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電壓表的選型指南及常見(jiàn)故障排除

分類:技術(shù)中心 1846人瀏覽 2019-06-21
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傳統(tǒng)的指針式電壓表和電流表都是根據(jù)一個(gè)原理就是電流的磁效應(yīng)。電流越大,所產(chǎn)生的磁力越大,表現(xiàn)出的就是電壓表上的指針的擺幅越大,電壓表內(nèi)有一個(gè)磁鐵和一個(gè)導(dǎo)線線圈,通過(guò)電流后,會(huì)使線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),線圈通電后在磁鐵的作用下會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),這就是電流表、電壓表的表頭部分。

由于電壓表要與被測(cè)電阻并聯(lián),所以如果直接用靈敏電流計(jì)當(dāng)電壓表用,表中的電流過(guò)大,會(huì)燒壞電表,這時(shí)需要在電壓表的內(nèi)部電路中串聯(lián)一個(gè)很大的電阻,這樣改造后,當(dāng)電壓表再并聯(lián)在電路中時(shí),由于電阻的作用,加在電表兩端的電壓絕大部分都被這個(gè)串聯(lián)的電阻分擔(dān)了,所以通過(guò)電表的電流實(shí)際上很小,所以就可以正常使用了。

直流電壓表的符號(hào)要在V下加一個(gè)“_”,交流電壓表的符號(hào)要再V下加一個(gè)波浪線“~”。
選型指南
電流表和電壓表的測(cè)量機(jī)構(gòu)基本相同,但在測(cè)量線路中的連接有所不同。因此,在選擇和使用電流表和電壓表時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

⒈ 類型的選擇。當(dāng)被測(cè)量是直流時(shí),應(yīng)選直流表,即磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表。當(dāng)被測(cè)量是交流時(shí),應(yīng)注意其波形與頻率。若為正弦波,只需測(cè)出有效值即可換算為其他值(如最大值、平均值等),采用任意一種交流表即可;若為非正弦波,則應(yīng)區(qū)分需測(cè)量的是什么值,有效值可選用磁系或鐵磁電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表,平均值則選用整流系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表。電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表常用于交流電流和電壓的精密測(cè)量。

⒉ 準(zhǔn)確度的選擇。因儀表的準(zhǔn)確度越高,價(jià)格越貴,維修也較困難。而且,若其他條件配合不當(dāng),再高準(zhǔn)確度等級(jí)的儀表,也未必能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。因此,在選用準(zhǔn)確準(zhǔn)確度較低的儀表可滿足測(cè)量要求的情況下,就不要選用高準(zhǔn)確度的儀表。通常0.1級(jí)和0.2級(jí)儀表作為標(biāo)準(zhǔn)表選用;0.5級(jí)和1.0級(jí)儀表作為實(shí)驗(yàn)室測(cè)量使用;1.5級(jí)以下的儀表一般作為工程測(cè)量選用。

⒊ 量程的選擇。要充分發(fā)揮儀表準(zhǔn)確度的作用,還必須根據(jù)被測(cè)量的大小,合理選用儀表量限,如選擇不當(dāng),其測(cè)量誤差將會(huì)很大。一般使儀表對(duì)被測(cè)量的指示大于儀表最大量程的1/2~2/3以上,而不能超過(guò)其最大量程。

⒋ 內(nèi)阻的選擇。選擇儀表時(shí),還應(yīng)根據(jù)被測(cè)阻抗的大小來(lái)選擇儀表的內(nèi)阻,否則會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差。因內(nèi)阻的大小反映儀表本身功率的消耗,所以,測(cè)量電流時(shí),應(yīng)選用內(nèi)阻盡可能小的電流表;測(cè)量電壓時(shí),應(yīng)選用內(nèi)阻盡可能大的電壓表。

故障排除
數(shù)字電壓表的工作原理比較復(fù)雜,它的類型也比較多,但常用的數(shù)字電壓表(包括數(shù)字萬(wàn)用表),基本上可分為斜坡式A/D變換器的時(shí)間編碼直流數(shù)字電壓表及逐次比較式A/D變換器的反饋編碼直流數(shù)字電壓表兩種,一般有如下的檢修程序。

1.修前定性測(cè)試

這主要是通過(guò)開(kāi)機(jī)預(yù)熱后,進(jìn)行“調(diào)零”和本機(jī)“電壓校準(zhǔn)”,以確定數(shù)字電壓表的整機(jī)邏輯功能是否正常。

如果“調(diào)零”時(shí)能出現(xiàn)“+”、“-”極性轉(zhuǎn)換,或者“+”、“-”電壓校準(zhǔn)時(shí),僅是顯示數(shù)字不準(zhǔn)確,甚至兩者之一顯示的電壓數(shù)字是正確的,這都表明數(shù)字電壓表的整機(jī)邏輯功能是正常的。

反之,無(wú)法調(diào)零或者無(wú)電壓數(shù)字顯示,則表明整機(jī)邏輯功能不正常。

2.測(cè)量電源電壓

數(shù)字電壓表內(nèi)部各種直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓不準(zhǔn)確或者不穩(wěn)定,以及作為“基準(zhǔn)電壓”源的齊納二極管(2DW7B、2DW7C等)無(wú)穩(wěn)壓輸出,是導(dǎo)致數(shù)字電壓表整機(jī)邏輯功能紊亂失常的主要原因之一。因此,在著手檢修故障時(shí),應(yīng)先檢測(cè)數(shù)字電壓表內(nèi)部的各種直流穩(wěn)壓輸出及基準(zhǔn)電壓源是否準(zhǔn)確、穩(wěn)定。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題加以修復(fù),往往就能排除故障,使數(shù)字電壓表的整機(jī)邏輯功能恢復(fù)正常。

3.變動(dòng)可調(diào)器件

數(shù)字電壓表內(nèi)部電路的半可變器件,諸如“基準(zhǔn)電壓”源微調(diào)變阻器、差分放大器工作點(diǎn)微調(diào)變阻器及晶體管穩(wěn)壓電源調(diào)壓電位器等,因?yàn)檫@些半可調(diào)器件的滑動(dòng)端接觸不良,或者它的線繞電阻霉斷,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)數(shù)字電壓表的顯示數(shù)值不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定和不能測(cè)壓等故障現(xiàn)象。有時(shí)略微變動(dòng)有關(guān)的半可調(diào)器件,往往就能消除接觸不良的問(wèn)題,使數(shù)字電壓表恢復(fù)正常。

必須指出,由于晶體管穩(wěn)壓電源本身產(chǎn)生寄生振蕩,往往會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電壓表顯示不穩(wěn)定的故障現(xiàn)象。因此,在不影響整機(jī)邏輯功能的條件下,也可以稍為變動(dòng)調(diào)壓電位器以消除寄生振蕩。

4.觀測(cè)工作波形

對(duì)于有故障的數(shù)字電壓表,借助適當(dāng)?shù)碾娮邮静ㄆ鱽?lái)觀測(cè)積分器輸出的信號(hào)波形、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器輸出的信號(hào)波形,環(huán)形步進(jìn)觸發(fā)電路的工作波形及穩(wěn)壓電源的紋波電壓波形等,對(duì)于發(fā)現(xiàn)故障部位和分析故障原因,都有很大的幫助。

5.研究電路原理

如果通過(guò)以上的檢修程序均未能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,必須進(jìn)一步研究有關(guān)數(shù)字電壓表的電路原理,即搞懂各組成電路部分的工作原理及其邏輯關(guān)系,以便分析可能產(chǎn)生故障的電路部位,以及擬定檢查故障原因的測(cè)試方案。

6.擬定測(cè)試方案

數(shù)字電壓表是一種電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能都比較復(fù)雜的精密電子測(cè)量?jī)x器。因此,在深入研究它的整機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上,根據(jù)初步分析的可能故障原因來(lái)擬定測(cè)試方案才能有效地確定故障的部位和查出損壞、變值的器件,以達(dá)到修復(fù)儀表的目的。

7.測(cè)試、更新器件

數(shù)字電壓表的電路中使用的器件很多,其中以作為基準(zhǔn)電壓源的齊納管,即標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓二極管,如2DW7B、2DW7C等,基準(zhǔn)放大器和積分器電路中的集成運(yùn)算放大器、環(huán)形步進(jìn)觸發(fā)電路中的開(kāi)關(guān)二極管,以及寄存雙穩(wěn)電路中的集成塊或開(kāi)關(guān)三極管等,經(jīng)常發(fā)生損壞、變值的情況。因此,對(duì)于有疑問(wèn)的器件必須進(jìn)行測(cè)試,無(wú)法測(cè)試的或者雖經(jīng)測(cè)試但仍存在問(wèn)題的,必須更新器件,這樣才能迅速排除故障。
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