Выбор методов ремонта и настройки прибора для диагностики батареи кислотного аккумулятора

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

КЫРГЫЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И. РАЗЗАКОВА

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ КГТУ им. И. РАЗЗАКОВА

Курсовой проект

Выбор методов ремонта и настройки прибора для диагностики батареи кислотного аккумулятора

Специальность: «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники»

Бишкек-2021



Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Назначение и классификация проектируемого устройства

1.1.1 Цифровой мультиметр M932

1.1.2 Цифровой мультиметр DT838

1.1.3 Цифровой мультиметр Mastech MAS830L

1.1.4 Цифровой мультиметр UNI-T UT-70A

1.2 Принцип работы проектируемого устройства

2. Специальная часть

2.1 Ремонтно-регулировочные работы устройств

2.2 Расчет блока питания

Заключение

Список литературы



Введение

В данном курсовом проекте рассматривается выбор методов ремонта и настройки прибора для диагностики батареи кислотного аккумулятора, но перед этим стоит рассказать о самом приборе для диагностики.

Прибор для диагностики или же тестеры, анализаторы аккумуляторных батарей и цифровые мультиметры - это приборы для измерений и мониторинга ёмкости, сопротивления и напряжения в аккумуляторных батареях (и не только).

Мультиметр необходим не только профессиональным электрикам, но и любой начинающий мастер или серьезный хозяин дома тоже могут пользоваться этим прибором, так как с помощью мультиметра удастся проверить целостность электрической цепи и обнаружить дефекты, требующие ремонта. А также определения мест повреждений изоляции и поиска утечек на землю в кабельных системах постоянного тока. Современные приборы способны измерять сопротивление до 100 мОм в аккумуляторных батареях 1,2 В, 2,6 В, 6 В и 12 В и работать в диапазоне ёмкостей аккумуляторных батарей 5 - 6000 А*ч. Допустимо провести измерения как одного аккумулятора, так и сразу целой группы аккумуляторных батарей, возможность определить наличие и местонахождение утечки на землю с высокоОмным повреждением до 1МОм.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Изучить общие сведения о цифровых мультиметрах.

2. Изучить теоретические сведения о цифровых мультиметрах.

3. Выявить возможные неисправности и изучить преимущества, недостатки, отличия от стрелочных тестеров, вариации схем и источники питания устройств измерительных мультиметров.

4. Изучить методы ремонтно-регулировочных работ, дефекты цифровых мультиметров.

5. Провести расчеты сетевого трансформатора, его вторичных обмоток, отношение потребляемой из сети к отдаваемой мощности равного КПД трансформатора, напряжения н выходе выпрямителя, токов в обмотках, величину намагничивающего тока и многие другие расчеты блока питания.



1. Теоретическая часть

1.1 Назначение и классификация проектирующего устройства

1.1.1 Цифровой мультиметр M932

Параметры:

Постоянное напряжение:

· Пределы измерений 600 мВ; 6; 60; 600; 1000 В

· Погрешность ± (0.5 % + 2 е.м.р.)

· Макс. разрешение 0.1 мВ

· Вх. Сопротивление 7.8 Мом

· Защита входа 1000 В

Переменное напряжение:

· Пределы измерений 6; 60; 600; 1000 В

· Погрешность ± (1.2 % + 3 е.м.р.)

· Макс. разрешение 1 мВ

· Полоса частот 50-60 Гц

· Измерение среднеквадратичных значений -- 50-60 Гц

· Вх. импеданс 7.8 Мом

Постоянный ток:

· Пределы измерений 6; 10 А

· Погрешность ± (2.5 % + 5 е.м.р.)

· Макс. разрешение 1 мА

· Защита входа -- предохранитель 10 А

Переменный ток:

· Пределы измерений 6; 10 А

· Погрешность ± (3 % + 5 е.м.р.)

· Полоса частот 50-60 Гц

· Измерение среднеквадратичных значений -- 50-60 Гц

Защита входа -- предохрани

Сопротивление:

· Пределы измерений 600 Ом; 6; 60; 600 кОм; 6; 60 Мом

· Погрешность ± (1 % + 2 е.м.р.)

· Макс. разрешение 0.1 Ом

· Защита входа 600 В

Частота:

· Пределы измерений 10; 100; 1000 Гц; 10; 100; 1000 кГц; 10 МГц

· Погрешность ± (1.2 % + 3 е.м.р.)

· Макс. разрешение 0.001 Гц

· Защита входа 600 В

Коэффициент заполнения импульсов:

· Диапазон измерений 0.1-99.9 %

· Погрешность ± (1.2 % + 2 е.м.р.)

· Макс. разрешение 0.1 %

Температура:

· Диапазон измерений -- -20-760°С (-4-1400°F)

· Погрешность ± 5°С/9°F)

· Макс. разрешение 1°С; 1°F

· Защита входа 600 В

Испытание P-N:

· Макс. ток теста 0.3 мА

· Напряжение теста 1 мВ

· Защита входа 600 В

Прозвон цепи:

· Порог срабатывания < 100 Ом

· Тестовый ток < 0.3 мА

· Защита входа 600 В

Общие данные:

· Макс. индицируемое число -- 6000

· Линейная шкала -- 61 сегмент

· Скорость измерения -- 2 в секунду

· Автовыключение -- через 15 минут

· Источник питания -- 9В тип «Крона»

· Условия эксплуатации -- 0-50°С при относительной влажности не более 70 %

· Условия хранения -- -20-60°С при относительной влажности не более 80 %

· Габаритные размеры -- 150х70х48 мм

Описание:

В настоящее время одной из самых продвинутых моделей является цифровой мультиметр M932. Из его особенностей можно выделить автоматический выбор диапазонов и бесконтактный поиск статического электричества. M932 позволяют измерять значение силы переменного тока и напряжения, а так же прозвонить электрическую схему на предмет качества соединений. Выбор пределов измерения производится автоматически. Оператору необходимо лишь выбрать с помощью ползункового переключателя тип величины измерения. Полученные значения измерений высвечиваются на 3 Ѕ -разрядном ЖК-дисплее. Последнее измеренное значение можно зафиксировать с помощью клавиши HOLD.

Рис. 1.1.1.1. Принципиальная электрическая схема цифрового мультиметра M932.

Рис. 1.1.1.2. Внешний вид цифрового мультиметра M932.

1.1.2 Цифровой мультиметр DT838

Параметры:

· Количество измерений в секунду: 2

· Постоянное напряжение U= 0,1мВ-1000В

· Переменное напряжение U~ 0,1В-750В

· Постоянный ток I= 2мA -- 10A

· Диапазон частот по перем. току 40-400Гц

· Сопротивление R 0,1 Ом-2 Мом

· Входное сопротивление R 1 Мом

· Коэффициент усиления транзисторов h21 до 1000

· Режим прозвонки < 1 кОм

· Питание 9В, Крона ВЦ

Постоянное напряжение (V=)

· 200 мВ/100 мкВ ± (0,5% + 3 емр)

· 2 В/1 мВ/20 В/10 мВ/200 В 100 мВ ///// ± (0,8% + 5 емр)

· 1000 В/1 В ± (1% + 5 емр)

Переменное напряжение (V~)

· 200 В/100 мВ/750 В/1В ////////////// ± (2,0% + 10 емр)

Постоянный ток (A=)

· 2 мА/1 мкА/20 мА/10 мкА ///////// ± (1,8% + 2 емр)

· 200мА/100 мкА ±(2% + 2емр)

· 10 А/10 мА ±(2% + 10 емр)

Сопротивление (Щ)

· 200 Ом/0,1 Ом ± 1% + 10емр

· 2 кОм/1 Ом/20 кОм/10 Ом/200 кОм/100 Ом/2 МОм/1 кОм ///////// ± 1% + 4 емр

Температура (TEMP °C)

· -40…+150°C(1°C) ± (1,0%+4 емр)

+150…+1370°C (1°C) ± (1,5% + 15 емр)

Описание:

DT838 - это многофункциональный, цифровой измерительный прибор, находящий широкое применение благодаря большим возможностям при небольших размерах и весе. Классическое сочетание необходимых параметров, но при этом ничего лишнего. Ручное переключение режимов и пределов измерений. Контрастный дисплей будет удобным для людей с ослабленным зрением. мультиметр измерительный стрелочный тестер

Особенности:

Измеряет:

· Постоянное напряжение до 1000В;

· Переменное напряжение до 750В;

· Постоянный ток до 10А;

· Сопротивление до 2 МОм;

· Температура термопарой К-типа от -40°С до 1370°С;

· Диодный тест, «прозвонка»;

· Коэффициент передачи транзисторов;

Контрастный дисплей;

Максимальное отображаемое число 1999 (3 Ѕ) разряда;

Индикатор разряда батареи;

Питание 9В («Крона» 6F22).

Рис. 1.1.2.1. Принципиальная электрическая схема цифрового мультиметра DT838.

Рис. 1.1.2.2. Внешний вид цифрового мультиметра DT838.



1.1.3 Цифровой мультиметр Mastech MAS830L

Параметры:

· Количество измерений в секунду: 2-3;

· Постоянное напряжение U = 0,1мВ-600В;

· Переменное напряжение U ~ 100мВ-600В;

· Постоянный ток I = 0,1мкА-10А;

· Диапазон частот по переменному току: 40 - 400 Гц;

· Сопротивление R (Ом): 0,1 Ом - 2 МОм;

· Входное сопротивление R: 1 МОм;

· Коэффицент усиления транзисторов h21: до 1000;

· Режим «прозвонка»: Есть;

· Диод-тест: Есть;

· Память «HOLD»: 1 ячейка;

· Питание: 9В /типа NEDA 1604, Крона ВЦ;

· Габариты, мм: 69 Ч 138 Ч 31:

· Вес, грамм (с батареей): 170;

· Сервис: Индикация разряда батарейки; индикация перегрузки «1»;

Прочее: Подсветка шкалы с авто выключением;Описание:

Цифровой мультиметр Mastech MAS830L производит измерения силы постоянного и переменного тока, величины постоянного и переменного напряжения, сопротивления и коэффициент усиления биполярных транзисторов (h21). Так же с помощью мультиметра MAS830L можно прозванивать полупроводниковые диоды.

Результаты измерений выводятся на цифровой 3 Ѕ -разрядный ЖК-дисплей. В условиях недостаточной видимости можно воспользоваться функцией подсветки дисплея, которая автоматически отключится примерно через 10 секунд. Этого времени вполне достаточно, чтобы провести измерения. Результат измерений можно зафиксировать с помощью функции "HOLD". Мягкий полимерный защитный кожух, входящий в комплект поставки, снизит вероятность повреждения мультиметра при падении или неаккуратном использовании. Питание мультиметра осуществляется от одной батареи 9В типа "Крона".

Рис. 1.1.3.1. Принципиальная электрическая схема цифрового мультиметра Mastech_MAS830L.

Рис. 1.1.3.2. Внешний вид цифрового мультиметра Mastech MAS830L.

1.1.4 Цифровой мультиметр UNI-T UT-70A

Параметры:

· Максимальное напряжение между терминалом и землей: 1000В

· 3 Ѕ разрядный дисплей, размеры: 53 мм х 62 мм, максимальное значение 1999

· Отображение на дисплее предела и единиц измерения

· Автоматическое отключение питания после 15 минут простоя

· Автоматическое определение полярности (не высвечивается при индикации «OL» - перегрузка и при индикации «севшей» батареи)

· Источник питания: КРОНА 9В (6F22) или аналог

· Скорость измерений: приблизительно 2.5сек

· Подсветка экрана: приблизительно 10сек

· Фиксация текущего значения

· Режим измерения пикового значения

· Размеры, вес: 195 х 90 х 40 мм, 600 г

· Полная защита от перегрузок

· Рабочая температура: 0єС -50єС (32єF - 104єF), влажность <75%

· Температура хранения: -10єС -50єС (14єF - 122єF)

· Высота над уровнем моря: 2000 м (рабочая), 10000 м (хранение)

· Измерение постоянного напряжения производится до 1000 В, а измерение переменного напряжения - до 750 В. В противном случае устройство может выйти из строя, даже если оно отобразит измеряемые показания на экране.

· Подсветка ЖК-дисплея активируется только на 10 сек., после чего автоматически отключается.

· Индикация разряженной батареи

· Удержание полученных показаний на экране.

Описание:

UT-70A - профессиональный многофункциональный ручной прибор современной конструкции. Он предназначен для измерения постоянного и переменного тока и напряжения, сопротивления, емкости, индуктивности, температуры, частоты, тестирования диодов и проводимости, логических тестов. Прибор имеет некоторые специальные возможности, такие как, фиксация текущих и пиковых значений, подсветка дисплея, автоматическое отключение прибора.

Основная ее особенность - отсутствие автоматической настройки пределов измерений. Это значит, что необходимый диапазон измерений придется подбирать вручную. Зато мультиметр UT-70A измеряет индуктивность. Также с помощью этого прибора можно измерить температуру в °C и °F. Нельзя не отметить и наличие логического пробника TTL.

Модель UT70A не предназначена для работы с компьютером, соответственно порт RS232С у нее отсутствует. К дополнительным возможностям устройства можно отнести фиксацию текущих и пиковых значений, автоматическое отключение после 15 минут простоя.

Модели серии UT70 обладают жидкокристаллическим цветным дисплеем с подсветкой, которая функционирует в течение некоторого времени после ее активации. Для непрерывной работы с подсветкой следует удерживать соответствующую кнопку в нажатом состоянии.

В комплекте поставляются щупы UNI-T, отличающиеся высокой функциональностью и простотой применения, а также пластиковый футляр, выполняющий защитную функцию в случае падения прибора.

С помощью мультиметров серии UT-70 можно измерить постоянное и переменное напряжение, постоянный и переменный ток, сопротивление, емкость, частоту, параметры p-n переходов, выполнить тестирование диодов и звуковую прозвонку меж соединений.

Рис. 1.1.4.1. Принципиальная электрическая схема цифрового мультиметра ///////// UNI-T UT-70A.

Рис. 1.1.4.2. Внешний вид цифрового мультиметра UNI-T UT-70A.

1.2 Принцип работы проектируемого устройства

Цифровой мультиметр DT830B:

Параметры:

Постоянное напряжение:

· Предел: 200мВ, разрешение: 100мкВ, погрешность: ±0,25%±2

· Предел: 2В, разрешение: 1мВ, погрешность: ±0,5%±2

· Предел: 20В, разрешение: 10мВ, погрешность: ±0,5%±2

· Предел: 200В, разрешение: 100мВ, погрешность: ±0,5%±2

· Предел: 1000В/600В, разрешение: 1В, погрешность: ±0,5%±2

· Переменное напряжение:

· Предел: 200В, разрешение: 100мВ, погрешность: ±1,2%±10

· Предел: 750В/600В, разрешение: 1В, погрешность: ±1,2%±10

· Частотный диапазон от 45Гц до 450Гц.

Постоянный ток:

· Предел: 200мкА, разрешение: 100нА, погрешность: ±1,0%±2

· Предел: 2000мкА, разрешение: 1мкА, погрешность: ±1,0%±2

· Предел: 20мА, разрешение: 10мкА, погрешность: ±1,0%±2

· Предел: 200мА, разрешение: 100мкА, погрешность: ±1,2%±2

· Предел: 10А, разрешение: 10мА, погрешность: ±2,0%±2

Тест транзистора hFE:

· I, пост.: 10мкА, Uк-э: 2,8В±0,4В, диапазон измерения hFE: 0-1000

Тест диода:

· Ток теста 1,0мА±0,6мА, U теста 3,2В макс.

Тест транзистора hFE:

· I, пост.: 10мкА, Uк-э: 2,8В±0,4В, диапазон измерения hFE: 0-1000

Тест диода:

· Ток теста 1,0мА±0,6мА, U теста 3,2В макс.

Сопротивление:

· Предел: 200Ом, разрешение: 0,1Ом, погрешность: ±0,8%±2

· Предел: 2кОм, разрешение: 1Ом, погрешность: ±0,8%±2

· Предел: 20кОм, разрешение: 10Ом, погрешность: ±0,8%±2

· Предел: 200кОм, разрешение: 100Ом, погрешность: ±0,8%±2

· Предел: 2000кОм, разрешение: 1кОм, погрешность: ±1,0%±2

· Напряжение выхода на диапазонах: 2,8В

Полярность: автоматическая.

· Индикация перегрузки: «1» или «-1» на дисплее.

· Скорость измерений: 3 изм. в секунду.

· Питание: 9В.

Рис. 1.2.1. Принципиальная электрическая схема цифрового мультиметра DT830.

Рис. 1.2.2. Внешний вид цифрового мультиметра DT830.

Описание:

DT830B -- наиболее распространенная модель цифрового мультиметра. Данный тестер в традиционном исполнении и типоразмере наиболее дешевый из всех предлагаемых на рынке, но это не значит, что он неэффективен. Аппарат покупают часто, так как он имеет все базовые возможности и вместе с тем из-за низкой цены при поломке его не жалко будет выбросить. Наличие именно этой модификации традиционное у электриков, впрочем, и у любых пользователей для бытовых задач. DT-830B имеет свои недостатки (большинство незначительные), например, отсутствие звукового зуммера, режима для замеров переменного тока, хлипкие щупы. Схемы печатных плат аппаратов разных производителей могут отличаться весьма значительно.

Компактные мультиметры 830 серии имеют дисплей 3 Ѕ - цифры с макс. разрешением 1999 предназначены для измерения: постоянного и переменного напряжения, постоянного тока, сопротивления и функцию тестирования диодов, некоторые модели имеют дополнительные функции: прозвон цепей и генератор сигнала. Индикация о перегрузке или разряде батареи выводится на дисплей.

Питание осуществляется от батарейки типа «крона». По разъему для подключения «кроны» можно определить условия сборки тестера, собран тестер в заводских условиях или является некоммерческим продуктом. При качественной сборке, присоединение происходит через специальные разъемы предназначенные для «кроны». В менее «качественных» вариантах тестера используются обычные пружинки.

Мультиметр имеет несколько (в общем количестве 3 разъема, на лицевой части тестера) разъемов для подключения щупов и всего два щупа. Поэтому, важно правильно подключать щупы для измерения определенных величин, иначе возможно вывести прибор из строя.

Мультиметр работает на батарейке (используется крона на 9 Вольт). Если батарейка начинает «садиться», мультиметр начинает выдавать неверные измерения. К примеру: в розетке вместо 220В, может показаться 300 Вольт или 100 Вольт.

Поэтому, если показания мультиметра начинают выдавать неверные измерения, в первую очередь следует проверить питание тестера. Косвенным признаком разрядки батареи могут служить хаотичные изменения показаний на дисплее, парой даже когда щупы не подключены к измеряемому объекту.

У цифровых тестеров показатели выводятся на ЖК-табло, как у калькуляторов, а не стрелкой, бегающей по шкале, как у аналоговых аппаратов. DT-830B -- одна из многочисленных моделей таких мультиметров.

Есть целое семейство тестеров DT (M или KT у разных изготовителей) 830. В модельном ряду рассматриваемая модификация занимает второе место (перед ней прибор с приставкой «А»). Аппараты позиционируются как наиболее дешевые, но в то же время эффективные.

Не совсем верно рассматривать цифровой мультиметр DT-830B как бытовой, так как в нем есть все базовые опции, хотя есть и более профессиональные модификации. Техдокументация позиционирует аппарат для полевых условий, лабораторий, мастерских, домашнего хозяйства.

В большинстве (можно даже сказать, в каждой) ремонтной мастерской, сервисе, у электриков есть один или несколько экземпляров такой модификации. Обычно именно DT-830B найдется у хозяйственного обывателя. Изделие часто покупают из-за дешевизны, так как не жалко выбросить отслуживший свое аппарат и, не заморачиваясь с его ремонтом, купить такой же новый.

Есть несколько моделей, которые можно перепутать с моделью с приставкой «B», например, мультиметр цифровой DT-830D. Отличия: у последнего всегда есть зуммер. Режим hFE может как присутствовать, так и отсутствовать у некоторых сборок, поэтому техдокументацию с параметрами нужно читать обязательно. Также обычно всегда у «D» есть режим для встроенных генераторов импульсов меандр 50 Гц (на градуировке находится перед прозвонкой), в остальном, если есть hFE, все идентично. Аналогичны также правила пользования.

Преимущества и недостатки:

DT-830B имеет шкалу с широким диапазоном, комплект включает щупы, есть возможность самодиагностики (графический сигнал о перегрузке). Питание традиционное для таких тестеров -- крона 9V.

Преимущества:

· Дешевизна;

· Компактные размеры;

· Есть диапазоны, виды измерений для большинства целей при обслуживании электро-объектов;

· Подойдет для быта, начинающих пользователей и для профессиональных электриков.

Недостатки:

· Погрешности несколько большие, чем у более продвинутых моделей мультиметров. Однако их уровень не настолько большой, чтобы профессиональные электрики и ремонтники отказывались от использования прибора или считали его малоэффективным;

Отсутствуют:

· Зуммер;

· Режим для замеров переменного тока и меандра 50 Гц;

· Защита при замере тока на отметке 10 А;

· Опции измерения температуры щупом-термопарой;

· Тест батареек;

· Дополнительные опции: клавиши вкл./выкл. питания (у некоторых есть), подсветка дисплея, чехол.

Тестер DT-830B позволяет делать замеры для подавляющего большинства задач при ремонте электротехнике. Во многих случаях даже для профессиональных электриков больше и не требуется, не говоря уже о применении в быту.

Это такие позиции: прозвонка (тест на обрыв проводов), постоянное/переменное напряжение, постоянный ток (режим для переменного отсутствует), сопротивление, тестирование диодов (для выявления понижения напряжения на p-n переходе).

Рассматриваемая модель может тестировать транзисторы (коэффициент передачи, усиления), и это ее плюс, так как у некоторых модификаций из данного семейства такой функции нет. С другой стороны, DT-830B без звукового зуммера, термопары, без режима для генераторов импульсов «меандр» 50 Гц (5 В) и синусоидального напряжения 1000 Гц (но такие исследования требуются редко).

Исполнение:

Корпус DT-830B стандартный для изделий из дешевого сегмента: пластик, 126Ч70Ч28 мм, вес около 137-150 грамм (эти параметры могут несколько отличаться). Также есть более качественные модели, с лучшим пластиком, обычно их корпус не черный. На лицевой части по центру круглый селектор с ручкой со стрелкой, по кругу около него -- 20 позиций для замеров, распределенных по сегментам диапазонов измеряемых величин.

Гнездо для кроны:

По формату гнезда для батарейки кроны можно определить качественность сборки. Если там только пружинки, то изделие не особо надежное. У более качественных устройств есть специальный вывод-площадка на проводках с контактами под крону.

Щупы:

Щупы из комплекта тестера серии ДТ обычно хлипкие некачественные. Если покупать лучшие отдельно, то их цена может сравниться с самим прибором. Щупами из комплекта можно нормально пользоваться, но обычно при частом применении вскоре появляется подвижность металлического наконечника -- он проваливается внутрь держателя или же может совсем открепиться от проводка. В последнем случае, чтобы починить, нужно вытянуть его и наконечник через торец ручки, спаять эти элементы между собой.

Источник питания:

Несколько слов о батарейке: при ее большом разряжении тестер может врать, и весьма значительно. Например, при анализе розетки с 220 В может показать 300 или 100. Поэтому в первую очередь, если отклонения сильно удивляют, проверяют питание. Косвенным признаком такого нарушения работы также являются хаотические скачки показаний, даже когда щупами не касаются обслуживаемого объекта. Можно купить перезаряжаемую (rechargeable) крону, если есть заряжающее устройство. Надо сказать, что и обычные батарейки некоторые пользователи успешно заряжают (хотя они не предназначены для этого), но на свой риск -- такая процедура всегда не рекомендуется техникой безопасности. Аккумулятор может взорваться, впрочем, такой «взрыв» представляет собой слабый не опасный хлопок, с вытеканием электролитической жидкости.

Крону можно заменить блоком питания, наподобие как к зарядке смартфона, но на 9V -- достаточно лишь подсоединить проводки его шнура, соблюдая полярность к контактам для батарейки в мультиметре. Для удобства можно на провод поставить обычный выключатель. Но такая доработка удобная, только если тестером пользуются вблизи розетки.

Отличие от стрелочных тестеров:

Применение стрелочных тестеров -- дело вкуса: некоторые пользователи считают, что движение стрелки более комфортно воспринимается глазами и мозгом. Но, конечно же, при этом уловить небольшие скачки значений органами зрения сложнее, поэтому погрешностей из-за самого такого недостатка отслеживания глазами указателя в итоге может быть больше.

Есть еще важный нюанс: для стрелочных тестеров надо соблюдать полярность контактов. Цифровой мультиметр не имеет такого нюанса -- при неправильном порядке аппарат просто отобразит цифры со значком «?», такая особенность является штатным режимом, никак не испортит прибор.

Вариации схем, платDT830B:

Модель DT-830B выпускается чрезвычайно много производителей (около 2 десятков), начиная от узнаваемых брендов (например UNI-T, O-Mega, Technics) и даже частными предпринимателями. Есть много решений платы прибора. По этому параметру важно отличать более качественные и самые простые сборки. На надежных схемах распаяно больше деталей, конденсаторов, а также одним из главных признаков надежности является наличие плавкого предохранителя. Крышка прибора легко снимается, что дает возможность осмотреть плату на месте при покупке. При поломке в большинстве случаев (кроме если требуется только заменить предохранитель) рассматриваемый мультиметр выбрасывают -- его цена минимальная, в большинстве случаев целесообразно купить новый и не тратить времени на починку.



2. Специальная часть

2.1 Ремонтно-регулировочные работы устройств

Ремонт целесообразен в таких случаях:

· Если перегорел предохранитель -- нужно лишь вставить аналогичную новую колбочку в посадочное место (пайка при этом не потребуется, элемент вставляется в специальные зажимы-контакты);

· Если повреждено ЖК табло и в наличии есть аналогичная деталь, например, от старого сломанного тестера DT, такой элемент можно заменить, установив на то же место. При этом важно, чтобы гибкая резиновая прокладка с проводящей питание прослойкой касалась своей кромкой дисплея;

· Починка может быть достаточно сложной: если испорчен сравнительно большой конденсатор, то его можно легко перепаять, но smd (микроразмер) детали сложно заменить, может потребоваться специальный фен для пайки.

Дефекты мультиметров

Все неисправности можно разделить на заводской брак 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. 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 3В 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 бес корпусные 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 бес корпусные (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 бес корпусными 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.

2.2 Расчет блока питания

Подавляющее большинство радиолюбительских конструкций получает питание от электросети через блок питания. Он обычно содержит сетевой трансформатор Т1, диодный выпрямитель VD1--VD4 и оксидный сглаживающий конденсатор большой емкости С1. К вспомогательным, но нужным устройствам относятся выключатель SA1, предохранитель FU1 и индикатор включения -- миниатюрная лампа накаливания HL1, с номинальным напряжением, несколько большим напряжения вторичной обмотки трансформатора (лампы, горящие с недокалом, гораздо дольше служат). Стабилизатор напряжения, если он имеется, включается между выходом выпрямителя и нагрузкой. Напряжение на его выходе, как правило, меньше Uвых, и на стабилизаторе тратится заметная мощность.

Начнем с расчета сетевого трансформатора. Его габариты и масса полностью определяются той мощностью, которую должен отдавать блок питания:

Рвых = Uвых * Iвых. [2.2.1.]

Если вторичных обмоток несколько, то надо просуммировать все мощности, потребляемые по каждой из обмоток. К посчитанной мощности следует добавить мощность индикаторной лампочки Ринд и мощность потерь на диодах выпрямителя

Pвыпр = 2Unp * Iвых, [2.2.2.]

где Unp -- прямое падение напряжения на одном диоде, для кремниевых диодов оно составляет 0,6... 1 В, в зависимости от тока. Unp можно определить по характеристикам диодов, приводимых в справочниках. От сети трансформатор будет потреблять мощность, несколько большую рассчитанной, что связано с потерями в самом трансформаторе. Различают "потери в меди" -- на нагрев обмоток при прохождении по ним тока -- это обычные потери, вызванные активным сопротивлением обмоток, и "потери в железе", вызванные работой по перемагничиванию сердечника и вихревыми токами в его пластинах

Отношение потребляемой из сети к отдаваемой мощности равно КПД трансформатора з. КПД маломощных трансформаторов невелик и составляет \\ 60...65 %, возрастая до 90 % и более лишь для трансформаторов мощностью несколько сотен ватт.

Итак,

Ртр = (Рвых + Ринд + Рвыпр)/з. [2.2.3.]

Теперь можно определить площадь сечения центрального стержня сердечника (проходящего сквозь катушку), пользуясь эмпирической формулой:

S2 = Pтр. [2.2.4.]

В обозначениях магнитопроводов уже заложены данные для определения сечения. Например, Ш25х40 означает ширину центральной части Ш-образной пластины 25 мм, а толщину набора пластин 40 мм. Учитывая неплотное прилегание пластин друг к другу и слой изоляции на пластинах, сечение такого сердечника можно оценить в 8...9 см2, а мощность намотанного на нем трансформатора -- в 65...80 Вт.

Площадь сечения центрального стержня магнитопровода трансформатора S определяет следующий важный параметр -- число витков на вольт. Оно не должно быть слишком малым, иначе возрастает магнитная индукция в магнитопроводе, материал сердечника заходит в насыщение, при этом резко возрастает ток холостого хода первичной обмотки, а форма его становится не синусоидальной -- возникают большие пики тока на вершинах положительной и отрицательной полуволн.

Резко возрастают поле рассеяния и вибрация пластин. Другая крайность -- излишнее число витков на вольт -- приводит к перерасходу меди и повышению активного сопротивления обмоток. Приходится также уменьшать диаметр провода, чтобы обмотки уместились в окне магнитопровода.

Число витков на вольт n у фабричных трансформаторов, намотанных на стандартном сердечнике из Ш-образных пластин, обычно рассчитывают, из соотношения n = (45...50) /S, где S берется в см2.

Определив n и умножив его на номинальное напряжение обмотки, получают ее число витков. Для вторичных обмоток напряжение следует брать на 10 % больше номинального, чтобы учесть падение напряжения на их активном сопротивлении.

Все напряжения на обмотках трансформатора берутся в эффективных значениях. Амплитудное значение напряжений будет в 1,41 раза выше.

Если вторичная обмотка нагружена на мостовой выпрямитель, то напряжение на выходе выпрямителя Uвых на холостом ходу получается практически равным амплитудному на вторичной обмотке. Под нагрузкой выпрямленное напряжение уменьшается и становится равным:

Uвых=1,41UII - 2Uпр - Iвых rтр. [2.2.5.]

Здесь rтр -- сопротивление трансформатора со стороны вторичной обмотки. С достаточной для практики точностью можно положить

rтp = (0,03...0,07)Uвых/Iвых, [2.2.6.]

Причем меньшие коэффициенты берутся для более мощных трансформаторов.

Определив числа витков, следует найти токи в обмотках. Ток вторичной обмотки

III = Iинд + Pвых/UII. [2.2.7.]

Активный ток первичной обмотки (обусловленный током нагрузки)

IIА = Ртр/UI. [2.2.8.]

Кроме того, в первичной обмотке течет еще и реактивный, "намагничивающий" ток, создающий магнитный поток в сердечнике, практически равный току холостого хода трансформатора. Его величина определяется индуктивностью L первичной обмотки:

IIр = UI/2пfL. [2.2.9.]

На практике ток холостого хода определяют экспериментально -- у правильно спроектированного трансформатора средней и большой мощности он составляет (0,1...0,3) IIA. Реактивный ток зависит от числа витков на вольт, уменьшаясь с увеличением n.

Для маломощных трансформаторов допускают

llp = (0,5...0,7)lIA. [2.2.10.]

Активный и реактивный токи первичной обмотки складываются в квадратуре, поэтому полный ток первичной обмотки

II2 = IIA2 + IIР2. [2.2.11.]

Определив токи обмоток, следует найти диаметр провода исходя из допустимой для трансформаторов плотности тока 2...3 А/мм2.

Оценивают возможность размещения обмоток в окне следующим образом: измерив высоту окна (ширину катушки), определяют число витков одного слоя каждой обмотки и затем требуемое число слоев. Умножив число слоев на диаметр провода и прибавив толщину изолирующих прокладок, получают толщину обмотки.

Толщина всех обмоток должна быть не более ширины окна. Более того, поскольку плотная намотка вручную невозможна, следует полученную толщину обмоток увеличить в 1,2...1,4 раза.

В заключение приведем упрощенный расчет выпрямителя.

Допустимый прямой средний ток диодов в мостовой схеме должен быть не менее 0,5Iвых, практически выбирают (для надежности) диоды с большим прямым током. Допустимое обратное напряжение не должно быть меньше

0,71UII + 0,5Uвых[2.2.12.]

Но поскольку на холостом ходу Uвых достигает 1,41UII, обратное напряжение диодов целесообразно выбирать не меньше этой величины, т. е. амплитудного значения напряжения на вторичной обмотке.

Полезно учесть еще и возможные колебания напряжения сети. Амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения в вольтах можно оценить по упрощенной формуле:

Uпульс = 5Iвых/С. [2.2.13.]

Выходной ток подставляется в амперах, емкость конденсатора С1 -- в микрофарадах.

При токах нагрузки, составляющих несколько десятков миллиампер и менее, допустимо ограничиться простейшим устройством со стабилитроном. Как видим, здесь к простейшему стабилизатору на элементах R1, VD1 добавлен эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе VT1.

Если в простейшем стабилизаторе ток нагрузки не может быть больше тока стабилитрона, то здесь он может превосходить ток стабилитрона в h21Э раз, где h21Э -- статический коэффициент передачи тока базы транзистора в схеме с общим эмиттером.

Для его увеличения часто на месте VT1 используют составной транзистор. Выходное напряжение стабилизатора на 0,6 В меньше напряжения стабилизации VD1 (на 1,2 В для составного транзистора).

Расчет стабилизированного блока питания рекомендуется начинать именно со стабилизатора. Исходя из требуемых напряжения и тока нагрузки, выбирают транзистор VT1 и стабилитрон VD1. Ток базы транзистора составит:

Iб = Iвых/h21Э. [2.2.14.]

Он и явится выходным током простейшего стабилизатора на элементах R1 и VD1. Затем оцените минимальное напряжение на выходе выпрямителя Uвых-Uпульс -- оно должно быть на 2...3 В больше требуемого напряжения на нагрузке даже при минимально допустимом напряжении сети.

Рис. 2.1.1



Заключение

Таким образом, в соответствии с поставленной целью данного курсового проекта, выполнены следующие работы:

1. В ведении приведены краткие общие сведения о тестерах (т.е. о цифровых мультиметрах).

2. Рассмотренные в теоретичной части параметры, краткие описания и принципиальные схемы четырех разных цифровых мультиметров, таких как: m932, DT838, Mastech MAS830L и UNI-T UT-70A, позволяют ознакомиться с некоторыми из многих возможных особенностей цифровых мультиметров.

3. Более детально работу мультиметра можно было рассмотреть на примере модели DT830, что не отличалась особыми особенностями от других цифровых мультиметров и от других моделей серии DT.

4. В специальной части рассмотрен принцип ремонтно-регулировочных работ цифровых мультиметров, их возможные дефекты, способы их ремонта а так же расчет блок питания, где были рассмотрены и объяснены в полной мере формулы расчета блока питания.

5. В «расчете блока питания» были проведены расчеты сетевого трансформатора, его вторичных обмоток, отношение потребляемой из сети к отдаваемой мощности равного КПД трансформатора, площади сечения центрального стержня сердечника, напряжения н выходе выпрямителя, токов в обмотках, величину намагничивающего тока и многие другие расчеты блока питания.



Список использованной литературы

1. https://skomplekt.com/tovar/1/24/1/

2. https://tools.ru/tovar/2/99/

3. https://tehnoobzor.com/schemes/measurements/2814-cifrovye-multimetry-dt830-dt-838-i-m932-shemy-i-foto.html

4. http://www.mastech.ru/catalog/clamp/m932.html

5. https://elwo.ru/publ/skhemy_izmeritelnykh_priborov/skhemy_multimetrov/17-1-0-244#:~:text=%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9%20%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%20m932.%20%D0%A2%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8,%D0%BC%D0%92%20%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%B0%20%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82%2050%20%E2%80%93

6. http://www.mastech.ru/catalog/mult/my61.htm

7. http://radio-uchebnik.ru/shem/18-pribory-i-izmereniya/2174-multimetr-mastech-my61-skhema

8. https://osensorax.ru/electricity/multimetr-dt-830b

9. https://max.kg/catalog/stroitelstvo-i-remont/instrumenty/izmeritelno-razmetochnyy-instrument/multimetry

10. https://cxem.net/review/review2.php

11. https://supereyes.ru/articles/multimetry-i-testery/obzor_tsifrovykh_multimetrov_uni_t_ut70a_ut70b_ut70c_ut70d/

12. https://forum.cxem.net/index.php?/topic/100870-%D1%81%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BB-ut70a/

13. https://static.chipdip.ru/lib/877/DOC005877673.pdf

14. http://monitor.espec.ws/section30/topic124516.html

15. https://radiomasterinfo.org.ua/multimetr-tsifrovoj-ustrojstvo-remont/

16. https://www.drive2.ru/b/1704961/

17. https://mysku.ru/blog/china-stores/41247.html

18. https://elwo.ru/publ/skhemy_izmeritelnykh_priborov/skhemy_multimetrov/17-1-0-244

19. http://s-x-e-m-a.ru/prom-tech/izmereniya/multimetr/multimetr.html

Размещено на Allbest.ru