接地电阻测试仪的维修与实用调校方法

4102接地电阻测试仪的维修与实用调校方法摘要:本文结合4102接地电阻测试仪的工作原理,对仪器的电原理图做了比较详细的分析,介绍了该仪器的常见故障情况,针对不同的故障情况介绍了相应处理维修办法。最后详细介绍该仪器的实用调校方法。0引言4102接地电阻测试仪是用于防雷设施接地电阻检测的常用工具之一,其便捷、性能可靠、方便耐用等特点,被广大防雷工作者认可,是一种比较受欢迎的产品,自上世纪90年代开始在防雷所广泛使用。本文主要分析了4102接地电阻测试仪常见故障情况、故障解决方法及仪器的实用调校方法,让部分因故障而不能使用的仪器,在缺少维修零配件的情况下,通过各种替代方法,延长设备的使用周期,让这些设备继续发挥作用,创造效益。1工作原理4102接地电阻测试仪在进行接地体的接地电阻测量时,通过电源电路产生一个800Hz,2mA的交流电在C端输出，通过在远端的接地地极与接地体再经E端形成回路，在另一端子P检测接地体的接地电阻，如果接地体的接地电阻为10Q,则在P端可以检测到20mV的交流电压,这样通过检测P点的交流电压，即可测量出接地体的接地电阻。图1是其工作原理图。2主要故障分析及解决方法4102接地电阻测试仪的故障主要表现在:附属部件故障，如电池盒、地极、测量连接导线等接触不良引起仪器读数异常;电池液渗漏造成短路或漏电引起仪器工作异常;仪器表头损坏;仪器电子元器件损坏等。2.1附属部件故障2.1.1电池盒故障故障现象:电池盒不能为仪器提供工作电源。故障原因:4102接地电阻测试仪电池盒在使用一段时间后,由于频繁更换电池或更换电池时用力过大造成电池盒损坏,也可能由于未及时更换电池（或长时间不使用没有取出电池）,造成电池液泄漏腐蚀电池盒弹簧片引起电池盒损坏。解决办法:由于类似的电池盒在市面很难买到，可以采用外接电源、更换电池盒金属弹簧片来解决，也可以用2个质量比较好，每个可以安装4个5#电池的电池盒，背靠背用胶水粘住,再连接好导线和纽扣接头代替。测量连接导线故障故障现象:测量数据不稳定,测量数据时不准或测量时表头指针漂浮不定。故障原因:长时间使用后会出现测量连接导线两边连接头断开、脱落,也可能出现测量连接线中间断开,造成测量时连接导线与仪器的接线端子接触不好,影响仪器的测量工作。有些用户在连接导线的连接头断开、脱落时仅把连接导线绝缘层剥去,直接用连接导线的铜芯线连接到仪器的接线柱或连接线接头上,甚至是被测的接地体或辅助地桩,这种情况很容易造成接触不良或短路,特别是如果直接用连接导线的铜芯直接连接接地体或测量辅助地极,这样更难保证它们接触良好,测量数据也就没有保障。处理方法:有连接导线接头脱落或松动的应及时把连接导线用焊锡直接焊牢在接头上。而连接导线的线芯断开的可通过购买线芯比较粗、质地较柔软的多股电线,参照原配的连接导线在两头焊接上相应的接线头代替即可。地桩（辅助地极）丢失或损坏解决方法:只要满足导电性能良好、工作方便、美观耐用的任何金属体就可。因此,只要仪器本身没有故障,凡是以上这些附属部件情况引起的问题,通过上述的方法处理,都可以使该4102接地电阻测试仪良好的使用下去。2.2电池渗漏或电路短路故障故障现象:检查电池电压时仪器指针可正常指示,但打好地桩并正确连接好测量连接导线时仪器不能进行测量工作。主要表现在:指针指示为“固定值”或指针会不停摆动,也可能指示负值（反打），这时用导线短接仪器上的E,P,C3个接线柱，仪器指针位置变化不大，而正常的表在用导线短接仪器上的E,P,C3个接线柱时指针指在“0”位。故障原因:由于未及时更换电池或长时间不使用没有取出电池,造成安装在仪表内部的干电池泄漏电池液渗漏到仪器线路板而引起仪器工作电路短路或漏电。故障处理方法:拆开仪器外壳可看到明显的电池液渗漏在线路板和外壳上,条件许可的可用专用清洗剂清洗,也可用酒精,条件受限时用清水也行,但用清水时一定要注意不要把水渗进按键开关,以防按键开关生锈失灵。为防清洗过程损坏表头,应先小心地把表头拆下。清洗渗漏的电池液一定要彻底洗净,即把线路板和外壳反复清洗直到彻底洗干净为止。清洗完毕及时用热风吹干,再把仪器装好,检查各连接线及仪器的电子零件,如有断开或焊锡脱落、氧化、腐蚀的给予重新焊好,一般就可正常使用了。如清洗完毕还不能正常工作可按2.4方法进行维修。表头损坏故障现象:如果4102接地电阻测试仪在装入电池后，按下电池检查按钮“OFFBATTCHCEY”后，“POWDERGOOD”灯亮，而表头指针不动，再轻拍或轻摇表身，表头指针不能灵活摆动，再打开仪器面板上表头的透明塑料保护盖,如果发现表头连接游丝的漆包线已断,用手轻拨表针,表针不能灵活移动,此时可以判断该表的表头已损坏。故障原因及处理办法:表头采用的100UA的电流表,不过很难在市面买到合适的表头进行安装更换,仅能用因其他原因不能修复而表头完好的表头更换。由于4102接地电阻测试仪采用的表头为非常规的弹簧回零的表头,一般损坏都为震坏而非电流大烧毁,正常使用表头是很少损坏的,因此在使用和运输时一定要注意防震,减少不必要的损失。仪器内部元器件损坏4102接地电阻测试仪的电路原理图设计得比较简洁,主要为2部分:(1)800Hz交流信号产生及恒流源输出部分;

(2)800Hz交流检测信号滤波部分、放大和调整显示部分。800Hz交流信号产生及恒流源输出部分电路分析:这部分的核心为TL494集成电路，它是典型的脉宽调制集成电路，专为开关电源而设计，包含了控制开关电源的全部功能，可作为单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源的控制系统。本仪器的应用电路如图2所示，由C6,R14,VR2控制产生脉冲的频率,VR2采用可调电位器，调整VR2可以调整仪器的工作频率。14脚为TL494的内部参考电压，为5V,如果此引脚的电压低于5V,该芯片可能出现故障，这是一个重要的测试点。在TL494的外围电路连接良好的情况下,加电测试引脚5端,应能测到锯齿波形，如果不能测到锯齿波形，则可判断该芯片已损坏。13脚接5V,表明TL494输出为推挽工作方式［1］。由9,10脚输出的脉冲信号经Q9,Q10等组成的放大电路，再由交流变压器(TransFormer)T1输出。HlJ般軸I红交赤桔制悟号怩流谄出｛冊分HlJ般軸I红交赤桔制悟号怩流谄出｛冊分1El匕 mm10故障判断:在C,E接个5~15kQ电阻，用频率计或示波器测量C,E频率或波形，如有稳定的820Hz左右的交流信号输出，调整电位器VR2(在TL494CN集成电路周围)，输出频率出现变化,则这两部分工作正常。如果频率偏差太大，或调整电位器VR2信号输出频率不能稳定在820Hz左右，或没有输出，则可判断这部分电路出现故障。

故障处理办法:用频率计测量C端口。无820Hz交流输出，可逐步检查该部分电路，从输出变压器、开关管、振荡电路等找出故障部分，更换新零件即可修复。判断TL494CN是否损坏可按2.4.1的第一段进行，如损坏给予更换即可。维修经验:通常在外围器件正常情况下，如TL494CN工作正常，而Q9,Q10三极管及周围器件也没有损坏，则更换集成电路Q7（2904双运放）和模拟电子开关（UPD4066D）［2］即可。2.4.2信号滤波、放大及显示输出部分如图3所示:交流检测信号经仪器的P端输入,通过Q6-1（2904集成电路）和电感T1（260mH）等组成的滤波电路检测出来，再经Q5（OP07集成电路）组成的放大电路放大，经模拟电子开关Q3（UPD4066C）的11脚输入,10脚输出，通过档位选择按钮,再通过Q4（OP07集成电路）组成的放大电路放大最后由电流表M显示出测量结果。经常出现的故障有:滤波电感T1故障和Q3,Q4,Q5,Q6集成电路故障。滤波电感（电感值为260mH,内阻大约220Q）故障通常为断路或焊锡脱落。维修时拆下此电感，万用表测量其阻值，如阻值正常既是焊锡脱落，重新上锡即可。而电感断路或短路需进行更换。由于此电感很难在电子市场上找到，如此电感的故障是断路,通常是电感的漆包线在表层断开,可小心刮开电感表层用细铜丝线重新连接好即可修复。TATAT-1-TATAT-1-图」钊心检晌忙号的爲潼和放大电建集成电路Q3,Q4,Q5,Q6故障,故障判断可按3.2.2中的图示连接好仪器和电阻箱，仪器的量程开关档位选在X10Q，按下测量按钮“MENS”，调整电阻箱的阻值从0~10Q,分别用万用表测量Q5的3,6脚,Q3的10,11脚,Q4的3,6脚，在电阻箱的阻值从0~10Q的变化过程中,Q5的3,6脚,Q3的10,11脚,Q4的3,6脚的电压示值会出现有规律变化，通过分析以上各测量点电压,找出故障集成电路更换即可。也可拆下原有器件，再加装IC座，分别换上同型号新器件修复。维修经验:集成电路Q4,Q5采用的为单运放0P-07DP,Q6为双运放2904D,Q3采用的是模拟开关UPD4066C。以上型号集成电路都为很普通器件，一般的电子市场都可以买到,而且价格低廉，因此比较方便的方法就是分别拆下原有器件,再加装IC座，换上同型号新器件，就可修复。3仪器的校准方法对刚修好的仪器或其他需要调校的仪器,可以采用以下方法进行调校（此方法不能代替仪器的计量检定,正式的调校应送当地合法的计量检定部门）。调校时需要以下工具和电子元器件:500Q,5.1kQ,10kQ电阻各2个，电阻箱1个（要求有1~10Q,1~100Q,1~1000Q3档,每档10个档位）,电线、接线头等。输出信号的频率调整由于本仪器设计的工作频率为800Hz附近，因此，如果仪器在工作时输出的检测信号出现偏差，将造成仪器的线性误差。调校时可按图4连接好频率计，调整VR2电位器，使频率计读数在820±5Hz（数值参考仪器的技术服务手册并通过测量部分合格新表证实）。仪器误差调整仪器调零

把仪器的E,P,C短接，按下仪器测量按钮“MENS”,如仪器读数不为零,可调整VR1电位器，使仪器指针指向零，如图4所示。-丿1■丄」丄-丿1■丄」丄『・1_1E P C5~15S4T-訂―厂T! III訂―厂T! III，厂TT图44102T作频率调整连接图3.2.2仪器读数校准线路连接方法如图5。把仪器量程档位设在X1Q上，电阻箱阻值调到10Q,如仪器读数不为10Q,可调整VR3电位器（见图5）,使仪器指针指向10Q,再调整电阻箱的阻值从10Q到0Q,可发现仪器的读数也相应发生变化，反过来调整也是如此。如发现中间有部分档位读数偏差太大，可适当调整仪器的工作频率来平衡各数值的误差范围（通常误差控制在读数的±5以内）。同理，仪器X10.X100档位的校准可通过调整VR4、VR5的电位器进行。O只旳 TlXltl RKIM RxfllMd：＜Kd：＜Kd图5 4L02校准时的连接團3.2.3校准注意事项为提高仪器校准精度,首先要采用精度高、电阻调整旋钮灵活、接触良好的电阻箱。其次,调整各可调电位器要小心,不要用力过大造成接触不良影响仪器正常工作。4结束语本文通过