книги / Электронные приборы контроля и автоматизации нефтехимического производства

Г л а в а VII

ОБЩИЕ ПРАВИЛА И МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ И НАЛАДКИ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

§ 1. Основные правила

При отыскании причин нарушения работы электронного при­ бора применяются следующие способы:

1) проверка величин постоянных напряжений и сопротивлений между основными точками схемы и шасси прибора;

2)проверка полного электрического режима основных цепей,

т.е. измерение величин напряжений и токов в этих цепях;

3) проверка прохождения сигнала по всему тракту прибора

иотдельным каскадам;

4)измерение параметров отдельных элементов электронной схемы;

5)замена отдельных деталей и узлов прибора заведомо ис­ правными.

При отыскании неисправностей в радиовещательной аппара­ туре (радиоприемниках, телевизорах) обычно начинают с про­ верки величин напряжений и сопротивлений относительно шасси,

азатем в случае нормальных величин напряжений п сопротивле­ ний проверяют прохождение сигнала. Целесообразность такой

исправностей связана с отклонениями режимов электронных ламп от нормы. Сигнал при прохождении но тракту радиоаппара­ туры обычно многократно изменяется по частоте, что затрущняет его имитацию и проверку. Б связи с этим измерение напряжений и сопротивлений является более простым и эффективным.

В применяемых электронных приборах контроля и автомати­ зации неисправности по причине изменения величин напряжений и сопротивлений значительно реже. Часто наблюдается изменение формы и фазы сигнала. Имитация и проверка сигнала осуще­ ствляются легко, так как он представляет собой либо постоянное напряжение, .либо напряжение технической частоты (50 фаза которого совпадает с напряжением сети или противоположна

172

вленис поисков логически вытекает из результатов произведен­ ных измерений. Разумеетси, может быть много вариантов подоб­ ной схемы, одинаково хороших. Рекомендуется каждому прибо­ ристу составить подобные схемы на известные ему приборы. Это поможет глубоко разобраться в схеме, почувствовать все ее особенности.

Большинство электронных приборов, применяемых в нефтя­ ной промышленности, является приборами компенсационного типа. Электрические схемы таких приборов состоят из двух основ­ ных частей: измерительной части и электронного нуль-индика- тора1. Разность между напряжением, которое поступает с дат­ чика, н компенсирующим напряжением, подаваемым с измери­ тельной схемы прибора, называется обычно напряжением небаланса или просто небалансом. Напряжение небаланса подается на вход электронного усилителя, где оно усиливается до необ­ ходимой величины и управляет вращением реверсивного электро­ двигателя, который приводит измерительную схему к балансу. Электронный усилитель конструктивно обычно оформляется в виде отдельного узла.

При проверке электронного прибора прежде всего пужно уста­ новить, в какой части имеется неисправность: в измерительной схеме или в электронном нуль-индикаторе. Это проще всего сделать, проверив исправность нуль-ипднкатора, для чего на вход его непосредственно подают напряжение той же величины, какое поступает на пего с измерительной схемы при нормальной работе. Если нуль-пндикатор нормально реагирует на поданное напря­ жение, например реверсивный электродвигатель вращается и изменяет направление вращения при изменении фазы поданного напряжения на обратную, то очевидно, что нуль-инднкатор в порядке и неисправность нужно искать в измерительной схеме. Если нуль-индикатор по реагирует на поданное на его вход напря­ жение или величина напряжения, при которой он начинает реагировать, больше нормы, это значит, что неисправен нульиндикатор.

При отыскании неисправностей в схемах электронных при­ боров рекомендуем всегда придерживаться следующих правил.

1.Предварительно хорошо разобраться в принципиальной схеме прибора, уяснить назначение каждого элемента схемы. Проставить на схеме данные всех деталей, нормальные величины напряжений и токов в основных цепях.

2.Изучить расположение всех узлов н деталей в приборе. Для этого пользоваться монтажными схемами п фотографиями,

имеющимися в заводских инструкциях п литературе.

3. Тщательно подготовить рабочее место, измерительныеприборы и инструмент.

1 Электронный нуль-цндлкатор состоит из электронного усилителя и реверсивного электродвигателя.

175

4.После осмотра прибора на основании внешних признаков •составить по принципиальной схеме примерный план и последо­ вательность проведения проверки прибора и в дальнейшем твердо придерживаться этого плана.

5.Записать результаты всех измерений, зарисовать форму сигнала в различных точках схемы.

0.При отпайке деталей п отключении проводов не полагаться

9. В случае отсутствия данных об электрических режимах каких-либо цепей или о параметрах деталей в заводской инструк­ ции и имеющейся литературе пользоваться методом сравнения

сисправным прибором данного типа.

10.Осмысленно относиться к приводимым данным, учитывать допустимые отклонения от номинальных значений параметров деталей п типовых режимов.

§2. Элементы электронных схем, их проверка и характерные

неисправности

При длительной эксплуатации прибора неизбежно поврежде­ ние некоторых деталей электронных схем. Чаще всего выходят из строя электронные лампы и ионные приборы, реже электроли­ тические конденсаторы и высокоомные непроволочные сопроти­ вления, иногда силовые трансформаторы, бумажные конденсаторы и другие детали. Ниже будут рассмотрены характерные неисправ­ ности наиболее важных элементов электронпых схем и способы обнаружения этих неисправностей.

Опыт показывает, что в среднем в 70% случаев неисправности прибора причиной являются электронные лампы. Характерные неисправности электронпых ламп — потеря эмиссии катодом, обрыв (перегоранпе) нити накала, замыкание между электродами, обрыв в выводах электродов, повышенное давление газа внутри

времени работы лампы. Заводы-изготовители гарантируют для электронных ламп, применяемых обычно в аппаратуре, 500 час. Критерием долговечности при определении срока службы лампы является снижение основных параметров в 1,5 раза, что влечет за собой некоторое ухудшение параметров прибора, по отнюдь не приводит к его остановке. Срок работы катода лампы сильно сокращается, если напряженно накала не соответствует номиналу. Вредно как повышение напряжения, так п понижение его ниже 5,7 в. На практике приходится наблюдать случаи, когда для питания электронного прибора применяется напряжение сети

176

выше номинального, например 133 в вместо 127 в. Это приводит к резкому сокращению срока службы всех деталей электронной

дается редко и, как правило, бывает следствием резкого сотря­ сения лампы, например падения на пол, или подачи чрезмерно большого напряжения на нить.

З а м ы к а н и е м е ж д у э л е к т р о д а м и л а м п ы п

(кенотронах) и выходных — и наступает обычно при перегрузках лампы, когда ее электроды сильно нагреваются и выделяют газ. При этом наблюдается синее (фиолетовое) свечение внутри бал­ лона лампы. Такие лампы часто работают нормально, но скоро теряют работоспособность вследствие падения эмиссии (разру­ шение активного слоя катода ионами газа).

Часто встречаются механические неисправности ламп: тре­ щины стеклянных баллонов, изгибы ножек, отломы ключей, от­ рыв баллонов от цоколей.

Установить неисправность одной из ламп в приборе проще всего путем замены всего комплекта работавших ламп запас­ ным комплектом заведомо исправных ламп. Если с новым комп­ лектом ламп прибор работает нормально, ясно, что одна из ламп неисправна. Какая именно, легко узнать, проверив лампы на специальном приборе или заменяя поочередно новые лампы ста­ рыми. Во время этих операций нужно иметь в виду, что исправ­ ная лампа иногда может не работать в исправном приборе вследствие отсутствия контакта между ножкой лампы и кон­ тактом ламповой панели.

Поэтому, вставляя лампы в панель, нужно следить, чтобы ножки лампы до отказа вошли в панель, и, чтобы убедиться, что лампы вставлены плотно на свои места, слегка покачать их за цоколь. При покачивании лампы нельзя применять большого усилия, так как легко сломать ключ на цоколе лампы. При снятии лампы со стеклянным баллоном нельзя держать ее за баллон — его легко оторвать от цоколя. Брать лампу нужно за цоколь; в том случае, когда таким способом не удается вынуть лампу, следует это сделать при помощи отвертки, просунутой между цоколем и панелью. Особенную осторожность следует соблюдать при вставлении в панель пальчиковых ламп, так как контактные штырьки их легко сгибаются и отсутствуют цоколь и ключ. Вставлять пальчиковые лампы без зрительного контроля не следует. Панели пальчиковых ламп обязательно должны иметь чехол с пружиной, прижимающей лампу к панели, или другое специальное устройство. В противном случае контакты в лампо­ вых панелях будут ненадежны, а при переноске прибора лампы могут выпадать из панелей.

Характер неисправности лампы (при отсутствии испытателя ламп) легко установить при помощи омметра, которым прове­ ряют целость нити накала и отсутствие замыкания между электро­ дами лампы. Сопротивление нити накала в холодном состоянии ламп, ток накала которых равен 0,3—0,4 а (6Н9С, 6Ж7, 6Н2П и др.), должно быть около 3—4 ом, для ламп с током накала 0,6— 0,8 а (6Н8С, 6Н7, 6Н1П) — 1,5—2 ом. Обрыв пптн накала лампы со стеклянным баллоном легко установить по отсутствию свечения нити и катода. Если нить лампы цела и замыканий между электро­ дами нет, вероятнее всего потеря эмиссии лампой. Окончательно в этом можно убедиться, измерив анодный ток лампы в рабо­ чем режиме. Обрыв в выводах электродов установить иногда бы­ вает очень трудно. Вообще же устанавливать причину неисправ­ ности лампы следует для того, чтобы была уверенность, что она действительно неисправна и не может быть более использована. В противном случае может быть уничтожена вполне исправная лампа, в которой, например, вследствие искривления или оки­ сления одной из ножек нет контакта с панелью.

Когда неисправность лампы установлена, нужно принять меры, чтобы такую лампу нельзя было смешать с исправными. Для этого у стеклянных ламп проще всего разбивать баллоны, а металлические лампы метить какими-нибудь заметными зна­ ками.

Э л е к т р о л и т и ч е с к и е к о н д е н с а т о р ы , осо­ бенно после нескольких лет работы, часто теряют работоспособ­ ность. Характерными неисправностями являются резкое умень­ шение и полная потеря емкости, повышенная утечка тока, замы­ кание между обкладками (пробой). В усилителях электронных потенциометров и аналогичных им приборов, где в качестве кенотропа используется маломощная лампа, пробой конденсаторов наступает редко, так как при увеличении тока утечки, что всегда предшествует пробою конденсатора, напряжение на выходе вы­ прямителя резко уменьшается. Для проверки электролитических конденсаторов следует применять специальные приборы (на­ пример, низкочастотный измеритель емкости типа ИЕН-3), по прп их отсутствии можно прибегать к некоторым упрощенным способам.

Самый простой способ поверки высоковольтных электролити­ ческих конденсаторов, обычно применяемый на практике, это проверка на искру, т. е. замыкание накоротко заряженного конденсатора.

Этот способ позволяет примерно судить о исправности кон­ денсатора только при выполнении некоторых условий. Контакт « - г » конденсатора нужно отключить, так как при закорачивании конденсатора, включенного в схему, в создании искры будут участвовать и другие конденсаторы фильтра, в выпрямителях с диодами ДГ-Ц пли со специальными выпрямительными лампами это вызовет повреждение выпрямительного элемента. Для заряда конденсатора его контакт соединяется с той точкой схемы, папря-

178

жение которой по отношению к корпусу будет возможно ближе к рабочему напряжению конденсатора.

Например, если проверяется третий или второй конденсатор фильтра усилителя электронного потенциометра, то заряжать его нужно от точки, к которой подключен первый конденсатор фильтра. После зарядки конденсатора, для которой потребуется не­ сколько секунд, снимают с него напряжение, отсоединив провод, и выжидают около 1 мин. После этого закорачивают контакт конденсатора на корпус при помощи провода или какого-нибудь металлического предмета. Еслп при этом возникает яркая искра, сопровождающаяся характерным резким треском, можно пред­ полагать, что конденсатор исправен. Если искры совсем нет или она слабая, несомненно наличие большой утечкп или потери

конденсаторы полярпы.т. е. на них нельзя подавать переменное на­ пряжение. Для определения емкости электролитических конденса­ торов (при отсутствии специального прибора) в условиях цеха КИП удобнее всего воспользоваться способом разряда заряжен­ ного конденсатора на какой-нибудь гальвапометр или милли­ вольтметр. Для этой цели вполне можно использовать милли­ вольтметр для измерения температуры при помощи термопар (пирометр). Лучше, если прибор будет иметь небольшой предел по напряжению (напрпмер, 17 мв).

Конденсатор заряжается от сухого элемента напряжением приблизительно 1,5 в в течение нескольких секунд (при правиль­ ном присоединении полюсов), а затем подключается к милли­ вольтметру (рис. 98). Стрелка милливольтметра отклонится, при­ чем угол отклонения будет тем больше, чем больше емкость кон­ денсатора. Например, при напряжении 1,5 в и емкости 10 мкф милливольтметр со шкалой 17 мв дает отклонение примерно на половину шкалы. Чтобы судить о величине емкости испытуемых конденсаторов, нужно данный прибор проградуировать при по­ мощи бумажных конденсаторов, емкость которых известна. Если прибор малочувствителен и отклонения стрелки при заряде кон­

но этого вполне достаточно для определения работоспособности их. Этим способом можно примерно оценить и ток утечки (само­ разряд) конденсаторов, замечая разницу в отклонениях стрелки прибора, когда конденсатор разряжается на прибор непосред­ ственно после заряда и после некоторой выдержки. У исправ­ ного конденсатора уменьшение отклонения прибора после вы­ держки в 1 мин. составляет не более 15—20%.

Б у м а ж н ы е , с л ю д я н ы е и к е р а м и ч е с к и е к о н д е н с а т о р ы теряют работоспособность гораздо реже, чем электролитические. Им не свойственно уменьшение емкости, и лишь у бумажных иногда наблюдается уменьшение сопроти­ вления изоляции между обкладками. Характерные неисправности этих конденсаторов — отсутствие контакта вывода с обкладкой (обрыв вывода) и замыкание между обкладками (пробой). Пониже­ ние сопротивления изоляции и пробой между обкладками устано­ вить при помощи мегомметра. Обрыв вывода легко обнаружить, измерив емкость конденсатора при помощи специального моста переменного тока. Если такой прибор отсутствует, можно вос­ пользоваться миллиамперметром или вольтметром переменного

(как правило, увеличиваться), а иногда они теряют работоспособ­ ность вследствие разрыва проводящего слоя.

Изменение величины сопротивления и обрыв могут быть легко обнаружены при помощи омметра (сопротивления до 1 мгом) или мегомметра (выше 1 мгом). Кроме того, низкоомные сопро­ тивления могут быть проверены при помощи моста. При отсут­ ствии мегомметра для проверкп высокоомных сопротивлений можно использовать имеющийся под руками милливольтметр, включенный последовательно с сухой анодной батареей и доба­ вочным сопротивлением в несколько мегом. Иногда вследствие резких нарушений режима отдельные непроволочные сопроти­ вления подгорают, т. е. вследствие сильного нагрева приобретают в средней части бурый цвет. Такие сопротивления, даже если они не вызывают резких нарушений в работе прибора, нужно, как и неисправные, немедленно заменить новыми, так как они неминуемо через некоторое время теряют работоспособность.

Д л я п е р е м е н н ы х н е п р о в о л о ч н ы х с о п р о ­

наруживается при проверке по омметру. Если подключить к ом­ метру один конец сопротивления и его ползунок и медленно

180