Схема мультиметра м830в ремонт и неисправности

1. Схема мультиметра DT830
2. Схема мультиметра DT838
3. Схема мультиметра M932

Одними из самых популярных и распространенных моделей цифровых мультиметров являются DT830, DT838 и M932. Рассмотрим их принципиальные схемы и характеристики.

Схема мультиметра DT830

Первой на наших рынках появилась модель DT830.

• Предел: 200мВ, разрешение: 100мкВ, погрешность: ±0,25%±2
• Предел: 2В, разрешение: 1мВ, погрешность: ±0,5%±2
• Предел: 20В, разрешение: 10мВ, погрешность: ±0,5%±2
• Предел: 200В, разрешение: 100мВ, погрешность: ±0,5%±2
• Предел: 1000В/600В, разрешение: 1В, погрешность: ±0,5%±2

Переменное напряжение:

• Предел: 200В, разрешение: 100мВ, погрешность: ±1,2%±10
• Предел: 750В/600В, разрешение: 1В, погрешность: ±1,2%±10
• Частотный диапазон от 45Гц до 450Гц.

Постоянный ток:

• Предел: 200мкА, разрешение: 100нА, погрешность: ±1,0%±2
• Предел: 2000мкА, разрешение: 1мкА, погрешность: ±1,0%±2
• Предел: 20мА, разрешение: 10мкА, погрешность: ±1,0%±2
• Предел: 200мА, разрешение: 100мкА, погрешность: ±1,2%±2
• Предел: 10А, разрешение: 10мА, погрешность: ±2,0%±2

Сопротивление:

• Предел: 200Ом, разрешение: 0,1Ом, погрешность: ±0,8%±2
• Предел: 2кОм, разрешение: 1Ом, погрешность: ±0,8%±2
• Предел: 20кОм, разрешение: 10Ом, погрешность: ±0,8%±2
• Предел: 200кОм, разрешение: 100Ом, погрешность: ±0,8%±2
• Предел: 2000кОм, разрешение: 1кОм, погрешность: ±1,0%±2
• Напряжение выхода на диапазонах: 2,8В

Тест транзистора hFE:
I, пост.: 10мкА, Uк-э: 2,8В±0,4В, диапазон измерения hFE: 0-1000

Тест диода
Ток теста 1,0мА±0,6мА, U теста 3,2В макс.

Индикация перегрузки: «1» или «-1» на дисплее.
Скорость измерений: 3 изм. в секунду.
Питание: 9В.
Цена DT830 — 3–4 доллара.

Принципиальная схема мультиметра DT830:

Схема мультиметра DT838

Более совершенной и многофункциональной моделью цифрового мультиметра, стала DT838. Наряду с обычными возможностями, здесь добавили встроенный генератор синусоидального сигнала 1 кГц.

1. Количество измерений в секунду: 2
2. Постоянное напряжение U= 0,1мВ–1000В
3. Переменное напряжение U

0,1В–750В

Постоянный ток I= 2мA — 10A

Диапазон частот по перем. току 40–400Гц

Сопротивление R 0,1 Ом–2 Мом

Входное сопротивление R 1 Мом

Коэффициент усиления транзисторов h21 до 1000

Режим прозвонки —>

Схема мультиметра M932

В настоящее время одной из самых продвинутых моделей является цифровой мультиметр M932. Из его особенностей можно выделить автоматический выбор диапазонов и бесконтактный поиск статического электричества. Ниже рассмотрим технические характеристики цифрового мультиметра M932.

• Пределы измерений 600 мВ; 6; 60; 600; 1000 В
• Погрешность ± (0.5 % + 2 е.м.р.)
• Макс. разрешение 0.1 мВ
• Вх. сопротивление 7.8 Мом
• Защита входа 1000 В

Переменное напряжение

• Пределы измерений 6; 60; 600; 1000 В
• Погрешность ± (1.2 % + 3 е.м.р.)
• Макс. разрешение 1 мВ
• Полоса частот 50–60 Гц
• Измерение среднеквадратичных значений — 50–60 Гц
• Вх. импеданс 7.8 Мом
• Защита входа 1000 В

Постоянный ток:

• Пределы измерений 6; 10 А
• Погрешность ± (2.5 % + 5 е.м.р.)
• Макс. разрешение 1 мА
• Защита входа — предохранитель 10 А

Переменный ток:

• Пределы измерений 6; 10 А
• Погрешность ± (3 % + 5 е.м.р.)
• Макс. разрешение 1 мА
• Полоса частот 50–60 Гц
• Измерение среднеквадратичных значений — 50–60 Гц
• Защита входа — предохранитель 10 А

Сопротивление:

• Пределы измерений 600 Ом; 6; 60; 600 кОм; 6; 60 Мом
• Погрешность ± (1 % + 2 е.м.р.)
• Макс. разрешение 0.1 Ом
• Защита входа 600 В

Ёмкость:

• Пределы измерений 40; 400 нФ; 4; 40; 400; 4000 мкФ
• Погрешность ± (3 % + 5 е.м.р.)
• Макс. разрешение 10 пФ
• Защита входа 600 В

Частота:

• Пределы измерений 10; 100; 1000 Гц; 10; 100; 1000 кГц; 10 МГц
• Погрешность ± (1.2 % + 3 е.м.р.)
• Макс. разрешение 0.001 Гц
• Защита входа 600 В

Коэффициент заполнения импульсов:

• Диапазон измерений 0.1–99.9 %
• Погрешность ± (1.2 % + 2 е.м.р.)
• Макс. разрешение 0.1 %

Температура:

• Диапазон измерений — -20–760°С (-4–1400°F)
• Погрешность ± 5°С/9°F)
• Макс. разрешение 1°С; 1°F
• Защита входа 600 В

Испытание P-N:

• Макс. ток теста 0.3 мА
• Напряжение теста 1 мВ
• Защита входа 600 В

Прозвон цепи:

Невозможно представить рабочий стол ремонтника без удобного недорогого цифрового мультиметра.

В этой статье рассмотрено устройство часто распространенных цифровых мультиметров 830-й серии, его схема, а также 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 ICL7106, выпущенной фирмой MAXIM.

В результате было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как M830B, M830, M832, M838. Вместо буквы M 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

Принципиальная схема мультиметра

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.

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 COM 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, а с его выхода -на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений). Делителем задается потенциал U на выводе 36, равный 100 мВ. Резисторы R12, R25 и R26 выполняют защитные функции. Транзистор Q102 и резисторы R109, R110 и R111 отвечают за индикацию разряда батареи питания. Конденсаторы C7, C8 и резисторы R19, R20 отвечают за отображе­ние десятичных точек дисплея.

Диапазон рабочих входных напряжений U_max 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 U 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 C3 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.

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 представлена на рис. 5.

В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы R0, 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 представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой.

На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +U протекает через опорный резистор и измеряемый резистор R» (токи входов 35, 36, 30 и 31 пре­небрежимо малы) и соотношение U равно соотношению сопротивлений резисторов R. 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.

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 M832, у которого есть режим генерации меандра. Для проверки дисплея следует положить его на ровную поверхность дисплеем вверх, подсоединить один щуп мультиметра M832 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, Q и mA, 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 C6. 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 C6 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 C4 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 C4 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 COM, 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 мультимет-ров 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.

Сергей Бобин. «Ремонт электронной техники» №1, 2003

Невозможно представить рабочий стол ремонтника без удобного недорогого цифрового мультиметра.

В этой статье рассмотрено устройство часто распространенных цифровых мультиметров 830-й серии, его схема, а также 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 ICL7106, выпущенной фирмой MAXIM.

В результате было разработано несколько удачных недорогих моделей цифровых мультиметров 830-й серии, таких как M830B, M830, M832, M838. Вместо буквы M 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

Принципиальная схема мультиметра

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.

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 COM 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, а с его выхода -на вход микросхемы 36 (в режиме измерения токов и напряжений). Делителем задается потенциал U на выводе 36, равный 100 мВ. Резисторы R12, R25 и R26 выполняют защитные функции. Транзистор Q102 и резисторы R109, R110 и R111 отвечают за индикацию разряда батареи питания. Конденсаторы C7, C8 и резисторы R19, R20 отвечают за отображе­ние десятичных точек дисплея.

Диапазон рабочих входных напряжений U_max 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 U 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 C3 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.

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 представлена на рис. 5.

В режиме измерения постоянного тока последний протекает через резисторы R0, 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 представлена на рис. 6. В режиме измерения сопротивления используется зависимость, выраженная формулой.

На схеме видно, что один и тот же ток от источника напряжения +U протекает через опорный резистор и измеряемый резистор R» (токи входов 35, 36, 30 и 31 пре­небрежимо малы) и соотношение U равно соотношению сопротивлений резисторов R. 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.

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 M832, у которого есть режим генерации меандра. Для проверки дисплея следует положить его на ровную поверхность дисплеем вверх, подсоединить один щуп мультиметра M832 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, Q и mA, 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 C6. 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 C6 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 C4 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 C4 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 COM, 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 мультимет-ров 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.

Сергей Бобин. «Ремонт электронной техники» №1, 2003