Мультиметр дт 832 схема ремонт – Мультиметры М832: устройство и ремонт — Измерительная техника — Инструменты

Содержание

M832- Ремонт и устройство мультиметра

В настоящее время выпускается огромное разнообразие цифровых измерительных приборов различной степени сложности, надежности и качества. Основой всех современных цифровых мультиметров является интегральный аналого-цифровой преобразователь напряжения (АЦП). Одним из первых таких АЦП, пригодных для построения недорогих портативных измерительных приборов, был преобразователь на микросхеме ICL71O6, выпущенной фирмой MAXIM. В результате было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как М830В, М830, М832, М838. Вместо буквы М может стоять DT — для ранних моделей. 

В данный момент эта серия приборов является самой распространенной и самой повторяемой в мире. Ее базовые возможности: измерение постоянных и переменных напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм), измерение постоянных токов до 10 А, измерение сопротивлений до 2 МОм, тестирование диодов и транзисторов. Кроме того, в некоторых моделях есть режим звуковой прозвонки соединений, измерения температуры с термопарой и без термопары, генерации меандра частотой 50…60 Гц или 1 кГц. Основной изготовитель мультиметров этой серии — фирма Precision Mastech Enterprises (Гонконг).

Схема и работа прибора
 

Рис. 1. Структурная схема АЦП 7106

Основа мультиметра — АЦП IC1 типа 7106 (ближайший отечественный аналог — микросхема 572ПВ5). Его структурная схема приведена на рис. 1, а цоколевка для исполнения в корпусе DIP-40 — на рис. 2. Перед ядром 7106 могут стоять разные префиксы в зависимости от производителя: ICL7106, ТС7106 и т.д. В последнее время все чаще используются бескорпусные микросхемы (DIE chips), кристалл которых припаивается непосредственно на печатную плату.
 

Рис. 2. Цоколевка АЦП 7106 в корпусе DIP-40

Рассмотрим схему мультиметра М832 фирмы Mastech (рис. 3). На вывод 1 IC1 подается положительное напряжение питания батареи 9 В, на вывод 26 — отрицательное. Внутри АЦП находится источник стабилизированного напряжения 3 В, его вход соединен с выводом 1 IC1, а выход — с выводом 32. Вывод 32 подсоединяется к общему выводу мультиметра и гальванически связан с входом СОМ прибора. Разность напряжений между выводами 1 и 32 составляет примерно 3 В в широком диапазоне питающих напряжений — от номинального до 6,5 В. Это стабилизированное напряжение подается на регулируемый делитель R11, VR1, R13, ас его выхода —на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений). Делителем задается потенциал U ег на выводе 36, равный 100 мВ. Резисторы R12, R25 и R26 выполняют защитные функции. Транзистор Q102 и резисторы R109, R110nR111 отвечают за индикацию разряда батареи питания. Конденсаторы С7, С8 и резисторы R19, R20 отвечают за отображение десятичных точек дисплея.

 

Рис. 3. Принципиальная схема мультиметра М832

Диапазон рабочих входных напряжений Umax напрямую зависит от уровня регулируемого опорного напряжения на выводах 36 и 35 и составляет:
 

Стабильность и точность показаний дисплея зависят от стабильности этого опорного напряжения. Показания дисплея N зависят от входного напряжения UBX и выражаются числом:

 

Рассмотрим работу прибора в основных режимах.


Измерение напряжения

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения представлена на рис. 4. При измерении постоянного напряжения входной сигнал подается на R1…R6, с выхода которого через переключатель (по схеме 1-8/1… 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот резистор, кроме того, при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ образует фильтр нижних частот. Далее сигнал поступает на прямой вход микросхемы АЦП, вывод 31. На инверсный вход микросхемы подается потенциал общего вывода, вырабатываемый источником стабилизированного напряжения 3 В, вывод 32.
 

Рис. 4. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения

При измерениях переменного напряжения оно выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1. Резисторы R1 и R2 подобраны таким образом, чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор показывал правильное значение. Защита АЦП обеспечивается делителем R1…R6 и резистором R17.

Измерение тока
 

Рис. 5. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока представлена на рис. 5. В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы RO, R8, R7 и R6, коммутируемые в зависимости от диапазона измерения. Падение напряжения на этих резисторах через R17 подается на вход АЦП, и результат выводится на дисплей. Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.


Измерение сопротивления


 

Рис. 6. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой (2). На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +LJ протекает через опорный резистор Ron и измеряемый резистор Rx (токи входов 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы) и соотношение UBX и Uon равно соотношению сопротивлений резисторов Rx и Ron. В качестве опорных резисторов используются R1….R6, в качестве токозадающих используются R10 и R103. Защита АЦП обеспечивается терморезистором R18 [в некоторых дешевых моделях используются обычные резисторы номиналом 1…2 кОм), транзистором Q1 в режиме стабилитрона (устанавливается не всегда) и резисторами R35, R16 и R17 на входах 36, 35 и 31 АЦП.


Режим прозвонки

В схеме прозвонки используется микросхема IC2 (LM358), содержащая два операционных усилителя. На одном усилителе собран звуковой генератор, на другом — компаратор. При напряжении на входе компаратора (вывод 6) меньше порогового, на его выходе (вывод 7) устанавливается низкое напряжение, открывающее ключ на транзисторе Q101, в результате чего раздается звуковой сигнал. Порог определяется делителем R103, R104. Защита обеспечивается резистором R106 на входе компаратора.


Дефекты мультиметров

Все неисправности можно разделить на заводской брак (и такое бывает) и повреждения, вызванные ошибочными действиями оператора.

Поскольку в мультиметрах используется плотный монтаж, то возможны замыкания элементов, плохие пайки и поломка выводов элементов, особенно расположенных по краям платы. Ремонт неисправного прибора следует начинать с визуального осмотра печатной платы. Наиболее часто встречающиеся заводские дефекты мультиметров М832 приведены в таблице.

Заводские дефекты мультиметров М832

Проявление дефектаВозможная причинаУстранение дефекта
При включении прибора дисплей загорается и затем плавно гаснет Неисправность задающего генератора микросхемы АЦП, сигнал с которого подается на подложку ЖК-дисплея Проверить элементы С1 и R15
При включении прибора дисплей загорается и затем плавно гаснет. При снятой задней крышке прибор нормально работает При закрытой задней крышке прибора контактная винтовая пружина ложится на резистор R15 и замыкает цепь задающего генератора Отогнуть или чуть укоротить пружину
При включении прибора в режим измерения напряжения показания дисплея меняются от 0 до 1 Неисправны или плохо пропаяны цепи интегратора: конденсаторы С4, С5 и С2 и резистор R14 Пропаять или заменить С2, С4, С5, R14
Прибор долго обнуляет показания Низкое качество конденсатора СЗ на входе АЦП (вывод 31) Заменить СЗ на конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
При измерении сопротивлений показания дисплея долго устанавливаются Низкое качество конденсатора С5 (цепь автокоррекции нуля) Заменить С5 на конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
Прибор неправильно работает во всех режимах, микросхема IC1 перегревается. Замкнулись между собой длинные выводы разъема для проверки транзисторов Разомкнуть выводы разъема
При измерении переменного напряжения показания прибора «плывут», например, вместо 220 В изменяются от 200 В до 240 В Потеря емкости конденсатора СЗ. Возможна плохая пайка его выводов или просто отсутствие этого конденсатора Заменить СЗ на исправный конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
При включении мультиметр или постоянно пищит, или наоборот, молчит в режиме прозвонки соединений Плохая пайка выводов микросхемы Ю2 Пропаять выводы IC2
Сегменты на дисплее пропадают и появляются Плохой контакт ЖК-дисплея и контактов платы мультиметра через токопроводящие резиновые вставки Для восстановления надежного контакта нужно:
• поправить токопроводящие резинки;
• протереть спиртом соответствующие контактные площадки на печатной плате;
• облудить эти контакты на плате

Исправность ЖК-дисплея можно проверить с помощью источника переменного напряжения частотой 50…60 Гц и амплитудой в несколько вольт. В качестве такого источника переменного напряжения можно взять мультиметр М832, у которого есть режим генерации меандра. Для проверки дисплея следует положить его на ровную поверхность дисплеем вверх, подсоединить один щуп мультиметра М832 к общему выводу индикатора (нижний ряд, левый вывод), а другой щуп мультиметра прикладывать поочередно к остальным выводам дисплея. Если удается получить зажигание всех сегментов дисплея, значит, он исправен.

Вышеописанные неисправности могут появиться и в процессе эксплуатации. Следует отметить, что в режиме измерения постоянного напряжения прибор редко выходит из строя, т.к. хорошо защищен от перегрузок по входу. Основные проблемы возникают при измерении тока или сопротивления.

Ремонт неисправного прибора следует начинать с проверки питающего напряжения и работоспособности АЦП: напряжения стабилизации 3 В и отсутствия пробоя между выводами питания и общим выводом АЦП.

В режиме измерения тока при использовании входов V, Ω и mА, несмотря на наличие предохранителя, возможны случаи, когда предохранитель сгорает позже, чем успевают пробиться предохранительные диоды D2 или D3. Если в мультиметре установлен предохранитель, не соответствующий требованиям инструкции, то в этом случае возможно выгорание сопротивлений R5…R8, причем визуально на сопротивлениях это может никак не проявиться. В первом случае, когда пробивается только диод, дефект проявляется только в режиме измерения тока: ток через прибор протекает, но дисплей показывает нули. В случае выгорания резисторов R5 или R6 в режиме измерения напряжения прибор будет завышать показания или показывать перегрузку. При полном сгорании одного или обоих резисторов прибор не обнуляется в режиме измерения напряжения, но при замыкании входов дисплей устанавливается на нуль. При сгорании резисторов R7 или R8 на диапазонах измерения тока 20 мА и 200 мА прибор будет показывать перегрузку, а в диапазоне 10 А — только нули.

В режиме измерения сопротивления повреждения происходят, как правило, в диапазонах 200 Ом и 2000 Ом. В этом случае при подаче на вход напряжения могут сгорать резисторы R5, R6, R10, R18, транзистор Q1 и пробиваться конденсатор Сб. Если полностью пробит транзистор Q1, то при измерении сопротивления прибор будет показывать нули. При неполном пробое транзистора мультиметр с разомкнутыми щупами будет показывать сопротивление этого транзистора. В режимах измерения напряжения и тока транзистор замыкается переключателем накоротко и на показания мультиметра не влияет. При пробое конденсатора С6 мультиметр не будет измерять напряжение в диапазонах 20 В, 200 В и 1000 В или существенно занижать показания в этих диапазонах.

В случае отсутствия индикации на дисплее при наличии питания на АЦП или визуально заметного выгорания большого количества элементов схемы существует большая вероятность повреждения АЦП. Исправность АЦП проверяется контролем напряжения источника стабилизированного напряжения 3 В. На практике АЦП выгорает только при подаче на вход высокого напряжения, гораздо выше 220 В. Очень часто при этом в компаунде бескорпусного АЦП появляются трещины, повышается ток потребления микросхемы, что приводит к ее заметному нагреву.

При подаче на вход прибора очень высокого напряжения в режиме измерения напряжения может произойти пробой по элементам (резисторам) и по печатной плате, в случае режима измерения напряжения схема защищена делителем на сопротивлениях R1 …R6.

У дешевых моделей серии DT длинные выводы деталей могут закорачиваться на экран, расположенный на задней крышке прибора, нарушая работу схемы. У Mastech такие дефекты не наблюдаются.

Источник стабилизированного напряжения 3 В в АЦП у дешевых китайских моделей может на практике давать напряжение 2,6…3,4 В, а у некоторых приборов перестает работать уже при напряжении питающей батареи 8,5 В.

В моделях DT используются низкокачественные АЦП, они очень чувствительны к номиналам цепочки интегратора С4 и R14. В мультиметрах фирмы Mastech высококачественные АЦП позволяют использовать элементы близких номиналов.

Часто в мультиметрах DT при разомкнутых щупах в режиме измерения сопротивления прибор очень долго подходит к значению перегрузки («1» на дисплее) или не устанавливается совсем. «Вылечить» некачественную микросхему АЦП можно уменьшив номинал сопротивления R14 с 300 до 100 кОм.

При измерении сопротивлений в верхней части диапазона прибор «заваливает» показания, например, при измерении резистора сопротивлением 19,8 кОм показывает 19,3 кОм. «Лечится» заменой конденсатора С4 на конденсатор величиной 0,22…0,27 мкФ.

Эффективным способом поиска причины неисправности является прозвонка выводов микросхемы аналого-цифрового преобразователя следующим образом. Используется еще один, разумеется, исправный, цифровой мультиметр. Он включается в режим проверки диодов. Черный щуп, как обычно, устанавливается в гнездо СОМ, а красный в гнездо VQmA. Красный щуп прибора подсоединяется к выводу 26 [минус питания), а черный поочередно касается каждой ножки микросхемы АЦП. Поскольку на входах аналого-цифрового преобразователя установлены защитные диоды в обратном включении, то при таком подключении они должны открыться, что будет отражено на дисплее как падение напряжения на открытом диоде. Реальная величина этого напряжения на дисплее будет несколько больше, т.к. в схеме включены резисторы. Точно так же проверяются все выводы АЦП при подключении черного щупа к выводу 1 [плюсу питания АЦП) и поочередного касания остальных выводов микросхемы. Показания прибора должны быть аналогичными. Но если поменять полярность включения при этих проверках на противоположную, то прибор должен показывать всегда обрыв, т.к. входное сопротивление исправной микросхемы очень велико. Таким образом, неисправными можно считать выводы, которые показывают конечное сопротивление при любой полярности подключения к микросхеме. Если же прибор показывает обрыв при любом подключении исследуемого вывода, то это на девяносто процентов говорит о внутреннем обрыве. Указанный способ проверки достаточно универсален и может применяться при проверке различных цифровых и аналоговых микросхем.

Бывают неисправности, связанные с некачественными контактами на галетном переключателе, прибор работает только при нажатом галетнике. Фирмы, производящие дешевые мультиметры, редко покрывают дорожки под галетным переключателем смазкой, отчего они быстро окисляются. Часто дорожки бывают чем-нибудь загрязнены. Ремонтируется следующим образом: из корпуса вынимается печатная плата, и дорожки переключателя протираются спиртом. Затем наносится тонкий слой технического вазелина. Все, прибор починен.

Бывает, что изготовители дешевых мультиметров ставят низкокачественные операционные усилители в цепи звукового генератора, и тогда при включении прибора раздается жужжание зуммера. Этот дефект устраняется подпаиванием электролитического конденсатора номиналом 5 мкФ параллельно цепи питания. Если при этом не обеспечивается устойчивая работа звукового генератора, то необходимо заменить операционный усилитель на LM358P.

Часто встречается такая неприятность, как вытекание батареи. Небольшие капли электролита можно протереть спиртом, но если плату залило сильно, то хорошие результаты можно получить, промыв ее горячей водой с хозяйственным мылом. Сняв индикатор и отпаяв пищалку, с помощью щетки, например зубной, нужно тщательно намылить плату с обеих сторон и промыть под струей воды из-под крана. Повторив мойку 2…3 раза, плату высушивают и устанавливают в корпус.

Удачного ремонта.

Похожие статьи:

Электросхема и ремонт мультиметра DT 832 — RadioRadar

Невозможно представить рабочий стол ремонтника без удобного недорогого цифрового мультиметра. В этой статье рассмотрено устройство цифровых мультиметров 830-й серии, наиболее часто встречающиеся неисправности и способы их устранения.

В настоящее время выпускается огромное разнообразие цифровых измерительных приборов различной степени сложности, надежности и качества. Основой всех современных цифровых мультиметров является интегральный аналого-цифровой преобразователь напряжения (АЦП). Одним из первых таких АЦП, пригодных для построения недорогих портативных измерительных приборов, был преобразователь на микросхеме ICL71O6, выпущенной фирмой MAXIM. В результате было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как М830В, М830, М832, М838. Вместо буквы М может стоять DT. В настоящее время эта серия приборов является самой распространенной и самой повторяемой в мире. Ее базовые возможности: измерение постоянных и переменных напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм), измерение постоянных токов до 10 А, измерение сопротивлений до 2 МОм, тестирование диодов и транзисторов. Кроме того, в некоторых моделях есть режим звуковой прозвонки соединений, измерения температуры с термопарой и без термопары, генерации меандра частотой 50…60 Гц или 1 кГц. Основной изготовитель мультиметров этой серии — фирма Precision Mastech Enterprises (Гонконг).

Схема и работа прибора

Структурная схема АЦП 7106
Рис. 1. Структурная схема АЦП 7106

Основа мультиметра — АЦП IC1 типа 7106 (ближайший отечественный аналог — микросхема 572ПВ5). Его структурная схема приведена на рис. 1, а цоколевка для исполнения в корпусе DIP-40 — на рис. 2. Перед ядром 7106 могут стоять разные префиксы в зависимости от производителя: ICL7106, ТС7106 и т.д. В последнее время все чаще используются бескорпусные микросхемы (DIE chips), кристалл которых припаивается непосредственно на печатную плату.

Цоколевка АЦП 7106 в корпусе DIP-40
Рис. 2. Цоколевка АЦП 7106 в корпусе DIP-40

Рассмотрим схему мультиметра М832 фирмы Mastech (рис. 3). На вывод 1 IC1 подается положительное напряжение питания батареи 9 В, на вывод 26 — отрицательное. Внутри АЦП находится источник стабилизированного напряжения 3 В, его вход соединен с выводом 1 IC1, а выход — с выводом 32.


вод 32 подсоединяется к общему выводу мультиметра и гальванически связан с входом СОМ прибора. Разность напряжений между выводами 1 и 32 составляет примерно 3 В в широком диапазоне питающих напряжений — от номинального до 6,5 В. Это стабилизированное напряжение подается на регулируемый делитель R11, VR1, R13, ас его выхода -на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений). Делителем задается потенциал U ег на выводе 36, равный 100 мВ. Резисторы R12, R25 и R26 выполняют защитные функции. Транзистор Q102 и резисторы R109, R110nR111 отвечают за индикацию разряда батареи питания. Конденсаторы С7, С8 и резисторы R19, R20 отвечают за отображение десятичных точек дисплея.

Принципиальная схема мультиметра М832
Рис. 3. Принципиальная схема мультиметра М832

Диапазон рабочих входных напряжений Umax напрямую зависит от уровня регулируемого опорного напряжения на выводах 36 и 35 и составляет:
izmer48-4.gif

Стабильность и точность показаний дисплея зависят от стабильности этого опорного напряжения. Показания дисплея N зависят от входного напряжения UBX и выражаются числом:
izmer48-5.gif

Рассмотрим работу прибора в основных режимах.

Измерение напряжения

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения представлена на рис. 4. При измерении постоянного напряжения входной сигнал подается на R1…R6, с выхода которого через переключатель (по схеме 1-8/1… 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот резистор, кроме того, при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ образует фильтр нижних частот. Далее сигнал поступает на прямой вход микросхемы АЦП, вывод 31. На инверсный вход микросхемы подается потенциал общего вывода, вырабатываемый источником стабилизированного напряжения 3 В, вывод 32.


Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения
Рис. 4. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения

При измерениях переменного напряжения оно выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1. Резисторы R1 и R2 подобраны таким образом, чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор показывал правильное значение. Защита АЦП обеспечивается делителем R1…R6 и резистором R17.

Измерение тока

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока
Рис. 5. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока представлена на рис. 5. В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы RO, R8, R7 и R6, коммутируемые в зависимости от диапазона измерения. Падение напряжения на этих резисторах через R17 подается на вход АЦП, и результат выводится на дисплей. Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.

Измерение сопротивления


Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления
Рис. 6. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой (2). На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +LJ протекает через опорный резистор Ron и измеряемый резистор Rx (токи входов 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы) и соотношение UBX и Uon равно соотношению сопротивлений резисторов Rx и Ron. В качестве опорных резисторов используются R1….R6, в качестве токозадающих используются R10 и R103. Защита АЦП обеспечивается терморезистором R18 [в некоторых дешевых моделях используются обычные резисторы номиналом 1…2 кОм), транзистором Q1 в режиме стабилитрона (устанавливается не всегда) и резисторами R35, R16 и R17 на входах 36, 35 и 31 АЦП.

Режим прозвонки

В схеме прозвонки используется микросхема IC2 (LM358), содержащая два операционных усилителя. На одном усилителе собран звуковой генератор, на другом — компаратор. При напряжении на входе компаратора (вывод 6) меньше порогового, на его выходе (вывод 7) устанавливается низкое напряжение, открывающее ключ на транзисторе Q101, в результате чего раздается звуковой сигнал. Порог определяется делителем R103, R104. Защита обеспечивается резистором R106 на входе компаратора.

Дефекты мультиметров

Все неисправности можно разделить на заводской брак (и такое бывает) и повреждения, вызванные ошибочными действиями оператора.

Поскольку в мультиметрах используется плотный монтаж, то возможны замыкания элементов, плохие пайки и поломка выводов элементов, особенно расположенных по краям платы. Ремонт неисправного прибора следует начинать с визуального осмотра печатной платы. Наиболее часто встречающиеся заводские дефекты мультиметров М832 приведены в таблице.

Заводские дефекты мультиметров М832



Проявление дефекта Возможная причина Устранение дефекта
При включении прибора дисплей загорается и затем плавно гаснет Неисправность задающего генератора микросхемы АЦП, сигнал с которого подается на подложку ЖК-дисплея Проверить элементы С1 и R15
При включении прибора дисплей загорается и затем плавно гаснет. При снятой задней крышке прибор нормально работает При закрытой задней крышке прибора контактная винтовая пружина ложится на резистор R15 и замыкает цепь задающего генератора Отогнуть или чуть укоротить пружину
При включении прибора в режим измерения напряжения показания дисплея меняются от 0 до 1 Неисправны или плохо пропаяны цепи интегратора: конденсаторы С4, С5 и С2 и резистор R14 Пропаять или заменить С2, С4, С5, R14
Прибор долго обнуляет показания Низкое качество конденсатора СЗ на входе АЦП (вывод 31) Заменить СЗ на конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
При измерении сопротивлений показания дисплея долго устанавливаются Низкое качество конденсатора С5 (цепь автокоррекции нуля) Заменить С5 на конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
Прибор неправильно работает во всех режимах, микросхема IC1 перегревается. Замкнулись между собой длинные выводы разъема для проверки транзис

устройство и ремонт — Меандр — занимательная электроника

Невозможно представить рабочий стол ремонтника без удобного недорогого цифрового мультиметра. В этой статье рассмотрено устройство цифровых мультиметров 830-й серии, наиболее часто встречающиеся неисправности и способы их устранения.
В настоящее время выпускается огромное разнообразие цифровых измерительных приборов различной степени сложности, надежности и качества. Основой всех современных цифровых мультиметров является интегральный аналого-цифровой преобразователь напряжения (АЦП). Одним из первых таких АЦП, пригодных для построения недорогих портативных измерительных приборов, был преобразователь на микросхеме ICL71O6, выпущенной фирмой MAXIM. В результате было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как М830В, М830, М832, М838. Вместо буквы М может стоять DT. В настоящее время эта серия приборов является самой распространенной и самой повторяемой в мире. Ее базовые возможности: измерение постоянных и переменных напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм), измерение постоянных токов до 10 А, измерение сопротивлений до 2 МОм, тестирование диодов и транзисторов. Кроме того, в некоторых моделях есть режим звуковой прозвонки соединений, измерения температуры с термопарой и без термопары, генерации меандра частотой 50…60 Гц или 1 кГц. Основной изготовитель мультиметров этой серии — фирма Precision Mastech Enterprises (Гонконг).

Схема и работа прибора

Рис. 1. Структурная схема АЦП 7106

Основа мультиметра — АЦП IC1 типа 7106 (ближайший отечественный аналог — микросхема 572ПВ5). Его структурная схема приведена на рис. 1, а цоколевка для исполнения в корпусе DIP-40 — на рис. 2. Перед ядром 7106 могут стоять разные префиксы в зависимости от производителя: ICL7106, ТС7106 и т.д. В последнее время все чаще используются бескорпусные микросхемы (DIE chips), кристалл которых припаивается непосредственно на печатную плату.

Рис. 2. Цоколевка АЦП 7106 в корпусе DIP-40

Рассмотрим схему мультиметра М832 фирмы Mastech (рис. 3). На вывод 1 IC1 подается положительное напряжение питания батареи 9 В, на вывод 26 — отрицательное. Внутри АЦП находится источник стабилизированного напряжения 3 В, его вход соединен с выводом 1 IC1, а выход — с выводом 32. Вывод 32 подсоединяется к общему выводу мультиметра и гальванически связан с входом СОМ прибора. Разность напряжений между выводами 1 и 32 составляет примерно 3 В в широком диапазоне питающих напряжений — от номинального до 6,5 В. Это стабилизированное напряжение подается на регулируемый делитель R11, VR1, R13, ас его выхода -на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений). Делителем задается потенциал U ег на выводе 36, равный 100 мВ. Резисторы R12, R25 и R26 выполняют защитные функции. Транзистор Q102 и резисторы R109, R110nR111 отвечают за индикацию разряда батареи питания. Конденсаторы С7, С8 и резисторы R19, R20 отвечают за отображение десятичных точек дисплея.

Рис. 3. Принципиальная схема мультиметра М832

Диапазон рабочих входных напряжений Umax напрямую зависит от уровня регулируемого опорного напряжения на выводах 36 и 35 и составляет:

Стабильность и точность показаний дисплея зависят от стабильности этого опорного напряжения. Показания дисплея N зависят от входного напряжения UBX и выражаются числом: Рассмотрим работу прибора в основных режимах.

Измерение напряжения
Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения представлена на рис. 4. При измерении постоянного напряжения входной сигнал подается на R1…R6, с выхода которого через переключатель (по схеме 1-8/1… 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот резистор, кроме того, при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ образует фильтр нижних частот. Далее сигнал поступает на прямой вход микросхемы АЦП, вывод 31. На инверсный вход микросхемы подается потенциал общего вывода, вырабатываемый источником стабилизированного напряжения 3 В, вывод 32.

Рис. 4. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения

При измерениях переменного напряжения оно выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1. Резисторы R1 и R2 подобраны таким образом, чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор показывал правильное значение. Защита АЦП обеспечивается делителем R1…R6 и резистором R17.

Измерение тока

Рис. 5. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока представлена на рис. 5. В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы RO, R8, R7 и R6, коммутируемые в зависимости от диапазона измерения. Падение напряжения на этих резисторах через R17 подается на вход АЦП, и результат выводится на дисплей. Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.

Измерение сопротивления

Рис. 6. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления

Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой (2). На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +LJ протекает через опорный резистор Ron и измеряемый резистор Rx (токи входов 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы) и соотношение UBX и Uon равно соотношению сопротивлений резисторов Rx и Ron. В качестве опорных резисторов используются R1….R6, в качестве токозадающих используются R10 и R103. Защита АЦП обеспечивается терморезистором R18 [в некоторых дешевых моделях используются обычные резисторы номиналом 1…2 кОм), транзистором Q1 в режиме стабилитрона (устанавливается не всегда) и резисторами R35, R16 и R17 на входах 36, 35 и 31 АЦП.

Режим прозвонки

В схеме прозвонки используется микросхема IC2 (LM358), содержащая два операционных усилителя. На одном усилителе собран звуковой генератор, на другом — компаратор. При напряжении на входе компаратора (вывод 6) меньше порогового, на его выходе (вывод 7) устанавливается низкое напряжение, открывающее ключ на транзисторе Q101, в результате чего раздается звуковой сигнал. Порог определяется делителем R103, R104. Защита обеспечивается резистором R106 на входе компаратора.

Дефекты мультиметров

Все неисправности можно разделить на заводской брак (и такое бывает) и повреждения, вызванные ошибочными действиями оператора.

Поскольку в мультиметрах используется плотный монтаж, то возможны замыкания элементов, плохие пайки и поломка выводов элементов, особенно расположенных по краям платы. Ремонт неисправного прибора следует начинать с визуального осмотра печатной платы.

Исправность ЖК-дисплея можно проверить с помощью источника переменного напряжения частотой 50…60 Гц и амплитудой в несколько вольт. В качестве такого источника переменного напряжения можно взять мультиметр М832, у которого есть режим генерации меандра. Для проверки дисплея следует положить его на ровную поверхность дисплеем вверх, подсоединить один щуп мультиметра М832 к общему выводу индикатора (нижний ряд, левый вывод), а другой щуп мультиметра прикладывать поочередно к остальным выводам дисплея. Если удается получить зажигание всех сегментов дисплея, значит, он исправен.
Вышеописанные неисправности могут появиться и в процессе эксплуатации. Следует отметить, что в режиме измерения постоянного напряжения прибор редко выходит из строя, т.к. хорошо защищен от перегрузок по входу. Основные проблемы возникают при измерении тока или сопротивления.
Ремонт неисправного прибора следует начинать с проверки питающего напряжения и работоспособности АЦП: напряжения стабилизации 3 В и отсутствия пробоя между выводами питания и общим выводом АЦП.
В режиме измерения тока при использовании входов V, Ω и mА, несмотря на наличие предохранителя, возможны случаи, когда предохранитель сгорает позже, чем успевают пробиться предохранительные диоды D2 или D3. Если в мультиметре установлен предохранитель, не соответствующий требованиям инструкции, то в этом случае возможно выгорание сопротивлений R5…R8, причем визуально на сопротивлениях это может никак не проявиться. В первом случае, когда пробивается только диод, дефект проявляется только в режиме измерения тока: ток через прибор протекает, но дисплей показывает нули. В случае выгорания резисторов R5 или R6 в режиме измерения напряжения прибор будет завышать показания или показывать перегрузку. При полном сгорании одного или обоих резисторов прибор не обнуляется в режиме измерения напряжения, но при замыкании входов дисплей устанавливается на нуль. При сгорании резисторов R7 или R8 на диапазонах измерения тока 20 мА и 200 мА прибор будет показывать перегрузку, а в диапазоне 10 А — только нули.
В режиме измерения сопротивления повреждения происходят, как правило, в диапазонах 200 Ом и 2000 Ом. В этом случае при подаче на вход напряжения могут сгорать резисторы R5, R6, R10, R18, транзистор Q1 и пробиваться конденсатор Сб. Если полностью пробит транзистор Q1, то при измерении сопротивления прибор будет показывать нули. При неполном пробое транзистора мультиметр с разомкнутыми щупами будет показывать сопротивление этого транзистора. В режимах измерения напряжения и тока транзистор замыкается переключателем накоротко и на показания мультиметра не влияет. При пробое конденсатора С6 мультиметр не будет измерять напряжение в диапазонах 20 В, 200 В и 1000 В или существенно занижать показания в этих диапазонах.
В случае отсутствия индикации на дисплее при наличии питания на АЦП или визуально заметного выгорания большого количества элементов схемы существует большая вероятность повреждения АЦП. Исправность АЦП проверяется контролем напряжения источника стабилизированного напряжения 3 В. На практике АЦП выгорает только при подаче на вход высокого напряжения, гораздо выше 220 В. Очень часто при этом в компаунде бескорпусного АЦП появляются трещины, повышается ток потребления микросхемы, что приводит к ее заметному нагреву.
При подаче на вход прибора очень высокого напряжения в режиме измерения напряжения может произойти пробой по элементам (резисторам) и по печатной плате, в случае режима измерения напряжения схема защищена делителем на сопротивлениях R1 …R6.
У дешевых моделей серии DT длинные выводы деталей могут закорачиваться на экран, расположенный на задней крышке прибора, нарушая работу схемы. У Mastech такие дефекты не наблюдаются.
Источник стабилизированного напряжения 3 В в АЦП у дешевых китайских моделей может на практике давать напряжение 2,6…3,4 В, а у некоторых приборов перестает работать уже при напряжении питающей батареи 8,5 В.
В моделях DT используются низкокачественные АЦП, они очень чувствительны к номиналам цепочки интегратора С4 и R14. В мультиметрах фирмы Mastech высококачественные АЦП позволяют использовать элементы близких номиналов.
Часто в мультиметрах DT при разомкнутых щупах в режиме измерения сопротивления прибор очень долго подходит к значению перегрузки («1» на дисплее) или не устанавливается совсем. «Вылечить» некачественную микросхему АЦП можно уменьшив номинал сопротивления R14 с 300 до 100 кОм.
При измерении сопротивлений в верхней части диапазона прибор «заваливает» показания, например, при измерении резистора сопротивлением 19,8 кОм показывает 19,3 кОм. «Лечится» заменой конденсатора С4 на конденсатор величиной 0,22…0,27 мкФ.
Поскольку дешевые китайские фирмы используют низкокачественные бескорпусные АЦП, то нередки случаи обрыва выводов, при этом определить причину неисправности очень трудно и проявляться она может по-разному, в зависимости от оборванного вывода. Например, не горит один из выводов индикатора. Поскольку в мультиметрах используются дисплеи со статической индикацией, то для определения причины неисправности необходимо проверить напряжение на соответствующем выводе микросхемы АЦП, оно должно быть около 0,5 В относительно общего вывода. Если оно равно нулю, то неисправен АЦП.
Эффективным способом поиска причины неисправности является прозвонка выводов микросхемы аналого-цифрового преобразователя следующим образом. Используется еще один, разумеется, исправный, цифровой мультиметр. Он включается в режим проверки диодов. Черный щуп, как обычно, устанавливается в гнездо СОМ, а красный в гнездо VQmA. Красный щуп прибора подсоединяется к выводу 26 [минус питания), а черный поочередно касается каждой ножки микросхемы АЦП. Поскольку на входах аналого-цифрового преобразователя установлены защитные диоды в обратном включении, то при таком подключении они должны открыться, что будет отражено на дисплее как падение напряжения на открытом диоде. Реальная величина этого напряжения на дисплее будет несколько больше, т.к. в схеме включены резисторы. Точно так же проверяются все выводы АЦП при подключении черного щупа к выводу 1 [плюсу питания АЦП) и поочередного касания остальных выводов микросхемы. Показания прибора должны быть аналогичными. Но если поменять полярность включения при этих проверках на противоположную, то прибор должен показывать всегда обрыв, т.к. входное сопротивление исправной микросхемы очень велико. Таким образом, неисправными можно считать выводы, которые показывают конечное сопротивление при любой полярности подключения к микросхеме. Если же прибор показывает обрыв при любом подключении исследуемого вывода, то это на девяносто процентов говорит о внутреннем обрыве. Указанный способ проверки достаточно универсален и может применяться при проверке различных цифровых и аналоговых микросхем.
Бывают неисправности, связанные с некачественными контактами на галетном переключателе, прибор работает только при нажатом галетнике. Фирмы, производящие дешевые мультиметры, редко покрывают дорожки под галетным переключателем смазкой, отчего они быстро окисляются. Часто дорожки бывают чем-нибудь загрязнены. Ремонтируется следующим образом: из корпуса вынимается печатная плата, и дорожки переключателя протираются спиртом. Затем наносится тонкий слой технического вазелина. Все, прибор починен.
У приборов серии DT бывает иногда так, что переменное напряжение измеряется со знаком минус. Это указывает на неправильную установку D1, обычно из-за неправильной маркировки на корпусе диода.
Случается, что изготовители дешевых мультиметров ставят низкокачественные операционные усилители в цепи звукового генератора, и тогда при включении прибора раздается жужжание зуммера. Этот дефект устраняется подпаиванием электролитического конденсатора номиналом 5 мкФ параллельно цепи питания. Если при этом не обеспечивается устойчивая работа звукового генератора, то необходимо заменить операционный усилитель на LM358P.
Часто встречается такая неприятность, как вытекание батареи. Небольшие капли электролита можно протереть спиртом, но если плату залило сильно, то хорошие результаты можно получить, промыв ее горячей водой с хозяйственным мылом. Сняв индикатор и отпаяв пищалку, с помощью щетки, например зубной, нужно тщательно намылить плату с обеих сторон и промыть под струей воды из-под крана. Повторив мойку 2…3 раза, плату высушивают и устанавливают в корпус.
В большинстве приборов, выпускаемых в последнее время, применяются бескорпусные (DIE chips) АЦП. Кристалл устанавливается непосредственно на печатную плату и заливается смолой. К сожалению, это значительно снижает ремонтопригодность приборов, т.к. при выходе АЦП из строя, что встречается достаточно часто, заменить его трудно. Приборы с бескорпусными АЦП иногда бывают чувствительны к яркому свету. Например, при работе рядом с настольной лампой погрешность измерений может возрасти. Дело в том, что индикатор и плата прибора обладают некоторой прозрачностью, и свет, проникая сквозь них, попадает на кристалл АЦП, вызывая фотоэффект. Для устранения этого недостатка нужно вынуть плату и, сняв индикатор, заклеить место расположения кристалла АЦП (его хорошо видно сквозь плату) плотной бумагой.
При покупке мультиметров DT следует обратить внимание на качество механики переключателя, следует обязательно прокрутить галетный переключатель мультиметра несколько раз, чтобы убедиться, что переключение происходит четко и без заеданий: дефекты пластмассы не поддаются ремонту.

Как починить мультиметр своими руками

Самостоятельно организовать и произвести ремонт мультиметра вполне по силам каждому пользователю, хорошо знакомому с азами электроники и электротехники. Но прежде чем приступать к такому ремонту необходимо попробовать разобраться с характером возникшего повреждения.

Визуально обнаруживаемые дефекты (заводской брак)

Проверить исправность прибора на начальной стадии ремонта удобнее всего путём осмотра его электронной схемы. Для данного случая разработаны следующие правила поиска неисправностей:

  • необходимо тщательно обследовать печатную плату мультиметра, на которой могут иметься хорошо различимые заводские недоработки и ошибки;
  • особое внимание должно уделяться наличию нежелательных замыканий и некачественной пайки, а также дефектам на выводах по краям платы (в районе подключения дисплея). Для ремонта придется применить пайку;
  • заводские ошибки чаще всего проявляются в том, что мультиметр показывает не то, что он должен по инструкции, в связи с чем его дисплей обследуется в первую очередь.

Если мультиметр выдает неправильные показания во всех режимах и микросхема IC1 нагревается, то надо осмотреть разъемы для проверки транзисторов. Если длинные выводы замкнулись, то ремонт будет заключаться всего-навсего в их размыкании.

В общей же сложности визуально определяемых неисправностей может набраться достаточное количество. С некоторыми из них вы можете ознакомиться в таблице и затем устранить своими руками. (по адресу: http://myfta.ru/articles/remont-multimetrov.) Перед ремонтом необходимо изучить схемы мультиметра, которая обычно дается в паспорте.

Проверка дисплея

Если хотят проверить исправность и провести ремонт индикатора мультиметра, то обычно прибегают к помощи дополнительного прибора, выдающего сигнал подходящей частоты и амплитуды (50-60 Гц и единицы вольт). При его отсутствии можно воспользоваться мультиметром типа M832 с функцией генерации прямоугольных импульсов (меандра).

Для диагностики и ремонта дисплея мультиметра необходимо вынуть рабочую плату из корпуса прибора и выбрать удобное для проверки контактов индикатора положение (экраном вверх).

После этого следует присоединить конец одного щупа к общему выводу исследуемого индикатора (он расположен в нижнем ряду, крайний слева), а другим концом поочередно прикасаться к сигнальным выводам дисплея.

При этом все его сегменты должны загораться один за другим согласно разводке сигнальных шин, с которой следует ознакомиться отдельно. Нормальное «срабатывание» проверяемых сегментов во всех режимах свидетельствует о том, что дисплей исправен.

Дополнительная информация. Указанная неисправность чаще всего проявляется в процессе эксплуатации цифрового мультиметра, в котором его измерительная часть выходит из строя и нуждается в ремонте крайне редко (при условии, что соблюдаются требования инструкции).

Последнее замечание касается лишь постоянных величин, при измерении которых мультиметр хорошо защищён по перегрузкам. Серьёзные затруднения с выявлением причин отказа прибора чаще всего встречаются при определении сопротивлений участка цепи и в режиме прозвонки.

Неполадки, связанные с проверкой сопротивлений

В данном режиме характерные неисправности, как правило, проявляются в измерительных диапазонах до 200 и до 2000 Ом. При попадании на вход постороннего напряжения, как правило, сгорают резисторы под обозначениями R5, R6, R10, R18, а также транзистор Q1. Кроме того, нередко пробивается и конденсатор C6. Последствия воздействия постороннего потенциала проявляются следующим образом:

  1. при полностью «выгоревшем» триоде Q1 при определении сопротивления мультиметр показывает одни нули;
  2. в случае неполного пробоя транзистора прибор с разомкнутыми концами должен показывать сопротивление его перехода.

В других режимах измерения этот транзистор замкнут накоротко и поэтому влияния на показания дисплея не оказывает.

При пробое C6 мультиметр не будет работать на измерительных пределах 20, 200 и 1000 Вольт (не исключён и вариант сильного занижения показания).

Если мультиметр постоянно пищит при прозвонке или молчит, то причиной может быть некачественная пайка выводов микросхемы IC2. Ремонт заключается в тщательной пайке.

Неполадки в АЦП

Обследование и ремонт неработающего мультиметра, неисправность которого не связана с уже рассмотренными случаями, рекомендуется начинать с проверки напряжения 3 Вольта на питающей шине АЦП. При этом в первую очередь необходимо убедиться в том, что отсутствует пробой между питающим выводом и общей клеммой преобразователя.

Пропадание элементов индикации на экране дисплея при наличии питающего преобразователь напряжения с большой долей вероятности свидетельствует о повреждении его схемы. Такой же вывод можно сделать и при выгорании значительного количества схемных элементов, расположенных поблизости от АЦП.

На практике этот узел «выгорает» лишь при попадании на его вход достаточно высокого напряжения (более 220 Вольт), что проявляется визуально в виде трещин в компаунде модуля.

Тестирование АЦП

Прежде чем говорить о ремонте, необходимо провести проверку. Простым способом тестирования АЦП на пригодность к дальнейшей эксплуатации является прозвонка его выводов с использованием заведомо исправного мультиметра того же класса. Отметим, что для такой проверки не подходит случай, когда второй мультиметр неправильно показывает результаты измерений.

При подготовке к работе прибор переводится в режим «прозвонки» диодов, а измерительный конец провода в красной изоляции подсоединяется к выводу микросхемы «минус питания». Вслед за этим чёрным щупом последовательно касаются каждой из её сигнальных ножек.

Так как на входах схемы имеются защитные диоды, включённые в обратном направлении, после подачи прямого напряжения от стороннего мультиметра они должны открыться.

Факт их открытия фиксируется на дисплее в виде падения напряжения на переходе полупроводникового элемента. Аналогично проверяется схема при подключении щупа в чёрной изоляции к контакту 1 (+ питания АЦП) с последующим касанием всех остальных выводов. При этом показания на экране дисплея должны быть такими же, как в первом случае.

При смене полярности подключения второго измерительного прибора его индикатор всегда показывает обрыв, поскольку входное сопротивление рабочей микросхемы достаточно велико.

При этом неисправными будут считаться выводы, в обоих случаях показывающие конечное значение сопротивления. Если при любом из описанных вариантов подключения мультиметр показывает обрыв – это с большой вероятностью свидетельствует о внутреннем обрыве схемы.

Возможен ли в таком случае ремонт?

Поскольку современные АЦП чаще всего выпускаются в интегральном исполнении (без корпуса), то заменить их редко кому удаётся. Так что если преобразователь сгорел, то починить мультиметр не удастся, ремонту он не подлежит.

Неполадки в круговом переключателе

Ремонт потребуется, если возникли неисправности, связанные с пропаданием контакта в круговом галетном переключателе. Это проявляется не только в том, что не включается мультиметр, но и в невозможности получить нормальное соединение без сильного нажатия на галетник. Объясняется это тем, что в дешёвых китайских мультиметрах контактные дорожки редко покрываются качественной смазкой, что приводит к их быстрому окислению.

При эксплуатации в пыльных условиях, например, они через какое-то время загрязняются и теряют контакт с переключающей планкой. Для ремонта этого узла мультиметра достаточно удалить из его корпуса печатную плату и протереть контактные дорожки ваткой, смоченной в спирте. Затем на них следует нанести тонкий слой качественного технического вазелина.

В заключении отметим, что при обнаружении заводских «непропаев» или замыканий контактов в мультиметре следует устранить эти недоработки, воспользовавшись низковольтным паяльником с хорошо отточенным жалом. В случае отсутствия полной уверенности в причине поломки прибора следует обратиться к специалисту по ремонту измерительной техники.

Мультиметр цифровой. Устройство, ремонт. — Радиомастер инфо

Заставка vНа примере цифрового мультиметра DT9208A рассказано о диагностике и ремонте с заменой основной микросхемы-капли на популярную ICL7106.

При ремонте неисправного импульсного блока питания электролит после входного диодного моста оказался заряженным. Мультиметр использовался в режиме прозвонки диодов и сгорел.

Вот так выглядит плата прибора с деталями:

Устройство v

После вскрытия обнаружены перегоревшая дорожка и два диода 1N4007. Эти дефекты устранены, но мультимер не заработал, индикатор оставался темным.

В интернете найдена схема на DT9208A, даже не один вариант. Каждая немного отличается от ремонтируемого прибора. Несколько статей и книг по теме. Изучена информация по основной микросхеме-капле. Установлена возможность ее замены на микросхему ICL7106 в DIP корпусе, или ее аналог КР572ПВ5. По хорошей цене купить можно кликнув на фото ниже.

Устройство v

Времени потрачено достаточно, на мой взгляд информация получена полезная и возможно кому-то еще понадобится. Коротко приведу то, что было важно для меня.

  1. Схема из интернета, которая мне наиболее подошла:

DT9208A схема 0

  1. Нумерация и назначение выводов микросхемы-капли на плате мультиметра:

номера м нv

У микросхемы-капли 42 вывода, у микросхемы ICL7106 всего 40. Выводы между 25 -26, 38-39 останутся не подключенными. Не будут задействованы функции индикации низкого заряда батареи и удержания измерений. На мой взгляд это не создаст значительных неудобств.

  1. Проверка исправности микросхемы-капли. Для этого достаточно измерить ее режим:

При напряжении кроны под нагрузкой у меня 8,46В напряжение между выводами 1 и 26 составило 8В. Напряжение между выводами 1 и 32 стабилизировано самой микросхемой и должно быть 3±0,05 В. Напряжение между выводами 32 и 36 должно быть 0,1 В (выставляется резистором VR2(Vref) по схеме).

На выводе 39 должны быть импульсы более 30 кГц, амплитудой не менее 5В:

Имп в 39 v

Если что-то не так, а дорожки и элементы вокруг исправны, то микросхему нужно менять. У меня не было импульсов на выводе 39, внешний резистор и конденсатор генератора исправны.

  1. Как конструктивно заменить микросхему-каплю на большую ICL7106?

Для этого каплю нужно высверлить сверлом около 6 мм и далее круглым напильником увеличить диаметр отверстия, чтобы дорожки, которые шли внутрь капли были надежно изолированы друг от друга. Затем подготавливаем 40 проводов длиной 4-5 см, залуживаем их и контакты на плате. Микросхему располагаем с противоположной стороны, там достаточно места, и аккуратно, по одному продевая в отверстие, паяем все 40 проводов в соответствии с номерами на плате и самой микросхеме.

На фото ниже вид со стороны распайки выводов на плате:

распайка нv

А на этом фото показана установленная микросхема ICL7106 с противоположной стороны:

7106 нv

Чтобы экран крышки мультиметра при закрывании корпуса не перемкнул выводы микросхемы, на него, напротив микросхемы, наклеить изоляционный материал.

После включения прибор заработал. Но не измерял емкость конденсаторов и частоту. Пришлось поменять еще две микросхемы: LM324 (измерение емкости) и 7555 (измерение частоты). Эти микросхемы не являются дефицитом и стоят недорого. Вместо 7555 я поставил таймер 1006ВИ1, это то же самое.

После ремонта мультиметр нужно откалибровать. Для этого понадобится один или несколько приборов, которым вы доверяете. Перед началом калибровки в отремонтированный мультиметр установить новую крону (или подключить к БП на 9В). На подстроечные резисторы маркером нанести вертикальные риски, чтобы при необходимости вернуть их в исходное положение. Так как схемы имеют различие, найти нужный подстроечник можно методом пробы. Если не тот, по риске вернуть назад и пробовать следующий.

Проверку необходимо делать во всех режимах. Если есть погрешность или несоответствие, использовать подстроечные резисторы мультиметра как сказано выше.

На фото ниже пример расположения некоторых подстроечных резисторов:

Калибровка нv

Ремонтировать прибор, или покупать новый — личное дело каждого. Микросхему ICL7106 я купил за 1,7$, LM324 и 1006ВИ1 у меня были. Новый прибор стоит от 15 до 20 $. И еще, мастеру сам процесс ремонта интересен, да и выбросить все что было целым не рационально.

Микросхему ICL7106 по аналогии можно использовать в большинстве мультиметров подобного класса.

Наиболее полезная информация изложена в книжке: Д.А. Садченков. Современные цифровые мультиметры.

Если восстанавливать мультиметр совсем нет желания, новый по хорошей цене можно купить кликнув на фото ниже.

Калибровка нv

Мини ампервольтметры для лабораторного блока питания или индикации напряжения бортсети автомобиля можно купить кликнув на фото ниже.

Калибровка нv

Материал статьи продублирован на видео:

Мультиметры М832: устройство и ремонт — Измерительная техника — Инструменты

   Невозможно представить рабочий стол ремонтника без удобного недорогого цифрового мультиметра. В этой статье рассмотрено устройство цифровых мультиметров 830-й серии, наиболее часто встречающиеся неисправности и способы их устранения.

   В настоящее время выпускается огромное разнообразие цифровых измерительных приборов различной степени сложности, надежности и качества. Основой всех современных цифровых мультиметров является интегральный аналого-цифровой преобразователь напряжения (АЦП). Одним из первых таких АЦП, пригодных для построения недорогих портативных измерительных приборов, был преобразователь на микросхеме ICL71O6, выпущенной фирмой MAXIM. В результате было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как М830В, М830, М832, М838. Вместо буквы М может стоять DT. В настоящее время эта серия приборов является самой распространенной и самой повторяемой в мире. Ее базовые возможности: измерение постоянных и переменных напряжений до 1000 В (входное сопротивление 1 МОм), измерение постоянных токов до 10 А, измерение сопротивлений до 2 МОм, тестирование диодов и транзисторов. Кроме того, в некоторых моделях есть режим звуковой прозвонки соединений, измерения температуры с термопарой и без термопары, генерации меандра частотой 50…60 Гц или 1 кГц. Основной изготовитель мультиметров этой серии — фирма Precision Mastech Enterprises (Гонконг).

Схема и работа прибора

Рис. 1. Структурная схема АЦП 7106

   Основа мультиметра — АЦП IC1 типа 7106 (ближайший отечественный аналог — микросхема 572ПВ5). Его структурная схема приведена на рис. 1, а цоколевка для исполнения в корпусе DIP-40 — на рис. 2. Перед ядром 7106 могут стоять разные префиксы в зависимости от производителя: ICL7106, ТС7106 и т.д. В последнее время все чаще используются бескорпусные микросхемы (DIE chips), кристалл которых припаивается непосредственно на печатную плату.

Рис. 2. Цоколевка АЦП 7106 в корпусе DIP-40

   Рассмотрим схему мультиметра М832 фирмы Mastech (рис. 3). На вывод 1 IC1 подается положительное напряжение питания батареи 9 В, на вывод 26 — отрицательное. Внутри АЦП находится источник стабилизированного напряжения 3 В, его вход соединен с выводом 1 IC1, а выход — с выводом 32. Вывод 32 подсоединяется к общему выводу мультиметра и гальванически связан с входом СОМ прибора. Разность напряжений между выводами 1 и 32 составляет примерно 3 В в широком диапазоне питающих напряжений — от номинального до 6,5 В. Это стабилизированное напряжение подается на регулируемый делитель R11, VR1, R13, ас его выхода -на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений). Делителем задается потенциал U ег на выводе 36, равный 100 мВ. Резисторы R12, R25 и R26 выполняют защитные функции. Транзистор Q102 и резисторы R109, R110nR111 отвечают за индикацию разряда батареи питания. Конденсаторы С7, С8 и резисторы R19, R20 отвечают за отображение десятичных точек дисплея.

Рис. 3. Принципиальная схема мультиметра М832

   Диапазон рабочих входных напряжений Umax напрямую зависит от уровня регулируемого опорного напряжения на выводах 36 и 35 и составляет:

   Стабильность и точность показаний дисплея зависят от стабильности этого опорного напряжения. Показания дисплея N зависят от входного напряжения UBX и выражаются числом:

   Рассмотрим работу прибора в основных режимах.

Измерение напряжения

   Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения представлена на рис. 4. При измерении постоянного напряжения входной сигнал подается на R1…R6, с выхода которого через переключатель (по схеме 1-8/1… 1-8/2) подается на защитный резистор R17. Этот резистор, кроме того, при измерениях переменного напряжения вместе с конденсатором СЗ образует фильтр нижних частот. Далее сигнал поступает на прямой вход микросхемы АЦП, вывод 31. На инверсный вход микросхемы подается потенциал общего вывода, вырабатываемый источником стабилизированного напряжения 3 В, вывод 32.

Рис. 4. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения напряжения

   При измерениях переменного напряжения оно выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диоде D1. Резисторы R1 и R2 подобраны таким образом, чтобы при измерении синусоидального напряжения прибор показывал правильное значение. Защита АЦП обеспечивается делителем R1…R6 и резистором R17.

Измерение тока

Рис. 5. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока

   Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения тока представлена на рис. 5. В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы RO, R8, R7 и R6, коммутируемые в зависимости от диапазона измерения. Падение напряжения на этих резисторах через R17 подается на вход АЦП, и результат выводится на дисплей. Защита АЦП обеспечивается диодами D2, D3 (в некоторых моделях могут не устанавливаться) и предохранителем F.

Измерение сопротивления

Рис. 6. Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления

   Упрощенная схема мультиметра в режиме измерения сопротивления представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой (2). На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +LJ протекает через опорный резистор Ron и измеряемый резистор Rx (токи входов 35, 36, 30 и 31 пренебрежимо малы) и соотношение UBX и Uon равно соотношению сопротивлений резисторов Rx и Ron. В качестве опорных резисторов используются R1….R6, в качестве токозадающих используются R10 и R103. Защита АЦП обеспечивается терморезистором R18 [в некоторых дешевых моделях используются обычные резисторы номиналом 1…2 кОм), транзистором Q1 в режиме стабилитрона (устанавливается не всегда) и резисторами R35, R16 и R17 на входах 36, 35 и 31 АЦП.

Режим прозвонки

   В схеме прозвонки используется микросхема IC2 (LM358), содержащая два операционных усилителя. На одном усилителе собран звуковой генератор, на другом — компаратор. При напряжении на входе компаратора (вывод 6) меньше порогового, на его выходе (вывод 7) устанавливается низкое напряжение, открывающее ключ на транзисторе Q101, в результате чего раздается звуковой сигнал. Порог определяется делителем R103, R104. Защита обеспечивается резистором R106 на входе компаратора.

Дефекты мультиметров

   Все неисправности можно разделить на заводской брак (и такое бывает) и повреждения, вызванные ошибочными действиями оператора.

   Поскольку в мультиметрах используется плотный монтаж, то возможны замыкания элементов, плохие пайки и поломка выводов элементов, особенно расположенных по краям платы. Ремонт неисправного прибора следует начинать с визуального осмотра печатной платы. Наиболее часто встречающиеся заводские дефекты мультиметров М832 приведены в таблице.

Заводские дефекты мультиметров М832
Проявление дефектаВозможная причинаУстранение дефекта
При включении прибора дисплей загорается и затем плавно гаснетНеисправность задающего генератора микросхемы АЦП, сигнал с которого подается на подложку ЖК-дисплеяПроверить элементы С1 и R15
При включении прибора дисплей загорается и затем плавно гаснет. При снятой задней крышке прибор нормально работаетПри закрытой задней крышке прибора контактная винтовая пружина ложится на резистор R15 и замыкает цепь задающего генератораОтогнуть или чуть укоротить пружину
При включении прибора в режим измерения напряжения показания дисплея меняются от 0 до 1Неисправны или плохо пропаяны цепи интегратора: конденсаторы С4, С5 и С2 и резистор R14Пропаять или заменить С2, С4, С5, R14
Прибор долго обнуляет показанияНизкое качество конденсатора СЗ на входе АЦП (вывод 31)Заменить СЗ на конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
При измерении сопротивлений показания дисплея долго устанавливаютсяНизкое качество конденсатора С5 (цепь автокоррекции нуля)Заменить С5 на конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
Прибор неправильно работает во всех режимах, микросхема IC1 перегревается.Замкнулись между собой длинные выводы разъема для проверки транзисторовРазомкнуть выводы разъема
При измерении переменного напряжения показания прибора «плывут», например, вместо 220 В изменяются от 200 В до 240 ВПотеря емкости конденсатора СЗ. Возможна плохая пайка его выводов или просто отсутствие этого конденсатораЗаменить СЗ на исправный конденсатор с малым коэффициентом абсорбции
При включении мультиметр или постоянно пищит, или наоборот, молчит в режиме прозвонки соединенийПлохая пайка выводов микросхемы Ю2Пропаять выводы IC2
Сегменты на дисплее пропадают и появляютсяПлохой контакт ЖК-дисплея и контактов платы мультиметра через токопроводящие резиновые вставкиДля восстановления надежного контакта нужно:
• поправить токопроводящие резинки;
• протереть спиртом соответствующие контактные площадки на печатной плате;
• облудить эти контакты на плате

   Исправность ЖК-дисплея можно проверить с помощью источника переменного напряжения частотой 50…60 Гц и амплитудой в несколько вольт. В качестве такого источника переменного напряжения можно взять мультиметр М832, у которого есть режим генерации меандра. Для проверки дисплея следует положить его на ровную поверхность дисплеем вверх, подсоединить один щуп мультиметра М832 к общему выводу индикатора (нижний ряд, левый вывод), а другой щуп мультиметра прикладывать поочередно к остальным выводам дисплея. Если удается получить зажигание всех сегментов дисплея, значит, он исправен.

   Вышеописанные неисправности могут появиться и в процессе эксплуатации. Следует отметить, что в режиме измерения постоянного напряжения прибор редко выходит из строя, т.к. хорошо защищен от перегрузок по входу. Основные проблемы возникают при измерении тока или сопротивления.

   Ремонт неисправного прибора следует начинать с проверки питающего напряжения и работоспособности АЦП: напряжения стабилизации 3 В и отсутствия пробоя между выводами питания и общим выводом АЦП.

   В режиме измерения тока при использовании входов V, Ω и mА, несмотря на наличие предохранителя, возможны случаи, когда предохранитель сгорает позже, чем успевают пробиться предохранительные диоды D2 или D3. Если в мультиметре установлен предохранитель, не соответствующий требованиям инструкции, то в этом случае возможно выгорание сопротивлений R5…R8, причем визуально на сопротивлениях это может никак не проявиться. В первом случае, когда пробивается только диод, дефект проявляется только в режиме измерения тока: ток через прибор протекает, но дисплей показывает нули. В случае выгорания резисторов R5 или R6 в режиме измерения напряжения прибор будет завышать показания или показывать перегрузку. При полном сгорании одного или обоих резисторов прибор не обнуляется в режиме измерения напряжения, но при замыкании входов дисплей устанавливается на нуль. При сгорании резисторов R7 или R8 на диапазонах измерения тока 20 мА и 200 мА прибор будет показывать перегрузку, а в диапазоне 10 А — только нули.

   В режиме измерения сопротивления повреждения происходят, как правило, в диапазонах 200 Ом и 2000 Ом. В этом случае при подаче на вход напряжения могут сгорать резисторы R5, R6, R10, R18, транзистор Q1 и пробиваться конденсатор Сб. Если полностью пробит транзистор Q1, то при измерении сопротивления прибор будет показывать нули. При неполном пробое транзистора мультиметр с разомкнутыми щупами будет показывать сопротивление этого транзистора. В режимах измерения напряжения и тока транзистор замыкается переключателем накоротко и на показания мультиметра не влияет. При пробое конденсатора С6 мультиметр не будет измерять напряжение в диапазонах 20 В, 200 В и 1000 В или существенно занижать показания в этих диапазонах.

   В случае отсутствия индикации на дисплее при наличии питания на АЦП или визуально заметного выгорания большого количества элементов схемы существует большая вероятность повреждения АЦП. Исправность АЦП проверяется контролем напряжения источника стабилизированного напряжения 3 В. На практике АЦП выгорает только при подаче на вход высокого напряжения, гораздо выше 220 В. Очень часто при этом в компаунде бескорпусного АЦП появляются трещины, повышается ток потребления микросхемы, что приводит к ее заметному нагреву.

   При подаче на вход прибора очень высокого напряжения в режиме измерения напряжения может произойти пробой по элементам (резисторам) и по печатной плате, в случае режима измерения напряжения схема защищена делителем на сопротивлениях R1 …R6.

   У дешевых моделей серии DT длинные выводы деталей могут закорачиваться на экран, расположенный на задней крышке прибора, нарушая работу схемы. У Mastech такие дефекты не наблюдаются.

   Источник стабилизированного напряжения 3 В в АЦП у дешевых китайских моделей может на практике давать напряжение 2,6…3,4 В, а у некоторых приборов перестает работать уже при напряжении питающей батареи 8,5 В.

   В моделях DT используются низкокачественные АЦП, они очень чувствительны к номиналам цепочки интегратора С4 и R14. В мультиметрах фирмы Mastech высококачественные АЦП позволяют использовать элементы близких номиналов.

   Часто в мультиметрах DT при разомкнутых щупах в режиме измерения сопротивления прибор очень долго подходит к значению перегрузки («1» на дисплее) или не устанавливается совсем. «Вылечить» некачественную микросхему АЦП можно уменьшив номинал сопротивления R14 с 300 до 100 кОм.

   При измерении сопротивлений в верхней части диапазона прибор «заваливает» показания, например, при измерении резистора сопротивлением 19,8 кОм показывает 19,3 кОм. «Лечится» заменой конденсатора С4 на конденсатор величиной 0,22…0,27 мкФ.

   Поскольку дешевые китайские фирмы используют низкокачественные бескорпусные АЦП, то нередки случаи обрыва выводов, при этом определить причину неисправности очень трудно и проявляться она может по-разному, в зависимости от оборванного вывода. Например, не горит один из выводов индикатора. Поскольку в мультиметрах используются дисплеи со статической индикацией, то для определения причины неисправности необходимо проверить напряжение на соответствующем выводе микросхемы АЦП, оно должно быть около 0,5 В относительно общего вывода. Если оно равно нулю, то неисправен АЦП.

   Эффективным способом поиска причины неисправности является прозвонка выводов микросхемы аналого-цифрового преобразователя следующим образом. Используется еще один, разумеется, исправный, цифровой мультиметр. Он включается в режим проверки диодов. Черный щуп, как обычно, устанавливается в гнездо СОМ, а красный в гнездо VQmA. Красный щуп прибора подсоединяется к выводу 26 [минус питания), а черный поочередно касается каждой ножки микросхемы АЦП. Поскольку на входах аналого-цифрового преобразователя установлены защитные диоды в обратном включении, то при таком подключении они должны открыться, что будет отражено на дисплее как падение напряжения на открытом диоде. Реальная величина этого напряжения на дисплее будет несколько больше, т.к. в схеме включены резисторы. Точно так же проверяются все выводы АЦП при подключении черного щупа к выводу 1 [плюсу питания АЦП) и поочередного касания остальных выводов микросхемы. Показания прибора должны быть аналогичными. Но если поменять полярность включения при этих проверках на противоположную, то прибор должен показывать всегда обрыв, т.к. входное сопротивление исправной микросхемы очень велико. Таким образом, неисправными можно считать выводы, которые показывают конечное сопротивление при любой полярности подключения к микросхеме. Если же прибор показывает обрыв при любом подключении исследуемого вывода, то это на девяносто процентов говорит о внутреннем обрыве. Указанный способ проверки достаточно универсален и может применяться при проверке различных цифровых и аналоговых микросхем.

   Бывают неисправности, связанные с некачественными контактами на галетном переключателе, прибор работает только при нажатом галетнике. Фирмы, производящие дешевые мультиметры, редко покрывают дорожки под галетным переключателем смазкой, отчего они быстро окисляются. Часто дорожки бывают чем-нибудь загрязнены. Ремонтируется следующим образом: из корпуса вынимается печатная плата, и дорожки переключателя протираются спиртом. Затем наносится тонкий слой технического вазелина. Все, прибор починен.

   У приборов серии DT бывает иногда так, что переменное напряжение измеряется со знаком минус. Это указывает на неправильную установку D1, обычно из-за неправильной маркировки на корпусе диода.

   Случается, что изготовители дешевых мультиметров ставят низкокачественные операционные усилители в цепи звукового генератора, и тогда при включении прибора раздается жужжание зуммера. Этот дефект устраняется подпаиванием электролитического конденсатора номиналом 5 мкФ параллельно цепи питания. Если при этом не обеспечивается устойчивая работа звукового генератора, то необходимо заменить операционный усилитель на LM358P.

   Часто встречается такая неприятность, как вытекание батареи. Небольшие капли электролита можно протереть спиртом, но если плату залило сильно, то хорошие результаты можно получить, промыв ее горячей водой с хозяйственным мылом. Сняв индикатор и отпаяв пищалку, с помощью щетки, например зубной, нужно тщательно намылить плату с обеих сторон и промыть под струей воды из-под крана. Повторив мойку 2…3 раза, плату высушивают и устанавливают в корпус.

   В большинстве приборов, выпускаемых в последнее время, применяются бескорпусные (DIE chips) АЦП. Кристалл устанавливается непосредственно на печатную плату и заливается смолой. К сожалению, это значительно снижает ремонтопригодность приборов, т.к. при выходе АЦП из строя, что встречается достаточно часто, заменить его трудно. Приборы с бескорпусными АЦП иногда бывают чувствительны к яркому свету. Например, при работе рядом с настольной лампой погрешность измерений может возрасти. Дело в том, что индикатор и плата прибора обладают некоторой прозрачностью, и свет, проникая сквозь них, попадает на кристалл АЦП, вызывая фотоэффект. Для устранения этого недостатка нужно вынуть плату и, сняв индикатор, заклеить место расположения кристалла АЦП (его хорошо видно сквозь плату) плотной бумагой.

   При покупке мультиметров DT следует обратить внимание на качество механики переключателя, следует обязательно прокрутить галетный переключатель мультиметра несколько раз, чтобы убедиться, что переключение происходит четко и без заеданий: дефекты пластмассы не поддаются ремонту.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *