一、數(shù)字電壓表的檢修程序

數(shù)字電壓表的工作原理比較復(fù)雜，它的類(lèi)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(xiàn)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。

二、常見(jiàn)故障檢修

1. 測(cè)壓不正常

例如，一臺(tái) PZ-8 型數(shù)字直流電壓表的故障，現(xiàn)象是：可以調(diào)零，但 +1.0186 V 校正電壓值偏大；而-1.0186 V 校正電壓值雖有極性變換，但無(wú)數(shù)值指示，即顯示 -0.0000 V。

根據(jù)故障現(xiàn)象分析，儀器可以調(diào)零、可以測(cè)壓，并有“+”、“-”極性判別，這表明 PZ-8 型儀器的整機(jī)邏輯功能是正常的，而存在的問(wèn)題是測(cè)量正電壓不準(zhǔn)確，以及不能測(cè)量負(fù)電壓。PZ-8 型儀表是屬于逐次比較式反饋編碼的數(shù)字電壓表，可以初步判斷可能是基準(zhǔn)電壓源、極性開(kāi)關(guān)或基準(zhǔn)放大器等電路部分有毛病。

如圖 1 所示為 PZ-8 型直流數(shù)字電壓表的極性開(kāi)關(guān)和基準(zhǔn)放大器的電路原理圖。這里，VZ3 和 VZ4 是兩個(gè)裝置在恒溫槽內(nèi)的齊納管 2DW7C (即標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓二極管)，作為儀器的基準(zhǔn)電壓源(Uz=6 V)。晶體管 VT9～VT12 構(gòu)成極性開(kāi)關(guān)電路，用來(lái)變換輸入基準(zhǔn)放大器的基準(zhǔn)電壓源 Uz 的極性。集成運(yùn)算放大器 N1(FC3B)和晶體管 VTl～VT3，組成儀器的基準(zhǔn)放大器電路。它是把輸入的 Uz 通過(guò)放大與反相，以輸出恒定的基準(zhǔn)電壓Er(Er=±4 V)到儀表的數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)，然后變換為按“8、4、2、1”二進(jìn)制的反饋電壓 ur，再逐步跟被測(cè)電壓 uX進(jìn)行比較。

當(dāng)測(cè)量正電壓時(shí)，通過(guò)比較放大器和邏輯判別電路的作用，儀表的極性雙穩(wěn)便輸出一個(gè)負(fù)脈沖的“+”極性判別信號(hào)到開(kāi)關(guān)管 VT10 和 VTl2 的基極上，使兩者同時(shí)導(dǎo)通，而開(kāi)關(guān)管 VT9 和 VT11 則處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，基準(zhǔn)電壓源的 VZ4 便經(jīng)由 VTl2、RPl4、RP3、R8 以及R7、RP4、RPl2、VT10，輸入負(fù)電壓到 Nl 的反相端“2”，通過(guò)放大與反相，從其輸出端“6”經(jīng)由 R3 和射極跟隨器VT2，輸出 +4 V 的基準(zhǔn)電壓 Rr到數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)。這里，RPl4、RP3 和 R8 是作為集成運(yùn)算放大器 N1 的輸入電阻 Ri，而 R11 則作為負(fù)反饋電阻只 Rf因?yàn)檫\(yùn)算放大器的輸出電壓 u0和輸入電壓 ui以及 Ri、Rf的關(guān)系式為：u0=RfR

i所以調(diào)整 RPl4 的阻值可校準(zhǔn)輸出的 Er=4 V，此即儀器面板上的 +1.0186 V 校準(zhǔn)調(diào)整器。在圖 1 中，借助齊納管 VZl 和 VZ2 (2×2DW7C) 的鉗位，+18 V 電源通過(guò)VTl 向 N1 提供穩(wěn)定的正電源電壓(Ucc＝12 V)；并且借助晶體管 VT3 的分流作用，使基準(zhǔn)放大器工作在恒定的負(fù)載條件下，以保證輸出電壓穩(wěn)定不變。

當(dāng)測(cè)量負(fù)電壓時(shí)，通過(guò)比較放大器和邏輯判別電路的作用，儀表的極性雙穩(wěn)便輸出一個(gè)負(fù)脈沖的“-”極性判別信號(hào)到開(kāi)關(guān)管 VT9 和 VT11 的基極上，使兩者同時(shí)導(dǎo)通，而開(kāi)關(guān)管 VTl0 和 VTl2 則處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，基準(zhǔn)電壓源的 VZ3 便經(jīng)由 VT9、RPl2、RP4、R7 以及R8、RP3、RPl4 和 VT11 輸入正電壓到 N1 的反相端“2”，通過(guò)放大與反相，從其輸出端“6”經(jīng)由 R3 和 VT2，輸出-4 V 的基準(zhǔn)電壓 Er 到數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)。這里，RPl2、RP4 和R7 是作為 N1 的輸入電阻，所以調(diào)整 RPl2 的阻值可校準(zhǔn)輸出的 Er=-4 V，此即儀器面板上的 -1.0186 V 校準(zhǔn)調(diào)整器。

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