Мультиметр цифровой. Устройство, ремонт.

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.

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:

1. при полностью «выгоревшем» триоде Q1 при определении сопротивления мультиметр показывает одни нули;
2. в случае неполного пробоя транзистора прибор с разомкнутыми концами должен показывать сопротивление его перехода.

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.

На примере цифрового мультиметра DT9208A рассказано о диагностике и ремонте с заменой основной микросхемы-капли на популярную ICL7106.

При ремонте неисправного импульсного блока питания электролит после входного диодного моста оказался заряженным. Мультиметр использовался в режиме прозвонки диодов и сгорел.

Вот так выглядит плата прибора с деталями:

После вскрытия обнаружены перегоревшая дорожка и два диода 1N4007. Эти дефекты устранены, но мультимер не заработал, индикатор оставался темным.

В интернете найдена схема на DT9208A, даже не один вариант. Каждая немного отличается от ремонтируемого прибора. Несколько статей и книг по теме. Изучена информация по основной микросхеме-капле. Установлена возможность ее замены на микросхему ICL7106 в DIP корпусе, или ее аналог КР572ПВ5. По хорошей цене купить можно кликнув на фото ниже.

Времени потрачено достаточно, на мой взгляд информация получена полезная и возможно кому-то еще понадобится. Коротко приведу то, что было важно для меня.

1. Схема из интернета, которая мне наиболее подошла:

1. Нумерация и назначение выводов микросхемы-капли на плате мультиметра:

У микросхемы-капли 42 вывода, у микросхемы ICL7106 всего 40. Выводы между 25 -26, 38-39 останутся не подключенными. Не будут задействованы функции индикации низкого заряда батареи и удержания измерений. На мой взгляд это не создаст значительных неудобств.

1. Проверка исправности микросхемы-капли. Для этого достаточно измерить ее режим:

При напряжении кроны под нагрузкой у меня 8,46В напряжение между выводами 1 и 26 составило 8В. Напряжение между выводами 1 и 32 стабилизировано самой микросхемой и должно быть 3±0,05 В. Напряжение между выводами 32 и 36 должно быть 0,1 В (выставляется резистором VR2(Vref) по схеме).

На выводе 39 должны быть импульсы более 30 кГц, амплитудой не менее 5В:

Если что-то не так, а дорожки и элементы вокруг исправны, то микросхему нужно менять. У меня не было импульсов на выводе 39, внешний резистор и конденсатор генератора исправны.

1. Как конструктивно заменить микросхему-каплю на большую ICL7106?

Для этого каплю нужно высверлить сверлом около 6 мм и далее круглым напильником увеличить диаметр отверстия, чтобы дорожки, которые шли внутрь капли были надежно изолированы друг от друга. Затем подготавливаем 40 проводов длиной 4-5 см, залуживаем их и контакты на плате. Микросхему располагаем с противоположной стороны, там достаточно места, и аккуратно, по одному продевая в отверстие, паяем все 40 проводов в соответствии с номерами на плате и самой микросхеме.

На фото ниже вид со стороны распайки выводов на плате:

А на этом фото показана установленная микросхема ICL7106 с противоположной стороны:

Чтобы экран крышки мультиметра при закрывании корпуса не перемкнул выводы микросхемы, на него, напротив микросхемы, наклеить изоляционный материал.

После включения прибор заработал. Но не измерял емкость конденсаторов и частоту. Пришлось поменять еще две микросхемы: LM324 (измерение емкости) и 7555 (измерение частоты). Эти микросхемы не являются дефицитом и стоят недорого. Вместо 7555 я поставил таймер 1006ВИ1, это то же самое.

После ремонта мультиметр нужно откалибровать. Для этого понадобится один или несколько приборов, которым вы доверяете. Перед началом калибровки в отремонтированный мультиметр установить новую крону (или подключить к БП на 9В). На подстроечные резисторы маркером нанести вертикальные риски, чтобы при необходимости вернуть их в исходное положение. Так как схемы имеют различие, найти нужный подстроечник можно методом пробы. Если не тот, по риске вернуть назад и пробовать следующий.

Проверку необходимо делать во всех режимах. Если есть погрешность или несоответствие, использовать подстроечные резисторы мультиметра как сказано выше.

На фото ниже пример расположения некоторых подстроечных резисторов:

Ремонтировать прибор, или покупать новый — личное дело каждого. Микросхему ICL7106 я купил за 1,7$, LM324 и 1006ВИ1 у меня были. Новый прибор стоит от 15 до 20 $. И еще, мастеру сам процесс ремонта интересен, да и выбросить все что было целым не рационально.

Микросхему ICL7106 по аналогии можно использовать в большинстве мультиметров подобного класса.

Наиболее полезная информация изложена в книжке: Д.А. Садченков. Современные цифровые мультиметры.

Если восстанавливать мультиметр совсем нет желания, новый по хорошей цене можно купить кликнув на фото ниже.

Мини ампервольтметры для лабораторного блока питания или индикации напряжения бортсети автомобиля можно купить кликнув на фото ниже.

Материал статьи продублирован на видео:

Попал ко мне этот прибор давно и уже не помню как, всё руки до него не доходили, но появилось время, решил поковырять его. Выяснилось, что сгорели операционники в цепи измерения конденсаторов и сам АЦП, который выполнен на плате без корпуса и залит компаундом.

Можно было бы выкинуть его, но всё-таки старый Mastech не совсем уж голимый Китай, решил восстановить, раз выдалось свободное время. Замена операционников интереса особого не представляет, а вот заменой капли на корпусный АЦП решил поделиться, вдруг кому будет интересно. Необходимо приобрести АЦП ICL7106 в корпусе TQFP-44.

Не забываем смотреть даташиты, у разных производителей есть незначительные отличия по выводам, но для нас не принципиально, так как в нашем случае дополнительные выводы не используются.

Определяемся по печатной плате и деталям с нумерацией выводов капли, делаем наглядный макет, как будет располагаться микросхема и чтобы было видно какие дорожки убрать, какие оставить.

Далее микродрелью с фрезой стачиваем компаунд. Подробно процесс не снимал, чтобы не терять много времени, вот как получалось:

Капля убрана, осталось подогнать место так, чтобы минимум проводов подпаивать к микросхеме.

Подгибаем выводы микросхемы, подгоняем к дорожкам на плате.

Припаиваем микросхему АЦП на подготовленное место.

Вот такой получился ремонт, провозился часа три примерно. Прибор работает, осталось что-то придумать с круглым гнездом для проверки hfe транзисторов, как видно на первом фото (в правом нижнем углу) гнездо по неведомой мне причине отсутствует. Сколько не искал, так и не нашел его названия, чтобы попробовать найти в интернет-магазинах, буду премного благодарен, если кто подскажет, что это за гнездо, может оно где-то ещё применяется кроме мультиметров и как оно называется.

22Используемые источники:

• https://evosnab.ru/instrument/avo/remont-multimetra
• https://radiomasterinfo.org.ua/multimetr-tsifrovoj-ustrojstvo-remont/
• story/remont_multimetra_mastech_my61_5178902