UJ36型電位差計常見故障的修理

顏鳳

    UJ36型攜帶式直流電位差計除了測量時幾乎不損耗被測對象的能量，測量結(jié)果穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確度高外，還具有方便地測量直流電壓(或電動勢)，對各種直流毫伏表及電子電位差計進(jìn)行刻度校驗(yàn)和與各種測量溫度的熱電偶配合快速而準(zhǔn)確地檢測溫度的優(yōu)點(diǎn)，因而備受實(shí)驗(yàn)室、車間和野外工作者的青睞。筆者通過對該型號儀器的長期校驗(yàn)和修理，積累了一些常見故障的修理經(jīng)驗(yàn)，供讀者參考。
    

一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理

    UJ36型攜帶式直流電位差計(以下簡稱“電位差計”)，由步進(jìn)讀數(shù)盤(步進(jìn)盤)、滑線讀數(shù)盤(滑線盤)、晶體管放大檢流計、電鍵開關(guān)、輔助工作電源和標(biāo)準(zhǔn)電池等組成。其原理線路圖如圖1所示，簡化的原理線路圖如圖2所示。
    

    圖1  電位差計原理線路圖

    圖2  電位差計簡化的原理線路圖

    由輔助電源B₁所建立的工作電流I在調(diào)定電阻R_N測量電阻R_X(或叫補(bǔ)償電阻)上產(chǎn)生電壓降。當(dāng)開關(guān)K倒向“標(biāo)準(zhǔn)”(U_N)位置時，則在檢流計G中將有電流流過，若調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻R_P總可以找到檢流計指零的狀態(tài)，這時調(diào)定電阻R_N上的電壓降與標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢E_N得以相互補(bǔ)償。
    即E_N=IR_N  I=E_N/R_N
    保持電流I不變，再將開關(guān)K扳向“未知”(U_X)位置，調(diào)節(jié)R_N，使檢流計再次指在零位上，則R_N上的電壓降(稱為補(bǔ)償電壓)與U_N值相等。
    
    由式(1)可知，只要知道和E_N就能求出未知電動勢U_X的值，電位差計的測量原理就是將已知的標(biāo)準(zhǔn)電動勢E_N分成連續(xù)可調(diào)而又已知的若干比例等份NE_N，用NE_N補(bǔ)償未知電勢U_X，從而確定未知電壓的數(shù)值。
    

二、常見故障現(xiàn)象及修理方法

    1.開表后儀器無反應(yīng)，K倒向“標(biāo)準(zhǔn)”、“未知”時，檢流計無偏轉(zhuǎn)
    故障分析:檢流計壞或檢流計連接線斷、脫焊；9伏電池搭扣接觸不好(不通)；放大器壞或放大器插板松脫，信號無法輸入。
    故障修理:重插9伏電池和放大器；打開儀器重焊檢流計接點(diǎn)引線后，用萬用表電阻×1Ω擋快速搭在檢流計信號輸入端鈕上觀察指針是否跑最大，若有，則檢流計好，否則檢流計壞，需更換；更換放大器。
    2.校對工作電流時常見的故障
    (1)檢流計始終偏向一邊
    故障分析:電流調(diào)節(jié)盤RP斷線，中心引出線脫開，短路；電鍵嚴(yán)重氧化，接觸電阻變大；量程開關(guān)接觸不好(多數(shù)是波段開關(guān)的靜片變形或變位造成未接觸上)；標(biāo)準(zhǔn)電池壞，電勢低；工作電池容量不足，電壓偏低。
    故障修理:更換滿足額定工作電壓的標(biāo)準(zhǔn)電池和工作電池；清洗砂光電鍵；萬用表電阻×1Ω擋接在“U_X”上，量程開關(guān)轉(zhuǎn)到G1，K倒向“未知”分別轉(zhuǎn)動滑線盤和步進(jìn)盤，萬用表的讀數(shù)應(yīng)從0-2.2Ω-24.2Ω步進(jìn)，再把萬用表放在×10Ω擋，量程開關(guān)打到×1，K倒向“未知”萬用表有步進(jìn)讀數(shù)(變化幅度小)，再把量程開關(guān)打到G2和×0.2同上操作，萬用表也應(yīng)從0-2.2Ω-24.2Ω步進(jìn)和讀數(shù)變化，若無步進(jìn)和讀數(shù)變化或萬用表沒有指示則是量程開關(guān)問題；測量R_P值，應(yīng)為36Ω，否則更換。
    (2)“未知”通而“標(biāo)準(zhǔn)”不通
    故障分析:標(biāo)準(zhǔn)回路有斷路或脫焊現(xiàn)象；調(diào)定電阻的微調(diào)滑線電阻氧化嚴(yán)重或有漆層，觸片與滑線接觸不好；電鍵接觸不好；標(biāo)準(zhǔn)電池不通或接線端鈕未旋緊。
    故障修理:打開滑線盤塑料蓋，檢查并固緊觸點(diǎn)螺母或焊好觸點(diǎn)連線；清洗砂光觸片滑線；測量微調(diào)電阻是否為0.4Ω，否則更換微調(diào)滑線電阻；清洗砂光電鍵；緊標(biāo)準(zhǔn)電池接線端鈕；更換標(biāo)準(zhǔn)電池。
    (3)調(diào)節(jié)工作電流電位器R_P時，檢流計指針有跳動現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)易變
    故障分析:R_P接觸不良，調(diào)節(jié)盤內(nèi)有斷線現(xiàn)象，或滑動觸頭和滑線接觸不好；標(biāo)準(zhǔn)電池不穩(wěn)定。
    故障修理:從電位器頂端取出多圈螺旋電阻，砂光并清洗其接觸面，適當(dāng)調(diào)整彈性接觸片，在調(diào)節(jié)過程中用電阻表檢查，使得跳動變?yōu)楹细?，若斷線更換R_P；更換標(biāo)準(zhǔn)電池。
    (4)調(diào)節(jié)工作電流電位器R_P時，檢流計偏轉(zhuǎn)幅度過小
    故障分析:滑線盤零毫伏點(diǎn)接觸不良；電鍵開關(guān)⑦⑧或⑩ 間觸點(diǎn)接觸不良；檢流計動圈局部短路；標(biāo)準(zhǔn)電池電壓低。
    故障修理:固緊觸點(diǎn)螺母或砂光觸點(diǎn)；砂光或調(diào)整電鍵開關(guān)有關(guān)觸點(diǎn)；更換動圈；更換標(biāo)準(zhǔn)電池。
    (5)在電鍵開關(guān)剛倒向“標(biāo)準(zhǔn)”時檢流計出現(xiàn)瞬時沖擊現(xiàn)象
    故障分析:未裝工作電池或電池已壞，電池接觸不良或電源引線脫焊，工作電池或標(biāo)準(zhǔn)電池有一極性接反；量限開關(guān)損壞；工作電流調(diào)節(jié)電阻斷路；電鍵開關(guān)接入工作電流回路的觸點(diǎn)①②和接入標(biāo)準(zhǔn)回路的觸點(diǎn)⑦⑧不同步。
    故障修理:重新正確安裝電池保證接觸良好或重焊電源引線；檢查電阻R_P阻值；調(diào)整電鍵開關(guān)的①②和⑦⑧的位置，先接通①②后接通⑦⑧；更換量限開關(guān)。
    (6)換量限時工作電流變換大
    故障分析:量限轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸不良；分流電阻變值已不能保證1:5的比例。
    故障修理:清洗接點(diǎn)保證開關(guān)接觸良好；用萬用表檢查分流電阻阻值是否為96.8Ω和24.2Ω。
    3.步進(jìn)盤轉(zhuǎn)到某一示值時無輸出
    故障分析:電刷不平，轉(zhuǎn)到該點(diǎn)時接觸不上；某示值的電位引線虛焊。
    故障修理:調(diào)整電刷片使某點(diǎn)接觸良好；重焊引線。
    4.“標(biāo)準(zhǔn)”通而“未知”不通
    故障分析:未知端導(dǎo)線假焊；滑線盤中心環(huán)與旋轉(zhuǎn)接觸片不接觸或其引出線脫焊；步進(jìn)盤中心引出假焊；步進(jìn)盤刷片與盤不接觸或步進(jìn)盤表面有絕緣物；量程轉(zhuǎn)換開關(guān)損壞；電阻壞斷。
    故障修理:更換壞斷的電阻；重焊未知端導(dǎo)線；調(diào)整接觸片或重焊接點(diǎn)引線；重焊步進(jìn)盤中心引線；砂光步進(jìn)盤表面絕緣物，調(diào)整步進(jìn)盤刷片與盤觸點(diǎn)；更換量程轉(zhuǎn)換開關(guān)。
    5.超差
    (1)零位電勢大
    故障分析:滑線盤電刷接觸頭微量移動；滑線電阻與滑線盤并聯(lián)電阻之間引線焊接點(diǎn)不佳、虛焊或氧化。
    故障修理:調(diào)整滑線盤電刷接觸頭；砂光重焊接點(diǎn)。
    (2)步進(jìn)盤合格滑線盤超差
    ①滑線盤各點(diǎn)超差有規(guī)律的遞增或遞減
    故障分析:步進(jìn)盤合格則表明工作電流合格，R_N、R_P也合格。當(dāng)滑線盤出現(xiàn)負(fù)超差時，則表明滑線盤總阻值增大。這可能是與滑線電阻并聯(lián)的分流電阻有虛焊或滑線電阻長期磨損變細(xì)所致；反之，若出現(xiàn)正超差，則是分流電阻變小所致。
    故障修理:先將焊頭刮干凈重焊，若還不合格就要適當(dāng)減小或增加與滑線電阻并聯(lián)的分流電阻的阻值。
    ②滑線盤各點(diǎn)誤差沒有規(guī)律，某段范圍內(nèi)超差
    故障分析:主要是經(jīng)常使用的某段磨損，使得阻值不均勻所致。
    故障修理:先調(diào)頭焊接，若還是超差則應(yīng)重新更換滑線電阻。
    (3)步進(jìn)盤超差
    ①各擋超差趨勢普遍有比例的偏負(fù)或偏正
    故障分析:當(dāng)排除了標(biāo)準(zhǔn)電池電勢超差原因后，由示值誤差公式(U_N為該點(diǎn)真值)可知電位差計示值超差時，測量電阻與調(diào)定電阻的比值變了。在修理時，只要設(shè)法保持比值在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)就能使電位差計合格。
    故障修理:當(dāng)超差<±0.2%時，可調(diào)整與R_N串聯(lián)的內(nèi)部微調(diào)電位器，正超差時增加R_N，反之則減小R_N；當(dāng)超差>±0.2%時，需在原R_N上串聯(lián)或并聯(lián)一調(diào)定電阻R_N'。R_N'阻值計算方法如下:
    正超差時串聯(lián)調(diào)定電阻R_N'
    
    負(fù)超差時并聯(lián)調(diào)定電阻R_N'
    
    ②各擋超差無一定規(guī)律
    故障分析:步進(jìn)電阻超差。
    故障修理:當(dāng)(│最大正超差│+│最大負(fù)超差│)÷2<0.2%時，可通過調(diào)整與RN串聯(lián)的內(nèi)部微調(diào)電位器加以調(diào)整；否則更換超差的電阻。
    (4)滑線盤步進(jìn)盤都超差
    故障分析:分流電阻超差；標(biāo)準(zhǔn)電池超差；調(diào)定電阻超差。
    故障修理:在排除標(biāo)準(zhǔn)電池的原因后，先修理步進(jìn)盤，待步進(jìn)盤合格后再修理滑線盤。
    作者單位【安徽淮化集團(tuán)有限公司】