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 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 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 IC2 | 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.
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.
Теги:
При всём ассортименте цифровых измерителей, наиболее широкой популярностью среди радиолюбителей пользуется именно мультиметр dt-832. Он довольно часто продается на прилавках магазинов, стоит дешево, и он же полностью цифровой!
Я им пользовался уже несколько лет, сейчас он у меня как резервный или для использования там, где не жалко, но вот при очередном измерении резко прокрутив по кругу переключатель до нужного параметра раздался щелчок, что-то посыпалось и переключатель заклинило…
Переключатель не работал как и сам мультиметр, пришлось разбирать – благо прибор разборный и это не так уж и сложно – всего-то требуется открутить два самореза сзади прибора утопленных в корпусе, и поднять аккуратно крышку которая держится помимо саморезов еще и на боковых петельках.
Видим плату, динамики и шарик, который просто болтается по корпусу. Причина сразу понятна – рассыпался от времени переключатель, он состоит из самой ручки на которой установлены контакты и пару шариков с пружинками.
Китайский вариант смазки меня устраивает не очень, так как они применяют тугой вазелин который сохнет и приводит к частым налипаниям грязи, заклиниванию переключателей и вредит поверхности контактов переключателей при такой частой работе.
Применять масло машинное в таком типе переключателя не целесообразно – пластик может повредить, поэтому применил более безвредную силиконовую смазку из баллона.
При сборке в обратной последовательности продул детали выключателя силиконовой смазкой, поставил шарики на пружинки, и теперь переключатель вращать одно удовольствие, все стало работать плавно без каких либо заеданий, заклинов, рывков, и контакт с электрической точки стал хороший, цифры пляшут меньше, переключения по диапазонам измерения мультиметра стало куда точнее.
Вдобавок прибор чистим внутри от пыли, протираем влажными салфетками на спиртовой основе все внутренности и плату с ее компонентами, смотрим и проверяем предохранитель, проверяем батарейку – часто за время он разряжается и при заниженных показаниях может глючить прибор, если нужно поджимаем колодки куда подключаются щупы прибора, а еще лучше сняв плату с ними почистить их ацетоном.
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.
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:
- при полностью «выгоревшем» триоде Q1 при определении сопротивления мультиметр показывает одни нули;
- в случае неполного пробоя транзистора прибор с разомкнутыми концами должен показывать сопротивление его перехода.
Обратите внимание! 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.
Схема и работа прибора
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.
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.
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 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 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.
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.
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Аналоговые мультиметры очень быстро были вытеснены с рынка приборами на АЦП (аналогово-цифровых преобразователях). Произошло это по ряду объективных причин (компактные размеры, высокая точность, наглядность предоставляемого результата, приемлемая стоимость и т.д.), однако, есть у таких измерительных устройств и ряд минусов.
И самый значимый – сложность ремонта.
Во-первых, современные производители очень неохотно делятся принципиальными схемами приборов, что значительно затрудняет поиск неисправности.
А, во-вторых, лежащая в основе устройства микросхема тяжело поддается не только диагностике, но и замене (часто кристалл не просто припаян к плате, а еще и дополнительно залит твердым клеем, который защищает кристалл, а также увеличивает теплоотдачу).
Описание мультиметров DT 832
Мультиметры серии 830 весьма популярны. Они сочетают в себе широкий функционал и низкую стоимость. В основе этих приборов лежит интегральная схема АЦП ICL1706, разработанная компанией MAXIM. Хотя в настоящий момент существует множество аналогов от конкурентов, есть даже российская реализация — 572ПВ5).
Исходная серия измерительных приборов маркируется как M832, модификация DT – дешевый аналог от китайских производителей. Тем не менее функционал и основная схема сохранены.
Мультиметры подходят для измерения напряжений от 200 мВ до 1 кВ (для постоянного), тока от 200 мкА до 10А и сопротивлений от 200 Ом до 2 Мом.
Принципиальная схема
Итак, основные радиоэлементы обозначены на схеме ниже.
Рис. 1. Принципиальная схема
Чтобы понять основные логические связи между узлами прибора, можно изучить функциональную схему.
Рис. 2. Функциональная схема
Выводы микроконтроллера лучше всего тоже вынести отдельно.
Рис. 3. Микроконтроллер
Ремонт DT 832
Самое интересное, что, даже имея принципиальную схему на руках, починить мультиметр будет весьма проблематично. Чтобы понять почему так происходит, проще один раз всё увидеть.
Рис. 4. Микросхема, лежащая в основе устройства
Микросхема залита, а контакты никак не обозначены, что ощутимо затрудняет прозвон проблемных элементов, контрольные точки не обозначены.
Ввиду того, что причин поломок очень много, ниже рассмотрим наиболее частые.
Рис. 5. Детали крепления прибора
1.Поломка переключателя. Из-за низкого качества смазки буквально через несколько лет уже может наблюдаться ощутимое затруднение в переключении режима. Еще частая проблема – выпадение прижимных шариков (на фото выше). В этом случае прибор перестает работать вообще, а в корпусе слышится характерный шум при встряхивании. Ремонтируется дефект простой пересборкой и смазкой (лучше всего использовать силиковоновую) переключателя.
2.Перегорание отдельных элементов. Очень популярный тип поломки, когда в процессе измерения переключатель не передвигают в нужное положение, а получаемая нагрузка превышает допустимую. В этом случае в отдельных видах измерений наблюдаются проблемы с корректностью получаемых данных. Для диагностики необходимо иметь цепь с заведомо известными параметрами или еще один рабочий мультиметр. При разборке найти сгоревший элемент можно очень легко. Он почернеет. Проблема решается заменой на полный аналог (необходимо использовать принципиальную схему выше для уточнения номинала).
3.Гаснет экран (при включении загорается нормально, но позже плавно тухнет). С большой долей вероятности проблема в генераторе тактовой частоты. В этом случае задающими элементами колебательного контура являются C1 и R15. Их необходимо проверить и при необходимости заменить.
4.Гаснет экран, но при снятой крышке работает как положено. С большой вероятностью задняя крышка касается контактной пружиной резистора R15 и коротит задающий генератор. Проблема решается укорачиванием пружины (или ее отгибанием).
5.В режиме измерения напряжения показания меняются смаопроизвольно от 0 до 1. Скорее всего проблема с цепью интегратора. Можно проверить и при необходимости заменить конденсаторы C2, C4, C5 и сопротивление R14.
6.В режиме измерения сопротивления показания долго устанавливаются. Необходимо проверить и заменить C5.
7.Долго обнуляются данные на дисплее. Скорее всего проблема в конденсаторе C3 (если емкость в норме, можно заменить на аналог с уменьшенным коэффициентом абсорбции).
8.В любом из выбранных режимов мультиметр работает неверно, сама микросхема греется. Необходимо в первую очередь проверить нет ли короткого замыкания выводов, подключенных к разъему для проверки транзисторов. Можно поискать КЗ в других местах схемы.
9.Пропадают и появляются отдельные сегменты на ЖК дисплее. С большой долей вероятности ухудшилась проводимость через резиновые вставки (через которые дисплей подключается к плате). Требуется разобрать соединение, протереть спиртом контакты, при необходимости залудить контактные площадки на плате.
Это далеко не полный список возможных неисправностей. Найти их поможет тщательный визуальный осмотр прибора, анализ показателей контрольных точек и прозвон отельных элементов. Для сверки с «нормой» лучше всего иметь под рукой заведомо исправный DT 832 (как эталон).
Автор: RadioRadar
История с ремонтом данного недорогого мультиметра начального уровня началась с того, что случайно сжег свой старый мультиметр ALDA DT-830B, который был куплен в далеком 1995 году на первые студенческие деньги.
Можно было не морочить голову и купить аналогичный новодел, или вообще обойтись без DT-830B, так как в хозяйстве есть более современный мультиметр (несколько были проданы при переездах, оставлен необходимый минимум).
Но:
— в первую очередь — аппарат дорог как память;
— во вторую — он собран на базе полноформатной АЦП микросхемы ICL7106 в DIP корпусе (и двух десятков резисторов с конденсаторами), которую не дорого и не сложно заменить;
— в третью — привычка, по факту 90+% времени пользуюсь именно DT-830B в паре в транзистор тестером.
Сколько всего было сломано и отремонтировано с использованием данного мультиметра, первые шаги в изучении электроники, первые мультивибраторы, десяток усилителей, фильтров и т.д и т.п. были собраны благодаря ему. А итог все равно как у всех, но не в год покупки, а спустя 27 лет — можно сказать измерил напряжение в сети в режиме измерения сопротивлений. Еще и подождал до появления искр, запаха и волшебного дыма. Направление стрелочки на ручке выбора диапазонов не рассмотрел…
Ремонт такого рода мультиметров максимально прост, и сводится к замене сгоревших резисторов, восстановлению дорожек, и если не помогло — замене микросхемы АЦП.
В моем случае сгорели 3 резистора (2к Ом, 100 Ом и 900 Ом), и микросхема.
В качестве замены микросхемы выбирал что было в наличии и стоило дешевле нового прибора.
Выбор был следующим:
ICL7106 — оригинал разных производителей (высокая цена)
GC7106AQ — китайский клон (доступная цена)
К572ПВ5 — отечественный аналог (новые с хранения), по цене чуть дороже китайской и чуть дешевле оригинала, поэтому выбор остановил на них
На всякий случай записал номиналы, так как в моем случае резисторы обуглились до не читаемого состояния, и пришлось искать номиналы по подобным схемам:
Микросхему установил на панель, собранную из разношерстных панелей.
Плату немного повело от температурного воздействия, пришлось нагревать паяльным феном и выравнивать, иначе резинка с контактами дисплея не полностью прилегала, и не все сегменты дисплея горели. В итоге добился идеального горизонта без использования подкладок. Обычно об этом ремонтники умалчивают.
Фото итогового результата:
Пока ехала пара микросхем, ради любопытства за копейки заказал сгоревший новодельный мультиметр.
Выбирал наугад, пытался ориентироваться на маркировку на корпусе, но не угадал. Приехал обычный новодел, исполнений которого огромное количество.
Исходил из того, что в крайнем случае применю вторую микросхему, которую заказал в запас, да и интересно было распаять микросхему в PDIP40 корпусе на место PLCC44.
По итогу, новодельный мультиметр порадовал следующим:
— приехал копаный некомплект, утеряны шарики и одна из пружин, сколота часть корпуса конденсатора;
— сгоревшими были резисторы 2 кОм и 900 Ом;
— видимо был ударником, так как резисторная сборка 4х1 МОм была в режиме 3х1 МОм, и пришлось допаять отдельно 1 резистор на 1 МОм (иначе звук в режиме прозвонки долго затухал);
— контакты экрана и резинки долго вычищал и вымывал, пока добился идеального контакта и отображения всех сегментов.
Зато микросхема пережила измерение напряжения в сети в режиме измерения сопротивлений. Почему так решил — замененный 2кОм резистор отвечал именно за диапазон измерения сопротивлений, проверил до замены.
Плата на новодельном мультиметре гораздо тоньше, ощущается как бумага.
И не советую без цели лезть к этим экранам, иначе намучаетесь с обратной сборкой.
Также записал номиналы для себя и таких же как я:
Практически итоговый результат (позже был удален подстроечный резистор и резистор на 910 Ом, и вместо них из двух десятков 1 кОм резисторов подобран и запаян резистор на 1007 Ом):
Результаты тестирования приводить не буду, так как калибровал по показаниям цифрового регулируемого понижающего модуля B3603 и мультиметра ZOTEK ZT-301.
Оба мультиметра откалибровал так, чтобы показания идеально совпадали.
Особой точности не добивался по причине того, что позже показания все равно уплывут, так как мультиметр начинает завышать показания в процессе проседания напряжения на питающей 9В батарее.
Схема-ориентир:
Надеюсь кто-нибудь по моим пятам ударится в ностальгию и восстановит свой старый, еще «крепко» собранный, мультиметр, на большее не рассчитываю. Да, я уверен, что многие их не выбросили, и хранят где-нибудь глубоко в шкафу 
Спасибо за внимание!
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.
необходимо тщательно обследовать печатную плату мультиметра, на которой могут иметься хорошо различимые заводские недоработки и ошибки;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:
при полностью «выгоревшем» триоде Q1 при определении сопротивления мультиметр показывает одни нули;- в случае неполного пробоя транзистора прибор с разомкнутыми концами должен показывать сопротивление его перехода.
при полностью «выгоревшем» триоде Q1 при определении сопротивления мультиметр показывает одни нули;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.