Модернизация советских цифровых вольтметров типа В7-хх

[Electricman]

Уже обсуждали это же - дело вкуса и привычки. Перегружены они информацией на индикаторе, корпус, на который ничего не поставишь. Можно его всадить, конечно, в наделовский, но эргономики привычной для меня не получить.

Вот 46ой, предел 20В. На остальных пределах такая же картина.

[bsw_m]

Продолжим по диагностике неисправностей неисправного экземпляра В7-39.

Нестабильность показаний при измерении сопротивлений (более 100 е.м.р. от измерения к измерению) - оказалось комплексной проблемой:
1. Шумел ОУ 153УД6 в плате преобразователя R, был заменен на OP177G
2. Деградация ключей на 2П303А в плате усилителя.

Выход с ОУ, до замены:

(Простите за фото, потерял флешку, с которой может работать осциллограф).

Плата усилителя:
Кроме описанной выше проблемы с нестабильностью показаний при измерении сопротивлений, шумный и нестабильный "0" при измерении напряжений, большой входной ток.

Тут сошлись несколько проблем:
Деградация транзисторов 2П303А во входном дифкаскаде.
Деградация транзисторов 2П303А ключей, в частности в цепях периодической компенсации дрейфа нуля.

Транзистор VT24
Синий луч: затвор
Желтый: сток.


Что было сделано в порядке эксперимента:

Усилитель слежения: выброшен входной дифкаскад на 2ПС104А и основной усиливаюший каскад на 153УД6 в усилителе слежения и заменен на OPA140.
Основной усилитель, в порядке эксперимента: отключена вся цепь периодической коррекции нуля, выброшен усилитель и заменен на усилитель на базе 2-х OPA140 в качестве буферов и OP177G в качестве усилителя.

Так же перед демонтажем схемы основного усилителя был измерен КУ входного дифкаскада, он составил 1.12.

Как результат: появился стабильный и не шумящий "0", стабильность нуля проверялась простым способом (и сравнивалась).
Были включены 2 прибора, один с "доработками", один исправный, прогреты в течение суток, далее на них был запущен АВК, после запущена программа фиксации макс-мин показаний.
Предел измерений был на обоих приборах 0.1В.
Через 24 часа проверены результаты, и если честно они меня даже несколько удивили.
На доработанном приборе 0 продержался сутки не с нечастыми колебаниями до "1" в младшем разряде. В исправном и нетронутом приборе были зафиксированы минимальные показания -5 и максимальные показания +3 е.м.р. После 24-х часов показания приборов были следующими:
Исправный В7-39 колебания между 2-3 е.м.р.
"Доработанный": показания 0, с нечастым высвечиванием 1 в младшем разряде.

Немного измерений, а не внешних проявлений:
Смещение нуля усилителя слежения (после переделки на OPA140): 38-42 микровольта при изменении температуры окружающей среды 23-26.5С
Смещение нуля переделанного основного усилителя, составляет 26-29мкВ в том же диапазоне температур.

Далее еще мысли:
Входной дифкаскад основного усилителя был исследован чуть более подробно.
Заменены 2П303А на пару рабочих и подобранных (были у меня такие) и проверен Ку, который составил 1.5
Далее, в силу того, что в качестве источника тока во входном каскаде использован резистор (R34), мы имеем несколько худший CMRR входного каскада, нежели он был бы достижим при питании его от источника тока. (да и стабильности ему бы это добавило).
Коэффициент усиления всего усилителя с разомкнутой петлей обратной связи в лучшем случае составляет 240.000, а в худшем 37.500 (отталкиваюсь от данных на оригинальную микросхему, с которой драли 153УД6, при этом считая Ку входного каскада постоянным, что в принципе не верно, но для грубой оценки допустимо). Общий Ку данного усилителя считаю несколько маловатым для 6.5разрядного вольтметра, коим является В7-39. На мой взгляд тут бы лучше подошел усилитель с Ку > 1.000.000.

Как итог данного исследования, учитывая то, что данный прибор изначально планировался под глубокую модернизацию. Родной усилитель будет снят из гермоблока и заменен на заново изготовленный на современной элементной базе. Так-же в новом усилителе будут полностью отсутствовать подстроечные элементы

P.S.
"0" приборов после 24-х часов


P.P.S. Если честно, у меня уже есть сомнения в полной исправности "исправного" экземпляра.

Последний раз редактировалось bsw_m Вс янв 19, 2020 11:43:29, всего редактировалось 1 раз.

[Mickle]

Есть ли предположения, какие параметры 2П303А могли измениться со временем?

[bsw_m]

Однозначно могу сказать, что увеличилась утечка (обратное смещение, сток-исток закорочены, напряжение проверки 10В), у некоторых проверенных экземпляров она превышала 1нА

[Frensis]

Здравствуйте! Имеется неисправный цифровой вольтметр В7-41: пищит прерывистым сигналом, в старшем разряде- "1", то бишь находится в перегрузке.
1. Скажите, на всех пределах, максимальное напряжение, подаваемое на вход 31 АЦП КР572ПВ5 будет 200 мВ?
2. Каким должно быть опорное напряжение в этом вольтметре?

Вложения

В7-41. Плата 2.jpg

(163.18 KiB) Скачиваний: 386

В7-41. Плата 1.jpg

(131.49 KiB) Скачиваний: 326

[Mickle]

1. Нет. При измерении переменного напряжения и тока будет до 0,6 В.
2. При измерении постоянных напряжения, силы тока и сопротивления - 100 мВ, переменного напряжения и силы тока - 0,3 В.

[Frensis]

Mickle писал(а):

2. При измерении постоянных напряжения, силы тока и сопротивления - 100 мВ, переменного напряжения и силы тока - 0,3 В.

У меня опорное при измерение пост. напр. на пределах, скажем, 20, 200, 1000В - 0,3В. И цифры на дисплее не по нулям. На вход ничего не поступает. Напряжение между 31 и 30 выв АЦП - 0В. Куда копать?

[Mickle]

Куда копать? Вы ж сами написали - опорное напряжение 0,3 В вместо 0,1 В. Вот и копайте в этом направлении. Таблица состояний переключателя диапазонов у вас на листе схемы есть. Из неё следует, что резистор 4,93 кОм (позиционное обозначение не разглядеть) в делителе ИОН должен быть всегда замкнут при измерении постоянки. А по факту он разомкнут. Т.о. как минимум переключатель не исправен. Из-за этого могут быть и другие проблемы.

[Frensis]

Mickle писал(а):

Куда копать? Вы ж сами написали - опорное напряжение 0,3 В вместо 0,1 В. Вот и копайте в этом направлении.

Так я уже что только не думал...Голова уже не варит...Остается надеяться на профессионалов...
Это резистор R8. Проверил, при измерении пост. напр. выключатель S1.15(A2) шунтирует этот резистор...
Падение напряжение на стабилитроне VD4 6,2 В...

[Mickle]

Схему склеил и улучшил. Т.к. к модернизации вольтметров это никак не относится, обсуждение лучше перенести сюда: https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=2&t=156155

[bsw_m]

Сделал еще одну проверку линейности В7-54-го, но уже используя несколько иные приборы:

-

[3g57]

[uquote /Сделал еще одну проверку линейности В7-54-го, но уже используя несколько иные приборы/uquote]

красивые циферки на скринах !!!

[wvw]

При работе, ярко, практически как лампочка, загорелся младший разряд в В7-38. Успел выключить. Нашёл неисправность в БП. После ремонта включил, пропал режим постоянки, а вспыхнувший индикатор начал выглядеть так:

А в темноте стала хорошо видна нагретая до малинового цвета проволочка, проходящая вертикально через индикатор.

Это, скорее всего, проблемы в самом индикаторе или где-то до него?

[YellowColor]

Если цифра отображается правильная, только тускло и неравномерно - индикатор сел от дикой эмиссии.
А что за неисправность была? Судя по схеме, накалы всех индикаторов соединены параллельно и подключены к обмотке 0,85 В, т.е. неисправность в БП должна была повлиять на все индикаторы.

[wvw]

YellowColor писал(а):

...неисправность в БП должна была повлиять на все индикаторы.

Тоже думал над этим. В БП была в обрыве база КТ502, который по +12в.
Может в самом индикаторе что-то коротнуло и этот всплеск натворил дел, хотя, пробовал простукивать, вроде нормально.

Переменку и сопротивления измеряет нормально, а с постоянкой интересно.
При переключении в режим измерения постоянки всё тухнет.
Получается, что при подаче контактами П2К "-12в" на ключ А4 что-то просаживает питание и те контакты сильно искрят.
Смотрел на схему, но так и не понял, как это может быть.
"-12в", которое подаётся на ключ А4, со всех сторон "изолированно" от земли десятком килоом, а от земли через ключ ёмкостью, Т13, Т14 на пробой не звонятся.
Напряжения +3в/-3в реально +2,6в/-3,7в (до переключения в режим постоянки) на Т13, Т14 есть.
Через R20 на ключ 2в (реально 2.3в) приходит.
Через АВП и далее тоже вряд-ли, всё управление идёт через резисторы, вход как 10МОм звонится.
Ключи пробовал звонить не выпаивая, каких-то аномалий не обнаружил.

Пока смотрел, что в этом приборе - сгорел второй такой же, который, как и первый, просто стоял включённым. Хорошо хоть без местной иллюминации.
Там тоже вылетел КТ502, тоже обрыв базы и, как ни странно, К142ЕН2. Заменил.
Теперь имею один прибор в котором всё гаснет при включении постоянки и второй, в котором всё гаснет при включении переменки. Но там ещё и с сопротивлениями что-то произошло - при разомкнутых щупах показания 400.1, но меняются при подключении различных резисторов. Хорошо хоть ноль есть при закороченных.
С постоянкой всё нормально.

Второй прибор пока глубоко не копал. Терзают смутные сомнения в целесообразности ремонта.
После покупки первый прибор вышел из строя через полдня прогона, второй проработал на пару часов дольше. Странно как-то. Да ещё искать 301-е полевики где-то нужно, у меня всего один в запасе, разве что из двух приборов собрать один.

[bsw_m]

Был приобретен новый приборчик (новый для меня и сам новый, с хранения), прибор 1991-го года выпуска, ноябрь месяц.


Чем меня данный прибор смог заинтересовать, ведь глядя на его погрешности становится совсем грустно, да и разрядность у него всего-то 4.5 разряда.
Но сила данного прибора не в этом, а совершенно в другом.
1. Он способен измерять напряжения постоянного тока с номиналом до 200В, при этом имеет входное сопротивление более 10^14Ом, или же более 100ТОм.
2. Данный прибор способен измерять малые токи, минимальный предел 10^-12А, или 1пА, при этом отображается 4 разряда после запятой, метрологически значимый 3-й, или 10^-15А... т.е. 1фА.

После распаковки, была попытка включения, и прибор включился, чем меня удивил. Все же 30 лет хранения...

Но не все так радужно, иначе бы не было этого мини поста.
1. Показания прибора имели слишком большую шумовую полку (далеко выходящую за спецификацию)
2. При переводе прибора в режим измерения токов был слышен весьма громкий гул, как от плохо сжатого и пропитанного трансформатора.

Было решено срывать пломбы и лезть внутрь, впрочем, я даже не включая уже предполагал с чем мне придется столкнуться.
Все электролитические конденсаторы в приборе пришли в негодность - имели сниженную емкость, повышенное сопротивление и некоторые экземпляры сверхвысокий ток утечки. Как например один из К50-38 22мкФ 25В, имел ток утечки при напряжении 15В аж 49мА.

К слову, гул был от реле. В данном приборе обмотки реле питаются от нестабилизированного источника питания, в котором конденсаторы были умершие, как результат, на обмотках реле присутствовали пульсации со значением в 2.3В RMS, отсюда и возникал весьма громкий гул.

Были куплены конденсаторы для замены, в основной массе устанавливал Epcos B41858 и B41859 серий, и только 2 высоковольтных был вынужден поставить более простой серии.
Параллельно с заменой конденсаторов были устранены несколько заводских косяков (вроде кривой сборки, грязных изоляторов и подобного). После прибор был собран и поставлен на прогон.

При доступном мне тестировании показал полное соответствие спецификации. Но мне в нем не понравилась его достаточно высокий температурный коэффициент. Пока думаю, можно ли этот момент улучшить без ухудшения других параметров прибора и если можно, то как.

немного технопорно, входной коммутатор данного прибора (или блок реле):


Добавлено after 19 minutes 24 seconds:
P.S. :

Для чего же можно использовать такой приборчик в радиолюбительской практике?
Ну как пример - измерение сверхвысоких сопротивлений, входных токов тех же мультиметров.
Да и на самом деле много еще где.

Вот пример измерения входного сопротивления В7-54/2 (да тут индицируется ток, но перевести в сопротивление не составит никакого труда даже в уме, впрочем у прибора есть программа, которая сразу может пересчитывать, но на мой взгляд, это излишне ):

Последний раз редактировалось bsw_m Пн май 25, 2020 21:43:32, всего редактировалось 1 раз.

[YellowColor]

Поздравляю! В7-49 найти не так сложно, а вот присоединительный блок к нему это проблема.
Бумаги в комплекте были? Интересно, на чем построен измерительный блок (2П305?) и вообще коммутация высокоомных цепей.

[Mickle]

Схемы В7-49:

[bsw_m]

YellowColor писал(а):

Поздравляю! В7-49 найти не так сложно, а вот присоединительный блок к нему это проблема.
Бумаги в комплекте были? Интересно, на чем построен измерительный блок (2П305?) и вообще коммутация высокоомных цепей.

Спасибо!
Прибор брался в полном комплекте, в укладочном ящике и реально ни разу не извлекавшийся из этого ящика. Все бумаги конечно же тоже присутствуют.
Насчет электрометрического усилителя, он построен на КПС104А(VT8)+К159НТ1Б(DD11)+КР140УД1408(DA9)

Добавлено after 2 minutes 24 seconds:
P.S. Эхх, сейчас бы найти В2-39, да за адекватные деньги...

[khach]

Mickle писал(а):

Схемы В7-49:

Может подскажете, чем заменить сборку электрометрических полевиков VT8 по схеме. А то валяется подобная головка, но пробиты входные полевые транзисторы. КПС104А из коробки не подходят- большой ток утечки затворов. Или был отбор именно электрометрических сборок.