a poluição com água limpa. Após a secagem, o display de cada marcha da comunicação retornará a zero, e a falha será eliminada.
Razão 2: Existe um amplificador CA no circuito de medição de tensão CA e um capacitor de feedback está conectado entre a extremidade de saída e a extremidade de entrada. Quando o capacitor de feedback estiver aberto, o sinal de alta frequência seguirá o sinal medido diretamente no mecanismo de medição. No caso de não haver entrada, o sinal de interferência do campo elétrico externo também será amplificado diretamente, mostrando o fenômeno de que não pode retornar a zero. Solução: Substitua o capacitor de realimentação do amplificador CA e a falha será eliminada.
Falha 2: A engrenagem de resistência de 20MΩ não pode retornar a zero e a medição falha.
Fenômeno: A medição é normal na faixa de baixa resistência, como 200Ω, 2kΩ, 20kΩ, mas quando a resistência é definida para 20MΩ, não importa o tamanho da resistência medida, ela sempre mostra um valor fixo relativamente estável e o valor da resistência da resistência medida não pode ser exibida corretamente.
Motivo: Após desembalar e inspecionar, verificou-se que o vazamento da bateria era grave e se espalhou para a placa de circuito. Como resultado, um novo caminho foi formado, o que fez com que alguns circuitos não estivessem conectados entre si. Estima-se que a resistência equivalente do vazamento seja de 9MΩ. Ao medir na faixa de baixa resistência, uma vez que a resistência de fuga R fuga é muito maior do que a faixa de 200Ω→2KΩ→20KΩ, a corrente dividida pela fuga R é muito pequena e o efeito shunt da resistência de fuga pode ser aproximadamente ignorado , e os resultados da medição são afetados por Tem pouco efeito. Com o aumento do alcance, a influência do vazamento de R começa a aumentar. Quando atingir a faixa de 20MΩ, haverá um valor de exibição estável de 9MΩ, independentemente de haver uma resistência medida ou não.
Solução: limpe todo o vazamento da bateria com um pano seco, substitua por uma nova bateria e ligue-a para verificar, a falha desaparece completamente. Falha 3: O visor LCD está incompleto.
Fenômeno: Os traços digitais exibidos no LCD estão incompletos, a falha desaparece quando você pressiona a caixa com força e a falha reaparece quando você solta um pouco. Motivo: Mau contato entre os pinos do chip da tela, a borracha de chumbo e os eletrodos da tela LCD no chassi. Solução: Pegue um pedaço de filme plástico transparente, corte-o em um pedaço do mesmo tamanho do display LCD, e coloque-o entre a janela do display do chassi e o display LCD, e então aperte os parafusos da tampa traseira para forçar os componentes internos estejam em contato próximo. De volta ao normal.
Falha 4: O ponto decimal exibido no LCD está mal colocado.
Fenômeno: As posições de exibição do ponto decimal de tensão, corrente e resistência são inconsistentes com as posições que devem ser exibidas.
Motivo: A inspeção de desembalagem constatou que a garra de posicionamento da placa do interruptor estava quebrada e danificada e a peça de contato móvel estava deformada devido à força irregular. Aprovado, fazendo com que o ponto decimal seja colocado incorretamente.
Solução: Após a substituição da peça de contato móvel deformada, a falha é completamente eliminada.
Falha 5: Os resultados da medição da faixa de tensão CC são inconsistentes.
Fenômeno: Quando uma tensão estável de 100 V CC é medida, ela começa a ser exibida como 105,1 V e se torna uma exibição de estouro após 2 minutos.
Motivo: Foi verificado que a bateria utilizada pelo multímetro é insuficiente. Quando a bateria está sob tensão, a tensão padrão no conversor analógico-digital do multímetro é constantemente desviada, de modo que o erro de indicação aumentará com o declínio contínuo do desempenho da bateria. Quanto maior o tempo, mais óbvio é o erro de indicação.
Solução: Substitua a bateria do multímetro.
Falha 6: A engrenagem de alta tensão da tensão CA sempre transborda e é exibida.
Fenômeno: Quando a tensão CA é de 750 V ao medir a tensão de 50 V CA, o display transborda.
Motivo: Após a desembalagem e inspeção, verifica-se que existem vestígios de queima de arco entre as peças de contato fixas conectadas ao canal de entrada. O compensado deste local foi quebrado por ter sido queimado e carbonizado, de modo que a tensão medida externa, que deveria ser dividida pelo divisor de tensão, foi transmitida diretamente ao amplificador.
Solução de problemas do multímetro de 3.5-dígitos
A maioria das razões para os danos do multímetro digital são a operação inadequada pelo usuário. Os principais componentes do dano do instrumento são: ① O conversor A/D ICL7106 ou ICL7136 está danificado. ②O amplificador operacional TL062 está danificado. ③O circuito de base de tempo duplo ICM7556 está danificado. ④ Quatro portas NAND CD4011 estão danificadas. ⑤ O transistor Q1 (C9014) e o resistor de proteção PO1 (1,5KΩ) do circuito de proteção contra sobretensão da resistência estão danificados. ⑥O vazamento do capacitor C9 (35V/0.33μF) fará com que a tensão de referência mude e cause erros de medição. O método de manutenção é descrito em detalhes abaixo.
1. Repare o processo de falha de energia
O trabalho de manutenção do medidor digital geralmente começa a partir da fonte de alimentação. Depois que o interruptor for ligado, se não houver display de cristal líquido, você deve primeiro verificar se a bateria de 9V está vazia ou se a voltagem da bateria está muito baixa. Se a tensão da bateria estiver normal, você deve verificar se existe uma tensão de 9V entre V plus (pino 1) e V- (pino 26) do conversor A/D ICL7106. Somente quando a tensão de alimentação do ICL7106 funciona em estado normal, a causa da falha pode ser pesquisada. A localização de falhas deve ser integrada de acordo com a primeira verificação, como se a tensão de referência do conversor A/D ICL7106 funciona normalmente e se o display pode exibir normalmente. Conforme mostrado na figura, está o fluxograma de solução de problemas da fonte de alimentação do multímetro digital.
2. Exemplos de solução de problemas
(1) A tensão de referência é imprecisa ou instável: um multímetro digital mostra normal, mas durante a verificação, verifica-se que o valor medido é obviamente baixo. A tensão de referência é apenas cerca de 75mV. Através de uma inspeção cuidadosa, verifica-se que há poluição por óleo próximo ao divisor de tensão de referência R12, R13 e W1, o que leva ao vazamento da placa impressa e à diminuição da isolação, o que reduz o R12. Após a limpeza com álcool absoluto e secagem, o problema está resolvido.
(2) Um medidor digital exibe "-1" não importa em qual marcha ele atinja, e o usuário relata que não pode ser usado. Meça sua corrente de trabalho até 5mA, enquanto o medidor é de cerca de 1,2mA quando está funcionando normalmente. Sua tensão de referência também não está correta. Após substituir o ICL7106, a falha persiste. A partir da análise do princípio do medidor digital, o circuito base de tempo duplo ICM7556 é facilmente danificado por sobrecarga. Após remover o ICM7556, a corrente de operação cai para cerca de 1,2 mA. A tensão entre a tensão de referência VREF (pino 36) e COM é 100mV, o que é normal. Exceto pela engrenagem do capacitor, o resto das engrenagens volta ao normal. A partir da análise de falhas, quando o usuário está medindo a capacitância, a carga elétrica no capacitor não é totalmente descarregada, então a capacitância é medida, resultando em danos ao ICM7556. A corrente que flui através do ICM7556 é muito grande, fazendo com que o potencial COM aumente, reduzindo assim a tensão de referência.
(3) A exibição de um medidor digital é normal, mas verifica-se que o erro é grande durante a verificação e a tensão de referência de medição é obviamente baixa e instável. Quando a fonte de alimentação é ligada, a tensão de trabalho é medida em 100mV, mas depois de um tempo, a tensão cairá. A análise desse fenômeno mostra que certa parte do circuito apresenta uma quebra suave. Após pressionar o ICM7556 pela primeira vez, a falha permanece. Em seguida, substitua o ICL7106, a corrente de trabalho ainda é muito grande e a tensão de referência está anormal. Em seguida, encontre a voltagem de cada ponto para o terra comum e descubra que a voltagem de cada ponto para o terra muda em graus variados. Neste momento, a tensão da bateria de 9V é estável. No entanto, verifica-se que as tensões positivas e negativas para o terra mudaram. Pode-se observar que esse fenômeno ocorre nos dispositivos que compartilham a fonte de alimentação. Porque o CD4011 só funciona na engrenagem da campainha. Portanto, concentre-se em verificar o amplificador operacional duplo TL062. Desconecte sua fonte de alimentação positiva e negativa e, em seguida, meça a corrente de trabalho do instrumento de 1,2 mA, e a tensão de trabalho de referência é de cerca de 100 mV, e é estável e inalterada. Isso significa que há uma quebra suave dentro do TL062. Depois de substituir o chip, a falha é eliminada.
(4) Um usuário mede a tensão na resistência devido a operação incorreta, resultando em nenhuma resposta ao medir a resistência com a resistência. O fusível PO1 (1,5KΩ) foi danificado do circuito de medição da resistência, resultando em não resposta à medição da resistência. Depois de substituir o resistor, o problema é resolvido. A principal razão para a falha é que quando a tensão da resistência é medida incorretamente, o transistor Q1 (C9014) quebra na direção inversa, de modo que a corrente que passa pela resistência PO1 aumenta rapidamente e a resistência PO1 é queimada. Se a resistência PO1 não estiver danificada, e Q1 (C9014) reversa em curto-circuito, isso fará com que o arquivo de resistência não exiba "1" quando estiver aberto. Ao mesmo tempo, deve-se notar que o capacitor conectado em paralelo com Q1 às vezes é quebrado e curto-circuitado ao mesmo tempo. Essas falhas geralmente aparecem em medidores digitais como DT890, DT9101, DT9108 e DT9107.
(5) Um medidor digital não podia medir antes. Após substituir o conversor A/D ICL7136 (o original usado para este medidor foi o ICL7106), os arquivos de corrente, tensão e capacitância estão todos normais. Mas o arquivo de resistência não pode ser medido. Quando o circuito está aberto, o número salta e não pode ser estabilizado. De acordo com a análise do princípio, ICL7106 e ICL7136 podem ser trocados, mas ainda existem diferenças na aplicação prática. A partir da análise dos circuitos típicos de ICL7136 e ICL7106, aumentar adequadamente a resistência integral e reduzir a capacitância integral no ICL7136 ajudará a melhorar a estabilidade do perfil de resistência. A resistência integral é aumentada dos 56kΩ originais para cerca de 330kΩ através de experimentos, e o perfil de resistência funciona normalmente. Os resultados da medição são precisos. Ao mesmo tempo, não afeta o uso de outros arquivos. Esse fenômeno substitui o ICL7106 em DT890, DT9101, DT9102, DT9107, YDM{15}} e outros tipos de medidores digitais.
Dicas de reparo do multímetro digital:
Para um instrumento defeituoso, primeiro verifique e determine se o fenômeno de falha é comum (todas as funções não podem ser medidas) ou individual (funções individuais ou faixas individuais), e então diferencie a situação e resolva o problema.
1. Se todas as engrenagens não funcionarem, concentre-se em verificar o circuito da fonte de alimentação e o circuito do conversor A/D. Ao verificar a parte da fonte de alimentação, você pode remover a bateria laminada, pressionar o botão liga/desliga, conectar o cabo de teste positivo à fonte de alimentação negativa do medidor em teste e conectar o cabo de teste negativo à fonte de alimentação positiva (para multímetros digitais ), mude a chave para a engrenagem de medição do diodo, se o display mostrar Se for a tensão direta do diodo, significa que a parte da fonte de alimentação está boa. Se o desvio for grande, significa que há um problema com a parte da fonte de alimentação. Se houver um circuito aberto, concentre-se em verificar o interruptor de alimentação e os cabos da bateria. Se houver um curto-circuito, é necessário usar o método de interrupção de circuito para desconectar gradualmente os componentes que utilizam a fonte de alimentação, concentrando-se na verificação de amplificadores operacionais, temporizadores e conversores A/D. Se ocorrer um curto-circuito, geralmente mais de um componente integrado é danificado. O conversor A/D pode ser verificado ao mesmo tempo que o medidor básico, que equivale ao medidor DC de um multímetro analógico. O método de inspeção específico é o seguinte:
(1) A faixa do medidor em teste é ajustada para o nível mais baixo de tensão CC;
(2) Meça se a tensão de trabalho do conversor A/D está normal. De acordo com o modelo de conversor A/D utilizado na tabela, correspondente ao pino V plus e pino COM, compare o valor medido com seu valor típico.
(3) Meça a tensão de referência do conversor A/D. A tensão de referência dos multímetros digitais comumente usados é geralmente 100mV ou 1V, ou seja, a tensão CC entre VREF plus e COM é medida.
