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数字万用表的常见故障分析与维修.doc

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数字万用表的常见故障分析与维修数字万用表的工作原理及特点双积分 A/D 转换器是数字万用表的“心脏” ,通过它实现模拟量数字量的转换。外围电路主要包括功能转换器、功能及量程选择开关、LCD 或 LED 显示器,此外还有蜂鸣器振荡电路、驱动电路、检测线路通断电路、低电压指示电路、小数点及标志符极性符号等驱动电路。 数字万用表的基本构成A/D 转换器是数字万用表的核心,采用单片大规模集成电路 7106。7106 采用内部异或门输出,可驱动 LCD 显示器,耗电极省。它的主要特点是单电源供电,且电压范围较宽,使用 9V 叠层电池,以实现仪表的小型化,输入阻抗高,利用内部的模拟开关实现自动调零与极性转换。缺点是 A/D 转换速度较慢,但能满足常规电测量的需要。下面是常见故障分析,及处理方法1查数字万用表的故障,首先应检查和判断故障现象是带共性的例如所有档都不能测量,还是带个性的例如仅电流档不能测量,对所有档均不能工作甚至无液晶显示,应重点检查电源电路和 A/D 转换器;若个别档有问题,说明电源和 A/D 转换器工作正常,应参照单元电路去寻找故障。2数字万用表的最小直流电压档即直流 200mV 档是三位半数字万用表的基本档,其余档大都在此基础上扩展而成,因此检修仪表时应先检查该档工作是否正常。3直流电压基本档不回零。一般是由于分压电阻附近较脏,应擦洗电阻周围使之回零,然后由直流电压源输入 1V 电压进行校准,校准时调直流电位器。4基准电压不正常,仪表打到哪档始终显示“1” ,检查集成块 7106 的第 35、36 管脚之间有无100mV 的基准电压,再检查开关 VR1 电位器是否良好、分压电阻 R124Ω和 R13150Ω是否准确。5各档显示数字乱跳无法使用。此故障多数是因为测大容量电容时没有放电,也有的是测量时打错档位,导致双时基集成块 7556 和 7106 损坏。检查时首先在电池两端测电流,若大于 10mA,则说明 7556 损坏;取下此片,再测,电流还很大,则 7106 损坏;取下此片,再测,电流小于2.5mA,则说明其它基本正常。若稍大一点,则说明某些电容有些漏电。对损坏的元件及时更换后,先检查 200mV 档是否正常,再进行其它功能的测试。6蜂鸣器不响。如指示灯亮,则可能是 7011 集成块损坏;如灯不亮,则可能是集成块 062 损坏,它的一半管脚管交流电流,一半管蜂鸣器,打到蜂鸣器档,响则说明管蜂鸣器的那一半充好;打到交流 2V 档,用改锥碰输入端,显示“1” ,则说明管交流的那一半充好。7开机显示“1888” ,是 4070 集成块或 4077 集成块损坏;表的小数点始终亮,除 4070 或4077 集成块有故障外,还可能是 1MΩ 电阻开路所致。数字万用表要定期清洗,否则易短路导致表不正常工作。接地电阻表的结构与调修接地电阻表是一种专门测量各种电力系统、电器设备、避雷针等接地装置接地电阻的仪器,一般分为三端钮E1 、P1 、C1 及四端钮P2、C2、P1、C1,其中四端钮还可以测土壤电阻率。 一、主要结构及简单工作原理目前使用的接地电阻表以型号 ZC-8 居多,它是以电位计原理设计,由手摇发电机作为电源,配以相敏整流放大电路、电位器、电流互感器及检流计组成。接地电阻的测量一般都采用交流进行,这是因为土壤的导电主要依靠地下电解质的作用,如果采用直流测量就会引起化学极化作用,严重影响测量结果。当手摇发电机以 120r/min的速度转动时,便产生 110Hz 左右的交流电流 I1,I1 从发电机经过电流互感器一次绕组、经被测物 E1、大地、电流探测针 C1 而回到发电机。由电流互感器二次线圈产生的电流 I2 接于电位器 Rs。电位器 Rs 的旋钮装在仪表面板上并带有读数盘,调节电位器 Rs 使检流计指示中心刻度线,此时如读数为 N,则被测接地电阻等于 N 与倍率系数有0.1、1、10 三档或1、10、100 三档之积。 二、常见故障及修理1.检流计无指示检定时或变化很小1发电机输出无电压或输出电压很低检查发电机的“开关”电压线圈是否短路或损坏以及输入电阻是否损坏,如是,更换或修复。注意在使用时不要在 C1 和 P1 短路情况下摇动手摇发电机,以免发生故障。2发电机磁钢是否退磁。如是,可充磁。3与检流计并联的电容 C1、C2100μF10V可能电解液变干,造成短路或击穿。若是,更换。4互感器一次线圈烧坏,在带电测量接地体时,当有大电流流入大地情况下,可将其烧坏。5检流计由于环境的影响,灵敏度降低。如是,对其磁钢充磁。其一般灵敏度为±25μA30°。6检流计线圈断,有条件的话,可重新更换线圈。2.在检某一量程时,调节电位器检流计无法指零,总朝一个方向偏转1此量程分流电阻损坏。如是,更换。2互感器二次线圈损坏。如是,更换。3电位器 Rs 与其他线路断开,使之无法起到调节作用,使得流过检流计线路的电流增大。如是,重新焊好线路。3.所有量程测量误差较大1三极管变质导致性能下降。如是,重新更换。2整流二极管 D1、D2 正向电阻阻值相差较大,因为在不同的电压下正向电阻的阻值是有变化的,所以在选二极管时正向电阻要基本相同。3检流计是否变位。如是,重新调整检流计轴尖与轴承之间的间隙,使其活动自如。4检流计可动线圈上的游丝是否变质,使得检流计变位。如是,可重新调整或更换游丝。5如不是以上原因,可仔细调整可调电位器 W1、W2,以消除测量误差。小型数字万用表九大故障检修心得故障一交流各档显示不回零。现象交流电流、 电压 各档,在无 电压输入的情况下显示均不为零。原因一打开表壳仔细观察后发现,该表因 长期使用,开关触片间被严重污染,凡开关触片经过的地方均有被铜粉末污染的黑色轨迹。这些污染则构成了一定量的容量不规则的伏打电池,其电压对测量机构产生作用,因此各档显示不能回零。解决方法用棕毛刷蘸取航空汽油,清洗开关触片,再用清水洗 净污染,晾干后交流各档显示回零,故障排除。原因二在交流电压测量电路中有一只交流放大器,其 输出端与输入端有一只反馈电容相连。反馈电容开路,高频信号将跟随被测信号直接进入测量机构,在无输入的情况下,外电场的干扰信号也会直接被放大,表现出不能回零的现象。解决方法更换交流放大器的反馈电容,故障即消除。故障二20MΩ 电阻档不能回零,而且测量失效。现象在 200Ω、2kΩ、20kΩ等低阻档测量正常,但打至 20MΩ电阻档,无论被测电阻的大小,总显示出较稳定的固定值,根本无法正确显示被测电阻的阻值。原因开箱检查后发现,电池漏液较严重,已蔓延至 电路板上,结果形成新的通路,使部分本无联系的电路彼此相通,估计漏液的等效电阻为 9MΩ。在低电阻档测量时,因漏液的电阻 R 漏远大于从 200Ω→2kΩ→20kΩ 的量程范围,R 漏上分走的电流很小,漏液电阻的分流影响可以近似忽略,测量结果所受影响不大。随着量程范围的增大,R 漏的影响开始增大,到达 20MΩ档时,就出 现 了无论是否有被测电阻,都有稳定 9MΩ的显示值。解决方法用干布擦除所有电池漏液,更 换新电池,再开机检查,故障完全消失。故障三LCD 显示不完整。现象LCD 显示的数字笔画不完整,用力按 压机壳故障消失,稍一松手,故障再现。原因机壳内显示芯片引脚、引电橡胶及 LCD 显示屏字划电极间接触不良所致。解决方法取一片透明的塑料薄膜,剪成与 LCD 显示屏同大小的一块垫在机壳显示窗与 LCD 显示屏之间,再上紧后盖板螺丝,迫使内部组件紧密接触,结果 LCD 显示恢复正常。故障四LCD 显示的小数点错位。现象电压、 电流、电阻各档小数点显示位与应显示位不一致。原因开箱检查发现,开关盘定位爪断损 ,动触片着力不匀而变形,变形后的动触片在该接通的位置没有接通,却在不该接通的相邻位置接通了,导致了小数点错位。解决方法更换变形的动触片后,故障完全消除。故障五直流电压档测量结果前后不一致。现象对一稳定的 100V 直流电压进行测量,开始显示为 105.1V,2 分钟后变为溢出显示。原因经检定是该万用表所用电池电量不足所致。当 电池欠电压时,该万用表模数变换器中的标准电压不断发生偏离,于是示值误差将随着电池性能的不断下降而增大,时间越长,示值误差越明显。解决方法更换万用表电池即可。故障六交流电压高压档总是溢出显示。现象交流电压 750V 档测量 50V 交流电压时,居然溢出显示。原因开箱检查后发现,与输入通道相连 的定触片间有电弧烧伤的痕迹。该处胶木板因被烧伤炭化而被击破,使本应该经分压器分压的外界被测电压直接传到了放大器的输入端,由于该被测电压远大于放大器正常状态的输入电压,迫使 LCD 溢出显示。解决方法用刀片剔除电路板上烧伤的焦木,故障排除。故障七电容档有多档溢出显示。原因经查实,因开关定触片上的阻焊膜 过多,阻碍定动触片间的良好接触,使得单稳态电路中的定时电阻没有参与工作,单稳态触发器的 1、2 端就没有电源电压的作用,结果表现为电容档溢出显示。解决方法用刀片剔除触片上多余的阻焊 膜,故障被消除。故障八基本电压档正常,但其余电压档 总显示为零。原因直流电压测量电路中的排在首位的分 压电阻开路,造成输入信号与测量机构间的通路被切断。因此,除基本电压档外,无论外加多大的输入电压都不能传入测量机构,显示始终为零。解决方法找到受损的分压电阻,更换后故障被消除。故障九电压各档显示不回零。原因经细查发现,COM 与 V/Ω之间的污染是主要原因。如果表的封箱螺丝钉未上紧,或插座上的密封垫松动,外界潮湿的气体浸入后发生化学反应,随着时间的推移反应物的浓度不断增加,所带电荷不断积累,最终形成原电池,如果原电池为正,则 LCD显示正值,反之,则 LCD 显示负值。解决方法打开表壳,在 COM 与 V/Ω插座间用卫生纸吸潮后用酒精棉清洗,待晾干后通电检查,故障消除。袖珍式数字万用表的正确使用之我见数字万用表是测量工作中应用最广泛的计量器具之一,具有新颖、直观、携带、检测使用方便的特点,是电子、电工、电工计量及维修工作的必备仪表。如何正确使用袖珍式数字万用表,取得准确无误的测量数据,在使用中应做到以下几点1. 在使用仪表之前, 应仔细阅读产品使用说明书因为随着产品结构的不同,其使用方法也不一样,熟悉开关、功能键、插孔、旋钮及仪表附件如测温探头、高频探头的作用。还应了解仪表的极限参数,出现过载显示、极性显示、低电压指示和其他标志符号显示以及声光报警的特征,掌握小数点位置的变化规律。2. 某些仪表如 UT53、UT54、UT56、DT9102 等具有自动关机功能。使用中如发现液晶显示器 LCD 数字显示突然消失,并非仪表出现故障,而是电源被切断,使仪表进入了“睡眠” 状态。 这时只需重新按下电源开关,即可恢复正常。倘若仅是最高位显示“1”,其它位均消隐,证明仪表已发生过载,要选择更高的量程。3 .当使用红、黑笔测试线时,黑线通常是连接到万用表负的接线柱“COM”插孔,内部与电池“-” 端相连带负电或测试设备的地线;而红线测试插头则用来接“VΩ” 插孔,内部与 电池“”端相连带正电或直接用来连接具体的被测试点。4 .在测量比较大的电压时需注意安全,当电压达几百伏时应单手操作,即先把黑笔固定在被测电路的公共端,再持红表笔去接触测试点,测量接近1000V 的电压时,必须使用高压探头,探头的端部最好带弯钩或鳄鱼夹,便于固定。.当用其测试电流时应正确选择量程,如果电流大小不知道,开始时应放在最大量程,然后再根据读数的大小逐渐转换到合适的量程以防过载。6. 当用其 仪表 电阻档检测晶体二极管、三极管和电解电容等需要区别极性元器件时,必须注意极性,同时还要注意用电阻档测量时,各档测试的电压和最大测试电流不完全一样按其使用说明书规定的指标,由于电阻档所能提供的测试电流很小,不适宜直接测试晶体管的正向电阻。7. 利用 hFE 插口 检查发光二极管质量好坏时,测量时间应尽量短,测量时间过长会降低叠层电池的使用寿命。8. 利用万用表的逻辑测试档LOGIC,可代替逻辑测试笔测量逻辑电平,快速检查 TTL、CMOS 数字电路的故障。检测低电平时,LCD 显示低电平标志符或 LOW;检测高电平时,LCD 显示高电平标志符▲或 HIGH。9. 用 2MΩ电阻档 时,显示值需经过 数秒钟才能趋于稳定,用 200Ω档测量时,应先将表笔短路,测出两表笔引线的阻值约 0.1Ω~0.3Ω,每次的测量值应减去此值,才是实际值,否则将影响测量结果的准确性。10. 不能使用其仪表的电阻档去检测液晶显示器 LCD 的好坏,LCD 显示只能用交流方波来驱动,不允许加直流电压。11. 当显示器出现“”符号时,必须更换电池,更换电池时,电源开关必须拨至“OFF”位置。12. 严 禁在接通 测量状态下改变量程开关,注意首先选择较大量程进行测量,测量电阻时,应防止带电测量,注意人体电阻的影响,同时还应注意用毕随手关机把电源开关拨至“OFF”的位置,可以延长电池的使用寿命。如长期不用,应取出电池,以免产生漏电损坏仪表。13. 这种仪表不宜在阳光及高温、高湿的地方使用与存放。它的工作温度0~40℃,湿度小于 80。三位半数字万用表的故障检修数字万用表损坏的原因大多为使用者操作不当。仪表损坏的主要器件有①A/D 转换器 ICL7106或 ICL7136 损坏。②运算放大器 TL062 损坏。③双时基电路 ICM7556 损坏。④四与非门 CD4011 损坏。⑤电阻档过压保护电路的三极管 Q1C9014及保护电阻 PO11.5kΩ损坏。⑥电容 C935V、0.33μF漏电,导致基准电压变化,引起测量误差。下面具体介绍检修方法。1.检修电源故障流程数字表检修工作一般先从电源开始,开关接通后,如无液晶显示,应首先检查 9V 电池是否无电或电池电压太低。如果电池电压正常,就应检查 A/D 转换器 ICL7106 的 V脚 1与 V-脚 26之间有无 9V 电压。只有当 ICL7106 电源电压工作在正常状态下,才能向下寻找故障原因。寻找故障应按照先查重点集成,比如 A/D 转换器 ICL7106 基准工作电压是否工作正常,显示器能否正常显示。如图所示为数字万用表电源故障检修流程图。2.检修故障实例1基准电压不准或不稳定 一数字万用表显示正常,但在检定时,发现测量值明显偏低。测其基准电压只有 75mV 左右,通过仔细检查,发现基准分压电器 R12、R 13、W 1 附近有油污,导致印刷板漏电,绝缘下降,致使 R12 减小。用无水酒精清洗并烘干后,故障排除。2一数字表无论打到哪档均显示 “-1”,用户反映无法使用。测其工作电流达 5mA,而仪表正常工作时为 1.2mA 左右。其基准电压也不对。更换 ICL7106 后,故障依旧。从数字表原理分析,ICM7556 双时基电路极易过载而损坏。去掉 ICM7556 后,工作电流下降到 1.2mA 左右。其基准电压VREF36 脚与 COM 之间电压为 100mV,正常。除电容档外,其余各档恢复正常。从故障分析看,使用者在测电容时,在电容器上的电荷没有泄放完,便对电容进行测量,导致 ICM7556 损坏。使得流过 ICM7556 的电流过大,引起 COM 电位抬高,从而降低了基准电压。3一数字表显示正常,但在检定时发现误差较大,测量基准电压明显偏低,而且不稳定。刚接通电源时,测其工作电压为 100mV,但过一会儿,电压会下降。由此现象分析,说明电路某一部分出现软击穿。首先按下 ICM7556 后,故障依旧。再更换 ICL7106,工作电流仍偏大,基准电压不正常。再查找各点对公共地的电压,发现各点对地电压都有不同程度的变化。而此时 9V 电池电压是稳定的。但发现其正、负极对地电压有变化,由此可知,这种现象发生在共用电源的器件上。由于 CD4011 只在蜂鸣器档工作。故重点查 TL062 双运算放大器。断开其正负极电源,再测仪表工作电流为 1.2mA,基准工作电压为 100mV 左右,且稳定不变。说明 TL062 内部有软击穿,更换该片后,故障排除。4一用户由于误操作,在电阻档测电压,导致用电阻档测电阻无反应。从测量电阻的电路查得保险阻 PO11.5kΩ损坏,造成了电阻档测电阻无反应。更换电阻后,故障排除。产生故障的主要原因是电阻档误测电压时,三极管 Q1C9014反向击穿,使通过 PO1电阻的电流迅速增大而烧坏 PO1电阻。如果 PO1电阻未坏,而 Q1C9014反向击穿短路,会造成电阻档开路时不显进 “1”。同时应注意与 Q1 并联的电容有时也会同时被击穿短路。此类故障在DT890、DT9101、DT9108 、DT9107 等类型数字表上也经常出现。5一数字表原来均不能测量,更换 A/D 转换器 ICL7136 后原来此表用的为 ICL7106,电流、电压、电容档均正常。但电阻档不能测量。开路时,数字有跳变现象,无法稳定。按原理分析ICL7106 与 ICL7136 可以互换,但在实际应用上还是有差异。从 ICL7136 与 ICL7106 典型电路分析,适当增加 I-CL7136 上的积分电阻、降低积分电容,有助于改善电阻档的稳定性,通过试验将积分电阻由原来的 56kΩ增大到 330kΩ左右,电阻档工作正常,测量结果准确。同时不影响其它档的使用。此现象在 DT890、DT9101 、DT9102、DT9107、YDM-301 等类型数字表将ICL7106 换成 ICL7136 后均会出现,通过增大积分电阻以解决。
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