UJ36型電位差計常見故障的修理

水平儀零位正確性的鑒別和調整方法
劉旺民

    運輸過程中的震動、存放環境溫度變化(溫度變化為2℃～3℃時，水準氣泡的長度將變化1個分度)，以及使用磨損等因素，常造成水平儀零位變化。因此，在使用水平儀測量前，應檢查水平儀零位是否正確，以保證其測量的準確性。本文現介紹水平儀零位正確性的鑒別和調整方法。
   
一、水平儀零位的鑒別方法
    對于可調式水平儀，在實際測試中可按水平儀在工件表面的不同方向，根據氣泡的不同位置判斷水平儀零位是否正確，及被測工件表面是否處于水平位置。鑒別方法及相互間的關系如表1所示。
   


   
二、水平儀零位的調整方法
    將水平儀放在基礎穩固、大致水平的平板(或機床導軌)上，待氣泡穩定后，在一端如左端(相對觀測者而言)讀數，并將其定為零，然后再將水平儀調整180°,仍放在平板原來的位置上；待氣泡穩定后，在原來一端(左端)的讀數為a格(以前次零讀數為起點)，則水平儀零位誤差為a/2格。如果零位誤差超過許可范圍，則需調整水平儀零位調整裝置。這里介紹幾種常見水平儀的零位調整方法。
    1.偏心套管式水平儀
    如圖1所示，在水平儀主體的兩側有兩個固緊水準管偏心套管的螺絲。用起子將它松開，然后在水準管兩頭裝的偏心套管上的開口處用專用扳手旋轉偏心套管(一般只旋轉一頭)，旋轉方向應使水準管氣泡向要求的方向移動，把水平儀的零位調整到允許的誤差之內，旋上固定螺絲，再做一次零位校準，合格后方可使用。
   

    圖1  偏心套管式水平儀

    2.托板螺桿式水平儀
    如圖2所示，在水平儀角尺面上(在一側)可以看到一套螺絲調節裝置。先用專用扳手松開調節裝置的鎖緊螺母，然后轉動調節螺絲，把水平儀的零位調整到允許誤差范圍之內。據筆者平時調整零位的體會，在鎖緊螺母時，零位還會變化，因此，最后還需做一次零位校準。
   

    圖2  托板螺桿式水平儀

    3.簧片托板偏心式水平儀
    如圖3所示，在水平儀主體的一側有一小圓孔，一般注有“調零”二字，孔內偏心圓柱上有開口，用起子將偏心圓柱旋轉，即可調整零位。
   

    圖3  簧片托板偏心式水平儀

    作者單位【陜西省漢中市計量測試所】

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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，測量結果穩定、可靠、準確度高外，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行刻度校驗和與各種測量溫度的熱電偶配合快速而準確地檢測溫度的優點，因而備受實驗室、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和修理，積累了一些常見故障的修理經驗，供讀者參考。
   
一、結構特點與工作原理
    UJ36型攜帶式直流電位差計(以下簡稱“電位差計”)，由步進讀數盤(步進盤)、滑線讀數盤(滑線盤)、晶體管放大檢流計、電鍵開關、輔助工作電源和標準電池等組成。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在調定電阻RN測量電阻RX(或叫補償電阻)上產生電壓降。當開關K倒向“標準”(UN)位置時，則在檢流計G中將有電流流過，若調節工作電流調節電阻RP總可以找到檢流計指零的狀態，這時調定電阻RN上的電壓降與標準電池電動勢EN得以相互補償。
    即EN=IRN  I=EN/RN
    保持電流I不變，再將開關K扳向“未知”(UX)位置，調節RN，使檢流計再次指在零位上，則RN上的電壓降(稱為補償電壓)與UN值相等。
   
    由式(1)可知，只要知道和EN就能求出未知電動勢UX的值，電位差計的測量原理就是將已知的標準電動勢EN分成連續可調而又已知的若干比例等份NEN，用NEN補償未知電勢UX，從而確定未知電壓的數值。
   
二、常見故障現象及修理方法
    1.開表后儀器無反應，K倒向“標準”、“未知”時，檢流計無偏轉
    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:電流調節盤RP斷線，中心引出線脫開，短路；電鍵嚴重氧化，接觸電阻變大；量程開關接觸不好(多數是波段開關的靜片變形或變位造成未接觸上)；標準電池壞，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準電池和工作電池；清洗砂光電鍵；萬用表電阻×1Ω擋接在“UX”上，量程開關轉到G1，K倒向“未知”分別轉動滑線盤和步進盤，萬用表的讀數應從0-2.2Ω-24.2Ω步進，再把萬用表放在×10Ω擋，量程開關打到×1，K倒向“未知”萬用表有步進讀數(變化幅度小)，再把量程開關打到G2和×0.2同上操作，萬用表也應從0-2.2Ω-24.2Ω步進和讀數變化，若無步進和讀數變化或萬用表沒有指示則是量程開關問題；測量RP值，應為36Ω，否則更換。
    (2)“未知”通而“標準”不通
    故障分析:標準回路有斷路或脫焊現象；調定電阻的微調滑線電阻氧化嚴重或有漆層，觸片與滑線接觸不好；電鍵接觸不好；標準電池不通或接線端鈕未旋緊。
    故障修理:打開滑線盤塑料蓋，檢查并固緊觸點螺母或焊好觸點連線；清洗砂光觸片滑線；測量微調電阻是否為0.4Ω，否則更換微調滑線電阻；清洗砂光電鍵；緊標準電池接線端鈕；更換標準電池。
    (3)調節工作電流電位器RP時，檢流計指針有跳動現象，標準易變
    故障分析:RP接觸不良，調節盤內有斷線現象，或滑動觸頭和滑線接觸不好；標準電池不穩定。
    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，適當調整彈性接觸片，在調節過程中用電阻表檢查，使得跳動變為合格，若斷線更換RP；更換標準電池。
    (4)調節工作電流電位器RP時，檢流計偏轉幅度過小
    故障分析:滑線盤零毫伏點接觸不良；電鍵開關⑦⑧或⑩ 間觸點接觸不良；檢流計動圈局部短路；標準電池電壓低。
    故障修理:固緊觸點螺母或砂光觸點；砂光或調整電鍵開關有關觸點；更換動圈；更換標準電池。
    (5)在電鍵開關剛倒向“標準”時檢流計出現瞬時沖擊現象
    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，工作電池或標準電池有一極性接反；量限開關損壞；工作電流調節電阻斷路；電鍵開關接入工作電流回路的觸點①②和接入標準回路的觸點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RP阻值；調整電鍵開關的①②和⑦⑧的位置，先接通①②后接通⑦⑧；更換量限開關。
    (6)換量限時工作電流變換大
    故障分析:量限轉換開關接觸不良；分流電阻變值已不能保證1:5的比例。
    故障修理:清洗接點保證開關接觸良好；用萬用表檢查分流電阻阻值是否為96.8Ω和24.2Ω。
    3.步進盤轉到某一示值時無輸出
    故障分析:電刷不平，轉到該點時接觸不上；某示值的電位引線虛焊。
    故障修理:調整電刷片使某點接觸良好；重焊引線。
    4.“標準”通而“未知”不通
    故障分析:未知端導線假焊；滑線盤中心環與旋轉接觸片不接觸或其引出線脫焊；步進盤中心引出假焊；步進盤刷片與盤不接觸或步進盤表面有絕緣物；量程轉換開關損壞；電阻壞斷。
    故障修理:更換壞斷的電阻；重焊未知端導線；調整接觸片或重焊接點引線；重焊步進盤中心引線；砂光步進盤表面絕緣物，調整步進盤刷片與盤觸點；更換量程轉換開關。
    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電阻之間引線焊接點不佳、虛焊或氧化。
    故障修理:調整滑線盤電刷接觸頭；砂光重焊接點。
    (2)步進盤合格滑線盤超差
    ①滑線盤各點超差有規律的遞增或遞減
    故障分析:步進盤合格則表明工作電流合格，RN、RP也合格。當滑線盤出現負超差時，則表明滑線盤總阻值增大。這可能是與滑線電阻并聯的分流電阻有虛焊或滑線電阻長期磨損變細所致；反之，若出現正超差，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減小或增加與滑線電阻并聯的分流電阻的阻值。
    ②滑線盤各點誤差沒有規律，某段范圍內超差
    故障分析:主要是經常使用的某段磨損，使得阻值不均勻所致。
    故障修理:先調頭焊接，若還是超差則應重新更換滑線電阻。
    (3)步進盤超差
    ①各擋超差趨勢普遍有比例的偏負或偏正
    故障分析:當排除了標準電池電勢超差原因后，由示值誤差公式(UN為該點真值)可知電位差計示值超差時，測量電阻與調定電阻的比值變了。在修理時，只要設法保持比值在規定的誤差范圍內就能使電位差計合格。
    故障修理:當超差<±0.2%時，可調整與RN串聯的內部微調電位器，正超差時增加RN，反之則減小RN；當超差>±0.2%時，需在原RN上串聯或并聯一調定電阻RN'。RN'阻值計算方法如下:
    正超差時串聯調定電阻RN'
   
    負超差時并聯調定電阻RN'
   
    ②各擋超差無一定規律
    故障分析:步進電阻超差。
    故障修理:當(│最大正超差│+│最大負超差│)÷2<0.2%時，可通過調整與RN串聯的內部微調電位器加以調整；否則更換超差的電阻。
    (4)滑線盤步進盤都超差
    故障分析:分流電阻超差；標準電池超差；調定電阻超差。
    故障修理:在排除標準電池的原因后，先修理步進盤，待步進盤合格后再修理滑線盤。
    作者單位【安徽淮化集團有限公司】