数字仪器具有很高的灵敏度和精度,几乎所有的企业都使用数字仪器。但由于其故障的多因素性,以及遇到问题的随机性,没有太多规律可循,修复难度较大。所以我整理了一些多年工作实践中积累的维修经验,供从事本专业的同仁参考。
一、修复方法找毛病要由表及里,由易到难,突破。这些方法大致可分为以下几种:
1.感官法可以凭借感官直接判断故障原因。通过目视检查,可以发现断线、脱焊、线路短路、熔丝管断裂、元件烧坏、机械损伤、印刷电路上铜箔翘起和断裂等。可以触摸电池、电阻、晶体管、集成块的温升,参照电路图找出温升异常的原因。此外,还可以用手检查元器件是否松动,集成电路的脚管是否插牢,转换开关是否卡死;你可以听到和闻到异常的声音和异味。
2.电压测量法测量各关键点的工作电压是否正常,可以快速找出故障点。如测量A/D转换器的工作电压和参考电压。
3.短路法一般来说,上述检查A/D转换器的方法都采用短路法。这种方法常用于修复弱电和微电子仪器。
4.开路法将可疑部分从整机或单元电路上断开。如果故障消失,说明故障在断开的电路。这种方法主要适用于电路短路的情况。
5.测量元件法当故障已经缩小到某个地方或几个元件时,可以在线或离线测量。必要时,用好的部件更换。如果故障消失,则部件损坏。
6.干涉法利用人体感应电压作为干涉信号,观察液晶显示的变化。常用于检查输入电路和显示部分是否完好。
二、修复技巧
对于有故障的仪器,首先检查并区分故障现象是共性的(所有功能都无法测量)还是个体的(个别功能或个别范围),然后区分情况,根据症状进行解决。
1.如果所有档位都不能工作,检查电源电路和A/D转换器电路。检查电源部分时,可将叠片电池取出,按下电源开关,用正探针将被测表的电源接到负探针上,负探针接到正探针上(数字万用表用)。开关设置在二极管的测量位置。如果显示的是二极管的直流电压,说明电源部分是好的;如果偏差大,说明电源部分有问题。如果存在断路,检查电源开关和电池引线。如果有短路,就要用开路法,逐步断开使用电源的元件,重点检查运算放大器、定时器和A/D转换器等。在短路的情况下,通常不止一个集成元件会被损坏。在检查基本表的同时检查A/D转换器,基本表相当于模拟万用表的DC表。具体检查方法是:
(1)被测电表的量程切换到最低DC电压;
(2)测量A/D转换器的工作电压是否正常。根据表中所用A/D转换器的型号,对应v+引脚和COM引脚,测量值是否与其典型值一致。
(3)测量模数转换器的参考电压。目前常用的数字万用表的参考电压一般为100mV或1V,即测量VREF ++和COM之间的DC电压。如果偏离100mV或1V,可以通过外部电位计进行调整。
(4)检查零输入的显示数,将A/D转换器的正端in+和负端in-短路,使输入电压Vin=0,仪表显示“00.0”或“00.00”。
(5)检查显示器的全亮行程。将测试端的测试引脚与电源正端V+短接,使逻辑地变为高电位,所有数字电路停止工作。因为DC电压被施加到每个冲程,所以所有冲程在对准表上显示“1888”并且在对准表上显示“18888”。缺笔时,检查A/D转换器对应的输出引脚是否用导电胶(或导线)与显示器连接,有无接触不良和断线。
2.如果个别文件有问题,说明A/D转换器和电源都工作正常。因为DC电压和电阻共用一套分压电阻;交流/DC均流分流器;交流电压和交流电流共用一套交流/DC转换器;其他转换器如Cx、HFE、F等。由不同的独立转换器组成。了解它们之间的关系,然后根据功率图,就很容易找到故障位置。如果测得的小信号不准确或显示的数字抖动大,检查量程开关是否接触良好。
3.如果测得的数据不稳定,数值总是累积增加,A/D转换器输入短路,显示的数据不为零,一般是0.1μF参考电容性能不好造成的。
根据以上分析,数字万用表的基本维修顺序应该是:数字表头→ DC电压→ DC电流→交流电压→交流电流→电阻档(包括蜂鸣器和检查二极管正压降)→Cx→HFE、F、H、T等。但是不要太机械。一些显而易见的问题可以先处理。但是,在校准过程中,必须遵循上述程序。
总之,一个有故障的万用表,在经过适当的测试后,首先要分析故障可能发生的部位,然后根据电路图找到故障位置进行更换和维修。由于数字万用表是比较精密的仪器,必须更换相同参数的元器件,尤其是A/D转换器,必须使用厂家严格筛选的集成块,否则会出现误差,达不到要求的精度。新的A/D转换器也需要按照上述方法进行检查,一定不能被新的所信任。
目前国内生产数字多用表的厂家很多,质量也有好有坏。双面覆铜板在维修中不容易发现质量问题。当树脂板绝缘强度不够时,主要表现在测量高压时误差较大,应与维修时分压电阻的阻值变化相区别。在这种情况下,最好使用开路法来查找故障点。应清理烧焦和碳化部分,以满足绝缘要求。当双面连接线因过渡孔断裂而无法输入信号时,容易与转换开关的不良现象混淆,难以分离。这种故障要用短路法查找。