Multimetr Wavetek 27XT, naprawa i wnętrze

Wraz z rozwojem elektroniki powstało zapotrzebowanie na coraz bardziej zaawansowane narzędzia pomiarowe, w większości przypadków nie wystarczał już woltomierz i amperomierz oraz omomierz. Miało to również wpływ na konstrukcję samych mierników. Rozwijająca się technika cyfrowa pozwoliła na skonstruowanie dedykowanych do przyrządów pomiarowych układów, zawierających oprócz przetworników A/C również sterowniki wyświetlaczy LCD/LED co znacznie ułatwiało odczyt mierzonych wartości. Jednymi z pierwszych układów tego typu były stosowane do dziś ICL7106/07 firmy Intersil (obecnie już chyba Renesans). Stosowane były nie tylko w multimetrach, lecz także w innych wyspecjalizowanych przyrządach pomiarowych. Ale skąd się wzięła nazwa "Multimetr"? Pierwsze przyrządy pomiarowe służyły do pomiaru jednej konkretnej jednostki elektrycznej, wymagało to zatem kilku różnych mierników do większości zaawansowanych pomiarów. Zatem do pomiaru napięcia stosowano woltomierz lub miliwoltomierz, do pomiaru prądu amperomierz lub miliamperomierz etc. W efekcie, samo wyposażenie pomiarowe zajmowało dużo miejsca. Nie wiadomo kto pierwszy wpadł na pomysł umieszczenia kilku mierników w jednej obudowie, lecz tak narodził się pierwszy multimetr (z ang. multi-meter lub DMM czyli digital multi-meter, multimetr cyfrowy). Pierwsze tego typu konstrukcję opierały się o wskaźnik analogowy, najczęściej pod postacią ustroju magnetoelektrycznego. Główne pomiary jakie zapewniały to był pomiar napięcia, prądu oraz oporu (rezystancji). Wyposażone były w przełącznik zakresów pomiarowych pozwalający wybrać użytkownikowi zakres mierzonych wartości dla każdej mierzonej jednostki. Jak mówi stare przysłowie, "apetyt rośnie w miarę jedzenia", więc zaczęto wyposażać multimetry w coraz więcej funkcji. Dodawano pomiar pojemności, temperatury, czy też inne przydatne w praktyce funkcje. Stąd też wzięła się Polska nazwa multimetru, miernik uniwersalny. Dziś już nie dziwią multimetry mierzące prawie wszystkie wartości elektryczne (nie tylko), ale i prezentujące wyniki pomiarów w formie graficznej oraz pozwalające na przesyłanie wyników bezprzewodowo (BT) czy poprzez RS232 lub USB.

Wróćmy do tytułowego bohatera, jego historia można powiedzieć że jest krótka. Kilka dobrych lat wstecz jeden z moich znajomych będąc we Francji kupił go za kilka € na rynku. Leżał sobie w nieogrzewanym garażu będąc sporadycznie używany do prostych pomiarów typu napięcie, rezystancja. Sam kilka razy również go używałem będąc u znajomego. Zeszłej jesieni gdy naprawiałem koledze kilka urządzeń musiałem skorzystać z dwóch multimetrów i okazało się że 27XT wyświetla jakieś "głupoty" a same wyniki mocno pływają z wartościami. Ponieważ miernik podobał mi się ze względu na pomiar indukcyjności oraz stanów logicznych, to zaproponowałem znajomemu zamianę. W zamian za Wavetek'a zaoferowałem UT33D+. Zgodził się .

Oczywiście, jak to często się zdarza w takich przypadkach, spodziewałem się wewnątrz kondensacji wilgoci. Po odkręcenie czterech wkrętów trzymających tylną ściankę obudowy i jej zdjęciu ukazał się mym oczom następujący widok;




Wow! Nie spodziewałem się tak mocno rozbudowanej konstrukcji. Choć uwzględniając rok produkcji... Nie jest to nic dziwnego. Uwagę przyciągają dwa bezpieczniki topikowe i niewielka płytka wpięta na gniazdach szpilkowych oraz UM7108F. Najważniejszym jest właśnie UM7108F, gdyż to on jest dedykowanym przetwornikiem A/D oraz steruje wyświetlaniem;







Patrząc na schemat blokowy, nie trudno nie zauważyć podobieństw do ICL7106. Tu jednak rozwinięto układ oraz dodano kilka funkcji, np. pomiar częstotliwości (do 20MHz) oraz szeregową transmisję do zewnętrznego mikroprocesora (tu niewykorzystane). Mała płytka to układ pomiaru pojemności oraz indukcyjności;



Na "pokładzie" są;

• CD4093 (cztery dwu wejściowe bramki NAND Schmitt CMOS)
• CD4066 (cztery klucze analogowe CMOS)
• 74HC14D (sześć inwerterów Schmitt w wersji HC (CMOS))
• TL072 (podwójny niskoszumny uniwersalny wzmacniacz operacyjny z wejściami JFET)
• TL062 (podwójny uniwersalny wzmacniacz operacyjny z wejściami JFET małej mocy)

Od spodu płytki umieszczono termistor który zapewnia kompensację temperaturową. Pewnym zaskoczeniem dla mnie były bezpieczniki topikowe, w tak leciwym sprzęcie nie spodziewałem się ich w wersji ultra-szybkiej;



W o wiele nowszych i markowych przyrządach to już chyba standard, mający zabezpieczać miernik przed uszkodzeniem. Śladów kondensacji wilgoci nie znalazłem od strony elementów. Poza mnóstwem drobnych elementów RLCTD, płytka główna oprócz UM7108F zawiera też następujące układy scalone;

• CD4001 (cztery bramki NOR CMOS)
• CD4070 (cztery bramki Ex-OR CMOS)
• CD4053 (potrójny przełącznik analogowy CMOS)
• CD4066 (cztery klucze analogowe CMOS)
• CD4521 (24-ro stopniowy dzielnik częstotliwości CMOS)
• TL062 (podwójny uniwersalny wzmacniacz operacyjny z wejściami JFET małej mocy)

Przełącznik zakresów rozwiązano w sposób typowy, poprzez wytrawienie odpowiednio ukształtowanych i pozłoconych ścieżek oraz odpowiedniego zespołu styków w pokrętle przełącznika;



Wyświetlacz LCD typowo jest połączony z płytką poprzez przewodzące "gumki" i dociśnięty ramką montażową. Tu również nie zauważyłem śladów wilgoci. Odkręciłem ramkę wyświetlacza oraz rozebrałem przełączniki funkcji, całość umyłem w IPA i na kilka godzin wstawiłem do piekarnika ustawionego na ~80°C celem dokładnego wysuszenia. Po tym czasie, a przed złożeniem całości, posmarowałem bardzo cienką warstwą wazeliny technicznej bezkwasowej styki przełącznika funkcji oraz pomocniczych. Podłączyłem baterię zasilającą, i... Jest sukces!
Nic na wyświetlaczu nie "pływa" a pomiary UIR pokrywają się z innym moim multimetrem. Przed "naprawą", nawet bez podłączonych sond pomiarowych wynik pływał praktycznie niezależnie od ustawionego zakresu. Obecnie jest ok.



Schematu tego konkretnego modelu nie udało mi się znaleźć, trafiłem za to na instrukcję kalibracji 27XT i jak tylko dotrą do mnie odpowiednie elementy wzorcowe (LC) to takową procedurę przeprowadzę.