数字万用表的常见故障分析与维修之欧阳史创编

欧阳史创编 2021..02.10数字万用表的常见故障分

析与维修时间：2021.02.10创作：欧阳史数字万用表的工作原理及特点:双积分A/D转换器是数字万用表的“心脏”，通过它实现模拟量—数字量的转换。外围电路主要包括功能转换器、功能及量程选择开关、LCD或LED显示器，此外还有蜂鸣器振荡电路、驱动电路、检测线路通断电路、低电压指示电路、小数点及标志符（极性符号等）驱动电路。数字万用表的基本构成A/D转换器是数字万用表的核心，采用单片大规模集成电路7106。7106采用内部异或门输出，可驱动LCD显示器，耗电极省。它的主要特点是:单电源供电，且电压范围较宽，使用9V叠层电池，以实现仪表的小型化，输入阻抗高，利用内部的模拟开关实现自动调零与极性转换。缺点是A/D转换速度较慢，但能满足常规电测量的需要。下面是常见故障分析，及处理方法(1)查数字万用表的故障，首先应检查和判断故障现象是带共性的(例如所有档都不能测量)，还是带个性的(例如仅电流档不能测量)，对所有档均不能工作甚至无液晶显示，应重点检查电源电路和A/D转换器；若个别档有问题，说明电源和A/D转换器工作正常，应参照单元电路去寻找故障。(2)数字万用表的最小直流电压档(即直流200mV档)是三位半数字万用表的基本档，其余档大都在此基础上扩展而成，因此检修仪表时应先检查该档工作是否正常。(3)直流电压基本档不回零。一般是由于分压电阻附近较脏，应擦洗电阻周围使之回零，然后由直流电压源输入1V电压进行校准，校准时调直流电位器。(4)基准电压不正常，仪表打到哪档始终显示“1”，检查集成块7106的第35、36管脚之间有无100mV的基准电压，再检查开关VR1电位器是否良好、分压电阻R12(4Q)和R13Q50Q)是否准确。(5)各档显示数字乱跳无法使用。此故障多数是因为测大容量电容时没有放电，也有的是测量时打错档位，导致双时基集成块7556和7106损坏。检查时首先在电池两端测电流，若大于10mA,则说明7556损坏；取下此片，再测，电流还很大，则7106损坏；取下此片，再测，电流小于2.5mA,则说明其它基本正常。若稍大一点，则说明某些电容有些漏电。对损坏的元件及时更换后，先检查200mV档是否正常，再进行其它功能的测试。(6)蜂鸣器不响。如指示灯亮，则可能是7011集成块损坏；如灯不亮，则可能是集成块062损坏，它的一半管脚管交流电流，一半管蜂鸣器，打到蜂鸣器档，响则说明管蜂鸣器的那一半充好；打到交流2V档，用改锥碰输入端，显示“1”，则说明管交流的那一半充好。(7)开机显示“1888”，是4070集成块或4077集成块损坏；表的小数点始终亮，除4070或4077集成块有故障外，还可能是1MC电阻开路所致。数字万用表要定期清洗，否则易短路导致表不正常工作。接地电阻表的结构与调修接地电阻表是一种专门测量各种电力系统、电器设备、避雷针等接地装置接地电阻的仪器，一般分为三端钮(E1、P1、C1)及四端钮(P2、C2、P1、C1)，其中四端钮还可以测土壤电阻率。一、主要结构及简单工作原理目前使用的接地电阻表以型号ZC-8居多，它是以电位计原理设计，由手摇发电机作为电源，配以相敏整流放大电路、电位器、电流互感器及检流计组成。接地电阻的测量一般都采用交流进行，这是因为土壤的导电主要依靠地下电解质的作用，如果采用直流测量就会引起化学极化作用，严重影响测量结果。当手摇发电机以120r/min的速度转动时，便产生110Hz左右的交流电流11,11从发电机经过电流互感器一次绕组、经被测物E1、大地、电流探测针C1而回到发电机。由电流互感器二次线圈产生的电流I2接于电位器Rs。电位器Rs的旋钮装在仪表面板上并带有读数盘，调节电位器Rs使检流计指示中心刻度线，此时如读数为N，则被测接地电阻等于N与倍率系数(有x0.1、x1、x10三档或x1、x10、x100三档)之积。二、常见故障及修理.检流计无指示(检定时)或变化很小(1)发电机输出无电压或输出电压很低:检查发电机的“开关”电压线圈是否短路或损坏以及输入电阻是否损坏，如是，更换或修复。注意:在使用时不要在C1和P1短路情况下摇动手摇发电机，以免发生故障。(2)发电机磁钢是否退磁。如是，可充磁。(3)与检流计并联的电容C1、C2(100〃F10V)可能电解液变干，造成短路或击穿。若是，更换。(4)互感器一次线圈烧坏，在带电测量接地体时，当有大电流流入大地情况下，可将其烧坏。(5)检流计由于环境的影响，灵敏度降低。如是，对其磁钢充磁。其一般灵敏度为(±25〃A30°)。(6)检流计线圈断，有条件的话，可重新更换线圈。.在检某一量程时，调节电位器检流计无法指零，总朝一个方向偏转(1)此量程分流电阻损坏。如是，更换。(2)互感器二次线圈损坏。如是，更换。(3)电位器Rs与其他线路断开，使之无法起到调节作用，使得流过检流计线路的电流增大。如是，重新焊好线路。.所有量程测量误差较大(1)三极管变质导致性能下降。如是，重新更换。(2)整流二极管D1、D2正向电阻阻值相差较大，因为在不同的电压下正向电阻的阻值是有变化的，所以在选二极管时正向电阻要基本相同。(3)检流计是否变位。如是，重新调整检流计轴尖与轴承之间的间隙，使其活动自如。(4)检流计可动线圈上的游丝是否变质，使得检流计变位。如是，可重新调整或更换游丝。(5)如不是以上原因，可仔细调整可调电位器W1、W2,以消除测量误差。小型数字万用表九大故障检修心得故障一:交流各档显示不回零。现象:交流电流、电压各档，在无电压输入的情况下显示均不为零。原因一:打开表壳仔细观察后发现，该表因长期使用，开关触片间被严重污染，凡开关触片经过的地方均有被铜粉末污染的黑色轨迹。这些污染则构成了一定量的容量不规则的伏打电池，其电压对测量机构产生作用，因此各档显示不能回零。解决方法:用棕毛刷蘸取航空汽油，清洗开关触片，再用清水洗净污染，晾干后交流各档显示回零，故障排除。原因二:在交流电压测量电路中有一只交流放大器，其输出端与输入端有一只反馈电容相连。反馈电容开路，高频信号将跟随被测信号直接进入测量机构，在无输入的情况下，外电场的干扰信号也会直接被放大，表现出不能回零的现象。解决方法:更换交流放大器的反馈电容，故障即消除。故障二：20MC电阻档不能回零，而且测量失效。现象:在200C、2kC、20kC等低阻档测量正常，但打至20MC电阻档，无论被测电阻的大小，总显示出较稳定的固定值，根本无法正确显示被测电阻的阻值。原因:开箱检查后发现，电池漏液较严重，已蔓延至电路板上，结果形成新的通路，使部分本无联系的电路彼此相通，估计漏液的等效电阻为9MC。在低电阻档测量时，因漏液的电阻R漏远大于从2000-2卜0-20卜0的量程范围，R漏上分走的电流很小，漏液电阻的分流影响可以近似忽略，测量结果所受影响不大。随着量程范围的增大，R漏的影响开始增大，到达20MC档时，就出现了无论是否有被测电阻，都有稳定9MQ的显示值。解决方法:用干布擦除所有电池漏液，更换新电池，再开机检查，故障完全消失。故障三：LCD显示不完整。现象:LCD显示的数字笔画不完整，用力按压机壳故障消失，稍一松手，故障再现。原因：机壳内显示芯片引脚、引电橡胶及LCD显示屏字划电极间接触不良所致。解决方法:取一片透明的塑料薄膜，剪成与LCD显示屏同大小的一块垫在机壳显示窗与LCD显示屏之间，再上紧后盖板螺丝，迫使内部组件紧密接触，结果LCD显示恢复正常。故障四：LCD显示的小数点错位。现象:电压、电流、电阻各档小数点显示位与应显示位不一致。原因:开箱检查发现，开关盘定位爪断损，动触片着力不匀而变形，变形后的动触片在该接通的位置没有接通，却在不该接通的相邻位置接通了，导致了小数点错位。解决方法:更换变形的动触片后，故障完全消除。故障五:直流电压档测量结果前后不一致。现象:对一稳定的100丫直流电压进行测量，开始显示为105.1V，2分钟后变为溢出显示。原因:经检定是该万用表所用电池电量不足所致。当电池欠电压时，该万用表模数变换器中的标准电压不断发生偏离，于是示值误差将随着电池性能的不断下降而增大，时间越长，示值误差越明显。解决方法:更换万用表电池即可。故障六:交流电压高压档总是溢出显示。现象:交流电压750V档测量50V交流电压时，居然溢出显示。原因:开箱检查后发现，与输入通道相连的定触片间有电弧烧伤的痕迹。该处胶木板因被烧伤炭化而被击破，使本应该经分压器分压的外界被测电压直接传到了放大器的输入端，由于该被测电压远大于放大器正常状态的输入电压，迫使LCD溢出显示。解决方法:用刀片剔除电路板上烧伤的焦木，故障排除。故障七:电容档有多档溢出显示。原因:经查实，因开关定触片上的阻焊膜过多，阻碍定动触片间的良好接触，使得单稳态电路中的定时电阻没有参与工作，单稳态触发器的1、2端就没有电源电压的作用，结果表现为电容档溢出显示。解决方法:用刀片剔除触片上多余的阻焊膜，故障被消除。故障八:基本电压档正常，但其余电压档总显示为零。原因:直流电压测量电路中的排在首位的分压电阻开路，造成输入信号与测量机构间的通路被切断。因此，除基本电压档外，无论外加多大的输入电压都不能传入测量机构，显示始终为零。解决方法:找到受损的分压电阻，更换后故障被消除。故障九:电压各档显示不回零。原因:经细查发现，COM与V/C之间的污染是主要原因。如果表的封箱螺丝钉未上紧，或插座上的密封垫松动，外界潮湿的气体浸入后发生化学反应，随着时间的推移反应物的浓度不断增加，所带电荷不断积累，最终形成原电池，如果原电池为正，则LCD显示正值，反之，则LCD显示负值。解决方法:打开表壳，在COM与V/C插座间用卫生纸吸潮后用酒精棉清洗，待晾干后通电检查，故障消除。袖珍式数字万用表的正确使用之我见数字万用表是测量工作中应用最广泛的计量器具之一，具有新颖、直观、携带、检测使用方便的特点，是电子、电工、电工计量及维修工作的必备仪表。如何正确使用袖珍式数字万用表，取得准确无误的测量数据，在使用中应做到以下几点:.在使用仪表之前，应仔细阅读产品使用说明书（因为随着产品结构的不同，其使用方法也不一样），熟悉开关、功能键、插孔、旋钮及仪表附件（如测温探头、高频探头）的作用。还应了解仪表的极限参数，出现过载显示、极性显示、低电压指示和其他标志符号显示以及声光报警的特征，掌握小数点位置的变化规律。.某些仪表（如UT53、UT54、UT56、DT9102等）具有自动关机功能。使用中如发现液晶显示器LCD数字显示突然消失，并非仪表出现故障，而是电源被切断，使仪表进入了“睡眠”状态。这时只需重新按下电源开关，即可恢复正常。倘若仅是最高位显示“1”，其它位均消隐，证明仪表已发生过载，要选择更高的量程。.当使用红、黑笔测试线时，黑线通常是连接到万用表负的接线柱“COM”插孔，内部与电池“-”端相连带负电或测试设备的地线；而红线测试插头则用来接“VC”插孔，内部与电池“+”端相连带正电或直接用来连接具体的被测试点。.在测量比较大的电压时需注意安全，当电压达几百伏时应单手操作，即先把黑笔固定在被测电路的公共端，再持红表笔去接触测试点，测量接近1000V的电压时，必须使用高压探头，探头的端部最好带弯钩或鳄鱼夹，便于固定。.当用其测试电流时应正确选择量程，如果电流大小不知道，开始时应放在最大量程，然后再根据读数的大小逐渐转换到合适的量程以防过载。.当用其仪表电阻档检测晶体二极管、三极管和电解电容等需要区别极性元器件时，必须注意极性，同时还要注意用电阻档测量时，各档测试的电压和最大测试电流不完全一样（按其使用说明书规定的指标），由于电阻档所能提供的测试电流很小，不适宜直接测试晶体管的正向电阻。.利用hFE插口检查发光二极管质量好坏时，测量时间应尽量短，测量时间过长会降低叠层电池的使用寿命。.利用万用表的逻辑测试档（LOGIC），可代替逻辑测试笔测量逻辑电平，快速检查TTL、CMOS数字电路的故障。检测低电平时，LCD显示低电平标志符（或LOW）；检测高电平时，LCD显示高电平标志符（▲或HIGH）。.用2MQ电阻档时，显示值需经过数秒钟才能趋于稳定，用200c档测量时，应先将表笔短路，测出两表笔引线的阻值（约0.1C〜0.3C）,每次的测量值应减去此值，才是实际值，否则将影响测量结果的准确性。.不能使用其仪表的电阻档去检测液晶显示器LCD的好坏，LCD显示只能用交流方波来驱动，不允许加直流电压。.当显示器出现“”符号时，必须更换电池，更换电池时，电源开关必须拨至“OFF”位置。.严禁在接通测量状态下改变量程开关，注意首先选择较大量程进行测量，测量电阻时，应防止带电测量，注意人体电阻的影响，同时还应注意用毕随手关机（把电源开关拨至“OFF”的位置，可以延长电池的使用寿命）。如长期不用，应取出电池，以免产生漏电损坏仪表。.这种仪表不宜在阳光及高温、高湿的地方使用与存放。它的工作温度（0〜40）℃,湿度小于80%。三位半数字万用表的故障检修数字万用表损坏的原因大多为使用者操作不当。仪表损坏的主要器件有:①A/［转换器ICL7106或1部7136损坏。②运算放大器TL062损坏。③双时基电路ICM7556损坏。④与非门CD4011损坏。⑤电阻档过压保护电路的三极管。1侬014）及保护电阻PO1（1.5kC）损坏。⑥电容C9（35V、0.33〃尸）漏电，导致基准电压变化，引起测量误差。下面具体介绍检修方法。.检修电源故障流程 数字表检修工作一般先从电源开始，开关接通后，如无液晶显示，应首先检查9V电池是否无电或电池电压太低。如果电池电压正常，就应检查A/D转换器ICL7106的V+（脚1）与丫-（脚26）之间有无9V电压。只有当ICL7106电源电压工作在正常状态下，才能向下寻找故障原因。寻找故障应按照先查重点集成，比如A/D转换器ICL7106基准工作电压是否工作正常，显示器能否正常显示。如图所示为数字万用表电源故障检修流程图。.检修故障实例（1）基准电压不准或不稳定:一数字万用表显示正常，但在检定时，发现测量值明显偏低。测其基准电压只有75mV左右，通过仔细检查，发现基准分压电器R12、R13、W1附近有油污，导致印刷板漏电，绝缘下降，致使R12减小。用无水酒精清洗并烘干后，故障排除。(2)一数字表无论打到哪档均显示“-1”，用户反映无法使用。测其工作电流达5mA,而仪表正常工作时为1.2mA左右。其基准电压也不对。更换ICL7106后，故障依旧。从数字表原理分析，ICM7556双时基电路极易过载而损坏。去掉ICM7556后，工作电流下降到1.2mA左右。其基准电压VREF(36脚)与COM之间电压为100mV，正常。除电容档外，其余各档恢复正常。从故障分析看，使用者在测电容时，在电容器上的电荷没有泄放完，便对电容进行测量，导致ICM7556损坏。使得流过ICM7556的电流过大，引起COM电位抬高，从而降低了基准电压。(3)一数字表显示正常，但在检定时发现误差较大，测量基准电压明显偏低，而且不稳定。刚接通电源时，测其工作电压为100mV，但过一会儿，电压会下降。由此现象分析，说明电路某一部分出现软击穿。首先按下ICM7556后，故障依旧。再更换ICL7106，工作电流仍偏大，基准电压不正常。再查找各点对公共地的电压，发现各点对地电压都有不同程度的变化。而此时9V电池电压是稳定的。但发现其正、负极对地电压有变化，由此可知，这种现象发生在共用电源的器件上。由于CD4011只在蜂鸣器档工作。故重点查TL062双运算放大器。断开其正负极电源，再测仪表工作电流为1.2mA，基准工作电压为100mV左右，且稳定不变。说明TL062内部有软击穿，更换该片后，故障排除。(4)一用户由于误操作，在电阻档测电压，导致用电阻档测电阻无反应。从测量电阻的电路查得保险阻PO1(1.5kC)损坏，造成了电阻档测电阻无反应。更换电阻后，故障排除。产生故障的主要原因是电阻档误测电压时，三极管Q1(C9014)反向击穿，使通过PO1电阻的电流迅速增大而烧坏PO1电阻。如果PO1电阻未坏，而Q1(C9014)反向击穿短路，会造成电阻档开路时不显进“1”。同时应注意与Q1并联的电容有时也会同时被击穿短路。此类故障在DT890、DT9101、DT9108、DT9107等类型数字表上也经常出现。⑸一数字表原来均不能测量，更换A/D转换器ICL7136后(原来此表用的为ICL7106)，电流、电压、电容档均正常。但电阻档不能测量。开路时，数字有跳变现象，无法稳定。按原理分析ICL7106与ICL7136可以互换，但在实际应用上还是有差异。从ICL7136与ICL7106典型电路分析，适当增加I-CL7136上的积分电阻、降低积分电容，有助于改善电阻档的稳定性，通过试验将积分电阻由原来的56kC增大到330kQ左右，电阻档工作正常，测量结果准确。同时不影响其它档的使用。此现象在DT890、DT9101、DT9102、DT9107、YDM-301等类型数字表将ICL7106换成ICL7136后均会出现，通过增大积分电阻以解决。指针式万用表常见故障及基本维修方法故障一:测试时，指针不偏转或来回摆动不停。产生原因:①测试表笔断。②保险丝管烧坏。③动圈开路。④与表头串联电阻损坏开路。⑤表头保护装置（晶体二极管）击穿短路。⑥表头线脱焊。解决方法:①表笔损坏重新更换。②换合适的保险丝管。③动圈损坏更换。④更换损坏的电阻。⑤更换损坏的二极管。⑥重新焊好脱焊点。故障2:机械调零时，指针在零位处有变位或卡滞现象。产生原因:①轴承与轴尖间的间隙过紧使指针变位。②表芯与极掌间隙中有毛刺，如铁屑或纤维，阻碍可动部分自由活动。③仪表游丝粘连或跳圈。④平衡锤松动或变形。⑤指针与表盘之间有磁化物质阻碍指针自由运动。⑥可动线变形。解决方法:①重新调整轴承与轴尖的间隙，使活动部分摆动自如。②清除极掌或铁芯上的铁屑，用细钢丝插入间隙中利用钢丝被磁化的原理吸出铁屑。再用皮老虎清除其中的纤维。③平整游丝到正常位置。④重新焊好平衡锤并调整好与指针之间的角度。⑤清除指针与表盘之间存在的带磁性的物质。⑥有条件的情况下，更换可动线

故障三:有一个或几个档在测量时表无指示。产生原因:①该档转换开关接触不良，触点氧化或烧坏。②该档元件严重损坏或氧化。解决方法:①重新调整好转换开关的位置，用无水酒精清洗触点氧化层。②更换损坏的元件。故障障四:故障障四:电阻档不能使用。产生原因:①电池失效。②电阻档电阻损坏。③电池正负极与接触片没有接触上或接触片连线不通。④表头公共电路部分电阻测量线路与表头串联的专用电阻不通。⑤电阻档调零电阻接触不良。解决方法:①更换失效电池。②更换损坏的电阻。③调整好触片位置使之与电池正负极接触好。④更换电阻测量线路中与表头串联的专用电阻。⑤清洗电阻档调零电阻。故障五:交流档不能使用。产生原因:①整流电路中有二极管损坏。②交流电压档专用的与表头串联的电阻断路。③交流电压档中最小量程中的分压电阻损坏。解决方法:①更换损坏的整流二极管。②检查与表头串联的电阻是否损坏或接触不良，如是，更换重焊。③检查最小电压档的分压电阻是否损坏，如是则更换。

故障六:各档指示无规律变化。产生原因:转换开关位置串动（MF-30、MF-40等类型的表易出现）。解决方法:正确调整好开关位置，并使开关触点接触好每一档触点位置。故障七:故障七:交流测量时指针有抖动现象。产生原因:①可能是轴承与轴尖配合太松，使指针晃动。②电路中旁路电容变质。解决方法:①重新调整好轴承与轴尖的间隙。②更换变质的电容。数字万用表的修理方法和技巧一、修理方法寻找故障应先外后里，先易后难，化整为零，重点突破。其方法大致可分为以下几种：.感觉法凭借感官直接对故障原因做出判断，通过外观检查，能发现如断线、月脱焊、搭线短路、熔丝管断、烧坏元件、机械性损伤、印刷电路上铜箔翘起及断裂等;可以触摸出电池、电阻、晶体管、集成块的温升情况，可参照电路图找出温升异常的原因。另外，用手还可检查元件有否松动、集成电路脚管是否插牢，转换开关是否卡带;可以听到和嗅到有无异声、异味。.测电压法测量各关键点的工作电压是否正常，可较快找出故障点。如测A/D转换器的工作电压、基准电压等。.短路法在前面所讲的检查A/D转换器方法里一般都采用短路法，这种方法在修理弱电和微电仪器时用得较多。.断路法把可疑部分从整机或单元电路中断开，若故障消失，表示故障在断开的电路中。此法主要适合于电路存在短路的情况。.测元件法当故障已缩小到某处或几个元件时，可对其进行在线或离线测量。必要时，用好的元件进行替换，若故障消失，说明元件已坏。.干扰法利用人体感应电压作为干扰信号，观察液晶显示的变化情况，常用于检查输入电路与显示部分是否完好。二、修理技巧对一块故障仪表首先应检查和判别故障现象是共性（所有功能都不能测量），还是个性（个别功能或个别量程），然后区别情况，对症解决。1,若所有档均不能工作，应重点检查电源电路和A/D转换器电路。检查电源部分时，可取下叠层电池，按下电源开关，用正表笔接被测表电源负，负表笔接电源正（对数字万用表而言），开关打到二级管测量档，若显示的是二级管正向电压，则说明电源部分是好的，若偏差大，则说明电源部分有问题。若出现开路，重点检查电源开关和电池引线等。若出现短路，则需要采用断路法，逐步断开使用电源的元件，重点检查运算放大器、定时器及A/D转换器等。若出现短路，一般都不止损坏一块集成元件。检查A/D转换器可以和基本表同时进行，相当于模拟式万用表的直流表头，具体检查方法：⑴被测表的量程转到直流电压最低档；⑵测量A/D转换器工作电压是否正常。根据表内所用A/D转换器型号，对应V+脚和COM脚，测量值与它的典型值相比较是否相符。⑶测A/D转换器的基准电压，目前常用的数字万用表的基准电压一般都是100mV或IV,即测量VREF+与COM