Ремонт своими руками мультиметр 830в

РЕМОНТ МУЛЬТИМЕТРА СВОИМИ РУКАМИ

При ремонтах электроники приходится проводить большое количество измерений различными цифровыми приборами. Это и осциллограф, и ESR метр, и то что используется чаще всего и без применения чего не обходится ни один ремонт: конечно-же цифровой мультиметр. Но иногда случается так, что помощь требуется уже самим приборам, и это случается даже не столько от неопытности, спешки или неосторожности мастера, как от досадной случайности, такой, как случилась недавно со мной.

Мультиметр DT серии — внешний вид

Дело было так: после замены пробитого полевого транзистора при ремонте блока питания ЖК ТВ, телевизор не заработал. Возникла мысль, которая должна была впрочем придти еще ранее, на этапе диагностики, но в спешке не удалось проверить ШИМ-контроллер хотя-бы на низкое сопротивление или замыкание между ногами. Снимать плату долго, микросхема была у нас в корпусе DIP-8 и прозвонить ее ноги на КЗ было нетрудно и поверх платы.

Электролитический конденсатор 400 вольт

Отключаю телевизор от сети, жду стандартные 3 минуты на разрядку емкостей в фильтре, тех самых больших бочонков, электролитических конденсаторов на 200-400 Вольт, которые каждый видел разбирая импульсный блок питания.

Касаюсь щупами мультиметра в режиме звуковой прозвонки ножек ШИМ контроллера — вдруг раздается звуковой сигнал, убираю щупы с целью звонить остальные ножки, сигнал звучит еще 2 секунды. Ну, думаю, все: опять выгорели 2 резистора, один в цепи измерения сопротивления режима 2 кОм, на 900 Ом, второй на 1.5 — 2 кОм, стоящий скорее всего в цепях защиты АЦП. Ранее уже сталкивался с подобной неприятностью, в прошлом знакомый точно также попалил мне тестер, поэтому не стал огорчаться — съездил в радиомагазин за двумя резисторами в SMD корпусах 0805 и 0603, по рублю штука, и перепаял их.

Схема мультиметра DT-700C

Поиски информации по ремонту мультиметров на различных ресурсах, в свое время, выдали несколько типовых схем, на основе которых, построено большинство моделей дешевых мультиметров. Проблема заключалась в том, что позиционные обозначения на платах не соответствовали обозначениям на найденных схемах.

Сгоревшие резисторы на плате мультиметров

Но мне повезло, на одном из форумов человек подробно описал схожую ситуацию, выход из строя мультиметра при измерении с наличием напряжения в схеме, в режиме звуковой прозвонки. Если с резистором 900 Ом проблем не было, на плате несколько резисторов соединены цепочкой и найти его было просто. Тем более он почему-то не почернел, как обычно бывает при сгорании, и можно было прочитать номинал и попробовать измерить его сопротивление. Так как в мультиметре стоят точные резисторы, имеющие в своем обозначении 4 цифры, лучше, если есть возможность, менять резисторы на точно такие-же.

Сгоревший резистор СМД

В нашем радиомагазине не было прецизионных резисторов и я взял обычный на 910 Ом. Как показала практика, погрешность при такой замене будет совсем незначительная, ведь разница этих резисторов, 900 и 910 Ом составляет всего 1 %. С определением номинала второго резистора было сложнее — от его выводов шли дорожки к двум переходным контактам, с металлизацией, на обратную сторону платы, к переключателю.

Место для впаивания термистора

Но мне опять повезло: на плате были оставлены два отверстия соединенные дорожками параллельно с выводами резистора и подписывались они РТС1, дальше все было понятно. Термистор (РТС1) как известно нам по импульсным блокам питания, впаивается с целью ограничить токи через диоды диодного мостика при включении импульсного блока питания.

Резистор 1.5 кОм

Так как электролитические конденсаторы, те самые большие бочки на 200-400 вольт, в момент включения блока питания и первые доли секунды при начале заряда, ведут себя почти как короткое замыкание — это вызывает большие токи через диоды мостика, в результате которых мостик может сгореть.

Резистор 910 Ом

Термистор, упрощенно говоря, в нормальном режиме при протекании небольших токов, соответствующих режиму работы устройства, имеет низкое сопротивление. При резком многократном увеличении тока, сопротивление у термистора также резко увеличивается, что по закону Ома, как мы знаем, вызывает уменьшение тока на участке цепи.

Резистор 2 Ком Ом на схеме

При ремонте на схеме, предположительно мы меняем на резистор 1.5 кОм, резистор обозначенный на схеме номиналом 2 кОм, как писали на том ресурсе, откуда брал информацию, при первом ремонте, его номинал не критичен и рекомендовали поставить, все же на 1.5 кОм.

Продолжаем. После того, как конденсаторы зарядились и ток в цепи уменьшился, термистор снижает свое сопротивление и устройство работает в нормальном режиме.

Резистор 900 ом Ом на схеме

С какой целью термистор устанавливают вместо этого резистора в дорогих мультиметрах? С такой же целью как и в импульсных блоках питания — для снижения больших токов, которые могут привести к сгоранию АЦП, возникающих в нашем случае в результате ошибки мастера, проводящего измерения, и защищающего тем самым аналого — цифровой преобразователь прибора.

Или, иначе говоря, ту самую черную каплю, после сгорания которой прибор обычно уже не имеет смысла восстанавливать, потому что это трудоемкое занятие и стоимость деталей превысит, как минимум, половину стоимости нового мультиметра.

Инструмент для ремонта

Как мы можем перепаять эти резисторы — возможно подумают новички не имевшие ранее дела с SMD радиодеталями. Ведь у них в домашней мастерской, скорее всего нет паяльного фена. Здесь есть три способа:

1. Первый, будет нужен паяльник ЭПСН мощностью 25 ватт, с жалом лопатка с пропилом посредине, для того, чтобы греть разом оба вывода.
2. Второй способ, нанести откусив бокорезами, капельку сплава Розе или Вуда, сразу на оба контакта резистора, и греть жалом плашмя оба этих вывода.
3. И третий способ, когда у нас нет ничего кроме паяльника 40 ватт типа ЭПСН и обычного припоя ПОС-61 — мы наносим его на оба вывода так, чтобы припои смешались и в результате общая температура плавления безсвинцового припоя снизилась, и греем попеременно оба вывода резистора, пытаясь при этом его немного сдвинуть.

Обычно этого бывает достаточно, чтобы наш резистор отпаялся и прилип к жалу. Разумеется не забываем наносить флюс, лучше конечно жидкий Спирто канифольный флюс (СКФ).

В любом случае, каким бы способом вы не демонтировали этот резистор с платы, на плате останутся бугорки старого припоя, нам нужно удалить его с помощью демонтажной оплетки, обмакнув ее в спирто-канифольный флюс. Кладем кончик оплетки прямо на припой и вдавливаем его, прогревая жалом паяльника до тех пор, пока весь припой с контактов не впитается в оплетку.

Ну а дальше дело техники: берем купленный нами в радиомагазине резистор, кладем его на контактные площадки, которые мы освободили от припоя, придавливаем отверткой сверху и касаясь жалом паяльника мощностью 25 ватт, площадок и выводов находящихся по краям резистора, запаиваем его на место.

Оплетка для припоя — применение

С первого раза, наверняка выйдет кривовато, но самое главное что прибор будет восстановлен. На форумах мнения по поводу подобных ремонтов разделялись, некоторые доказывали, что в связи с дешевизной мультиметров их вообще не имеет смысла ремонтировать, мол выбросили и сходили купили новый, другие готовы были даже идти до конца и перепаивать АЦП). Но как показывает этот случай, иногда ремонт мультиметра дело довольно простое и экономически выгодное, а с подобным ремонтом вполне может справиться любой домашний мастер. Всем удачных ремонтов! AKV.

Источник

Устройство и ремонт мультиметров серии М-830

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

Источник