Keithley 2000 tafelmultimeter met defect

Op maandag 25 maart 2024 08:33:57 schreef bprosman:
[...]
Zelf ben ik meer een fan van de Panasonics

Ik heb gisteren alvast Panasonic Elco's (105°C) besteld

Op maandag 25 maart 2024 09:24:26 schreef fred101:
Heb je de rimpel op de diverse rails al gemeten ? Dat zou ik eerst doen voor je in het wilde weg dingen gaat vervangen. Hoe meer je doet, hoe moeilijker het wordt de originele fout te vinden als al die dingen het niet oplossen. Daarnaast het risico nieuwe fouten te introduceren.

Qua schakelaar, daar zou ik eerst naar kijken.

Ik zal inderdaad eerst eens de voedingsrimpel bekijken met een oscilloscoop. Ik heb de rimpel al eens bekeken met mijn Fluke AC tafelvoltmeter, en ik meet een AC rimpel van enkele millivolts. Maar misschien beter eens bekijken met een oscilloscoop.

Fred101, bovenaan die switch steken allemaal pinnetjes uit waarop ik kan meten. Die pinnetjes vormen allemaal groepjes van 3 contacten die bij mij van 0 Ohm naar open gaan als ik de switch schakel. Behalve bij de rechtse rij heb ik drie contacten waarbij ik 1.5 Kohm blijf meten na schakelen (en waar ik dus bij de andere een open contact meet). Misschien is dit normaal, ik heb het schema nog niet bestudeerd, maar dit leek mij een mogelijke verklaring.
En anders begin ik toch ook de drie latching relays te verdenken.

Op maandag 25 maart 2024 09:24:26 schreef fred101:
Heb je de rimpel op de diverse rails al gemeten ? Dat zou ik eerst doen voor je in het wilde weg dingen gaat vervangen.

Al is die rimpel goed (wat ik betwijfel bij de gemeten spanningen) die elco's wil je sowieso vervangen om toekomstige ellende te voorkomen. Dat is killer nr1 in die serie instrumenten.

Op maandag 25 maart 2024 19:39:20 schreef Sine:
[...]

Al is die rimpel goed (wat ik betwijfel bij de gemeten spanningen) die elco's wil je sowieso vervangen om toekomstige ellende te voorkomen. Dat is killer nr1 in die serie instrumenten.

Ja, daarom heb ik ook de nieuwe elco’s besteld. Ik hoorde/vernam dat deze vroeg of laat gaan lekken met veel schade tot gevolg.

Op maandag 25 maart 2024 19:39:20 schreef Sine:
[...]

Al is die rimpel goed (wat ik betwijfel bij de gemeten spanningen) die elco's wil je sowieso vervangen om toekomstige ellende te voorkomen. Dat is killer nr1 in die serie instrumenten.

Gisteren de rimpel op de voedingen even bekeken. Bij de +15 en -15V zie ik een rimpel van ongeveer 10mV. Bij de 5V is er bijna geen rimpel te zien.

Zodra de elco's arriveren ga ik deze vervangen. Hopelijk is het probleem daarmee opgelost.

Vandaag de tijd gevonden om de elco’s te vervangen. Heb mijn tijd genomen om zeker niks stuk te maken.
Alles vervangen, maar op de VAC stand blijft de meter raar doen.
Als ik de meter aanzet en ik zet hem in de VAC stand dan geeft hij een waarde aan tussen de 80V en 100V (met inputs kortgesloten).
Ook als ik de front/rear switch indruk verschijnt het woordje rear niet op de display (in alle andere standen wel).
Wat zeer raar is: als ik hem terug op fabrieksinstellingen plaats dan geeft hij plots wel de werkelijke vac waarden op de display. Ik hoor dan eerst een relay schakelen en dan geeft hij enkele mVAC weer. Sluit ik hem dan op mijn frquentiegenerator aan dan geeft hij mooi de spanning weer. Maar zelf als hij correct vac signalen meet komt het woordje rear nog niet op de display als ik de front/rear switch indruk.
Bij de zelftest geeft hij enkel nog fout 401.2 . Alle andere fouten zijn weg.
Iemand enig idee?

Hier iemand die de 401.2 melding had en de oplossing was

Reason: a bad soldered pin, loosen over the time. I re-solder U103 and now all works fine.

Zie verder op het EEV blog. (Wat leven we in een luxe wereld met al die info)

Ik wou daarnet bovenstaande even gaan controleren. Ik dacht bij mezelf, nog snel eerst even de zelftest doen. Blijkt dat de meter de zelftest nu volledig doorloopt zonder fouten.
Maar volgend fenomeen blijft:
1)als ik de K2000 aanzet en op stand VAC druk geeft hij een onwerkelijke waarde aan (willekeurig getal tussen 8V en soms tot 130V). Zelf als ik dan een wisselspanningsbron aansluit op de meter geeft hij de waarde van de bron niet weer.
2)als ik hem in VAC op de "auto" stand zet, geeft de meter plots wel de werkelijke waarde van de bron weer. Ik hoor dan eerst een relais schakelen.
3)als ik in de VAC stand op de switch front/rear druk geeft hij dit niet weer op de display. Ik zie wel dat hij de juiste zijde neemt om weer te geven op de display (als ik de bron achteraan aansluit, en druk op "rear" dan geeft hij inderdaad de bron aan de achterzijde weer. Echter niet het woordje "rear" op de display.

Mijn 2000 staat automatisch in auto mode.

Er werden/worden 2000's en ook meters van andere merken toegepast in automatische meetopstellingen in productie omgevingen. Vaak werden die via de achter aansluiting gebruikt. Er zijn merken waar je hun meter zelfs zonder de voor ingang bussen kunt kopen. Misschien kon je ze ook krijgen met aangepaste firmware ? Dat zou kunnen verklaren waardoor hij VAC niet aan de voorzijde wil meten en wel achterop en waarom rear niet verschijnt.

Maar er kan natuurlijk ook iets kapot zijn. Omdat de VAC functie wel werkt op de achterkant maar niet voor zou ik zoals eerder al geschreven eerst naar die schakelaar en bijbehorende electronica kijken. Maar dat verklaart niet waarom hij in handbediening start en rear niet weergeeft.

Hallo, Fred,
misschien niet duidelijk vermeld door mij, maar hij meet wel degelijk VAC zowel aan de voorzijde als aan de achterzijde, maar ik moet daarvoor eerst op de knop "auto" drukken. Zolang ik dit niet doe, geeft hij totaal de waarde niet weer van de aangesloten bron. Eens op "auto" gedrukt doet hij dit wel (soms verandert hij zelf niet van range).

Misschien heeft het contact van het relais overgangweerstand. Dat moet echt 0Ω zijn. Alleen horen klikken zegt alleen dat de spoel wordt bekrachtigd. Het is niet ingewikkeld maar het kost gewoon veel tijd om de fout te vinden. En je zit in de luxe positie dat er fora en documentatie aanwezig is :-)

Ik heb eens zitten kijken, maar op het relais zelf meten lijkt quasi onmogelijk. En om aan onderzijde te meten moet ik alles uitbouwen.
Ik bekijk of ik makkelijk aan het volgende component kan meten.
Maar inderdaad zou het wel ergens met een weerstand te maken kunnen hebben. Ik zie namelijk dat als ik de ingang op VAC stand kortsluit ik een bepaalde waarde meet. Die waarde (op de display) wordt steeds groter bij hogere range:
750V range VAC (kortgesloten): 8.xxxV
100V range VAC (kortgesloten): 0.8xxV
10V range VAC (kortgesloten: 0.08V
Ik kijk even of ik iets in deze richting vind.

Iemand een idee waar ik best kan meten?

K2000 Switchpdf.pdf

K2000 _AC.pdf

Hallo, als ik de input kortsluit krijg ik in de VAC stand op range 750V een waarde (als ik het toestel net aanzet) van enkele tientallen volts te zien op de display. Kan iemand mij op weg zetten waar ik best kan meten in het AC pad om deze rare waarde op te sporen?
Als je in de pdf K2000 Switch kijkt zou ik de spanning met een externe multimeter kunnen meten tot op aansluiting 2 en 3 van de opamp U102. Ik zou hier aan beide contacten 0V verwachten. OK?
Maar verder ben ik het spoor bijster. Ik zie aan aansluiting 6 van U102 Unnamednet130 staan, maar ik heb geen flauw idee waar dit heen gaat en hoe ik dat zou kunnen meten?
Ik zie in pdf K2000 _AC die unnamednet130 terugkomen. Moet ik dit pad dan helemaal volgen tot rechts ACV en mag ik eigenlijk nergens iets anders dan 0V meten? KLopt dit?

Daarnet nog eens een test gedaan. Ik stuur met mijn frequentieregelaar ongeveer 1VAC uit, en dan meet ik op testpin TP103 (na de RMS converter) en meet ik afhankelijk van de range volgende waarden (aan de display kan je zien dat bij 100V en 750 V range de display waarden totaal afwijken.

[Bericht gewijzigd door roebas op (18%)]

Hallo, nog een update. Gisteren heb ik nog wat liggen meten in mijn Keithley 2000. Ik heb gemeten tussen TP102 (GND) en TP103 (zie afbeelding hieronder). Ik heb het schema eens wat aan elkaar geplakt zodat jullie misschien sneller mee kunnen redeneren. Wat ik zie is dat indien ik de tester aanzet met ingang kortgesloten deze in de 750V range staat voor VAC. Op dat moment meet ik tussen TP102 en TP103 ongeveer 20mVDC. De display toont op dat moment enkele tientallen VAC weer. Deze spanning op TP103 blijft wel steeds zakken. Na enkele minuten is deze spanning nog 4mVDC en toont de display ongeveer 8VAC. Wat ik me afvraag:
-vanwaar kan die 20mVDC komen bij kortgesloten ingang, en wat zou de oorzaak kunnen zijn dat die nadien blijft zakken (na een uur staat deze op ongeveer 2mVDC en display 1.8 VAC maar dan zakt de spanning maar zeer langzaam meer)
-kan iemand met een Keithley 2000 aub even simuleren als hij na aanzetten van de meter in VAC mode op range 750V plaatst wat de display dan toont
Alle hulp is welkom :)
Heb ook een link naar de pdf toegevoegd, daarin zie je waarschijnlijk meer detail dan in de screenshot.

AC input tot TP103.pdf

Hij hoort op te starten in Vdc en auto. Als de jouwe in AC start moet je eens fabrieksinstellingen proberen en als dat niet helpt heb je mogelijk andere firmware.

Als ik hem kortgesloten op Vac zet, begint hij in auto. Als ik hem dan naar 750Vac schakel staat er een stabiele 1,69Vac op de display. In de andere modes is dat in de mVdc.

Hallo, Fred,
merci voor de test.
Misschien heb ik inderdaad een bijzondere firmware versie. Want bij mijn toestel zat een scanner kaart (aangesloten achteraan) en dus best mogelijk dat het toestel vooral daarvoor werd gebruikt.
Dus ik krijg een gelijkaardige waarde als jij direct bij opstart hebt in 750V range pas na een uur.
Dus moet ik op volgens mij op zoek gaan naar de oorzaak van iets dat bij opstart voor die 20mVDC zorgt, en na verloop van een uur zakt naar 2mVDC.
Als iemand een suggestie heeft waar ik best begin te zoeken? Het ganse pad van HI input volgen en kijken waar de 20mVDC tevoorschijn komt? Ik vind het wel eigenaardig dat die langzaam wegzakt als de multimeter een tijd opstaat.

[Bericht gewijzigd door roebas op (19%)]

Vanmiddag nog wat zitten meten. Nu gaat mijn meter in VAC mode steeds in overflow bij het aanzetten, en dan komt langzaam in het meetbereik (dus in 750VAC range zakt hij dan van de bovengrens langzaam tot na enkele tientallen minuten op ongeveer 30VAC.
Ik vermoed dat de opamp U118 verdacht is. Ik meet namelijk bij kortgesloten ingang zowel op de + als op de - ingang van deze opamp een waarde die net de helft is van de waarde op meetpunt TP103 (maar dan met een negatief teken). Zie hieronder een momentopname van de metingen. De +15V en -15V zijn aanwezig. Deze waardes (zoals hieronder in schema weergegeven zijn bij het aanzetten van de keithley veel hoger en zakken dan langzaam samen.
Kan ik hieruit besluiten dat deze opamp defect is? Zijn er nog mogelijkheden om dit te verifiëren? Hij geeft (zoals je zou verwachten) op de uitgang wel nog steeds het dubbele van op de ingang, maar ik kan extern niks vinden die deze spanning op ingang van de opamp kan teweegbrengen. Dus het lijkt alsof de opamp nog correct versterkt, maar ik kan niet verklaren vanwaar die spanningen op de ingang komen.
Daarom zou ik denken dat de opamp zelf stuk is.
Kan iemand dit bevestigen aan de hand van deze metingen?

[Bericht gewijzigd door roebas op (13%)]

Je kunt hem desolderen en op een breadboard testen. Ik kan de weerstand waarden niet zien maar daarmee kun je uitrekenen wat de versterking moet zijn.

Ik zou eens naar de DG211's kijken.

Ik heb geen ervaring met de scanner hardware en of dat andere firmware nodig heeft. Mmaar als die er niet meer inzit zou dat best wel eens de oorzaak kunnen zijn. Daarnaast zou ik dan ook eens naar de relais kijken. Een meter uit een productie omgeving heeft er vaak heel erg veel uren op zitten. Als er wat kapot gaat worden ze eerder vervangen dan gerepareerd. Dus het zou me niet verbazen als zo'n relais gewoon op is.

Is de display nog fel ?

Fred, hij moet normaal in deze range (750VAC) factor twee versterken.
Dat doet hij dus ook nog, maar normaal mag er volgens mij niks op de ingang staan. Ik heb het volledige signaalpad gevolgd, en er staat overal 0VDC (ingang kortgesloten) tot de 2 ingangen van deze opamp plots op een negatieven DCV waarde staan. Geen flauw idee vanwaar deze zouden kunnen komen behalve door een defect intern in de opamp. Tenzij ik iets over het hoofd zie?
Ik heb geen ervaring met het (de)solderen van zulke kleine componenten. Gewoon met de soldeerbout en pootje per pootje proberen opheffen?

Die DG211's zijn toch contacten die intern in de chips worden gelegd, niet? In de range die ik nu controleer ,750VAC, staan die allemaal open dacht ik. Ik heb ze alleszins gecontroleerd. IK meet wel tussen twee pinnen als ze geschakeld staan ongeveer 80 Ohm. Is dat normaal?

De display valt nog mee. Niet super fel, maar wel nog zeer goed leesbaar...

[Bericht gewijzigd door roebas op (23%)]

Wat is het fabrikaat van de DG211 ? RdsOn is verschillend per fabrikant, bij Intersil bv is de RdsOn max 175Ω , elke waarde daaronder is dus ok.

Een opamp heeft allerlei real world niet-ideale eigenschappen. Je vindt ze in de datasheet. Kijk vooral naar de input (lek)stromen en spanningen.
De inputs van jou opamp zijn gelijk de versterking wat het moet zijn dus ik verwacht niet dat hij kapot is.

Die analoge schakelaars hebben een inwendige weerstand. Belangrijker is het om te kijken of ze wel schakelen op het juiste moment. Meet op de in lijn of die hoog of laag wisselt en of de schakelaar dan ook schakelt.
Als er een lek is kan hij spanning op de ingang veroorzaken.

Ik ben gisteren met een schakeling bezig geweest waar er een rits van die familie in zat. Daar heb ik niet alleen gekeken of ze open gingen maar ook of ze open moesten zijn. Zo kwam ik uiteindelijk bij een 74hc74 waarvan de Q uitgang ergens tussen Vcc en Vdd permanent bleef hangen. Dat stuurde beide kanten van een DG213 open ipv de ene open en de andere dicht.

Maar de hele operatie is tamelijk zinloos als je geen SMD kunt solderen want als je de fout vindt zal er toch gesoldeerd moeten worden en solderen in de signaalweg van een 6,5 digit multimeter is de manier om de meter permanent buiten calibratie te krijgen ;-) Zowiezo kunnen reparaties aan de signaalweg afwijkingen veroorzaken waardoor hij gecalibreerd moet worden. Dat kost meer dan bv een nieuwe Rigol of siglent 5,5 digit meter. Nu is een 2000 een klasse beter maar de jouwe heeft een zwaar leven achter de rug en na reparatie wordt hij daar niet beter van.

Als je iets moet vervangen, neem het zelfde merk, zijn die er niet meer vergelijk dan de datasheets. Kijk goed naar letters achter het nummer. Sommige onderdelen worden in verschillende "precisie" klassen gemaakt. Vaak gebruikt Keithley de beste klasse. Sommige onderdelen kunnen "hand"-geselecteerd zijn (door de onderdeel fabrikant of door Keithley) En die onderdelen kunnen erg prijzig zijn. Ik heb ooit een opamp vervangen waarbij de gewone een paar euro was maar de mil-spec meer dan 30 euro was.

Ok, ik heb alle DG211's in de buurt van U118 nog eens gecontroleerd. Die blijken allemaal te schakelen zoals het hoort. Dit heb ik gecontroleerd aan de hand van de tabellen in het schema en bijhorende range en mode van de DMM. Ik denk nog steeds dat het de U118 is, hoewel ik dit niet kan bewijzen zonder deze te desolderen en vervangen. Ik zie wel dat deze U118 zich vlakbij de spanningsregelaars voor 15 en -15V bevindt en dat de letters precies weg zijn door de warmte. Er zit namelijk nog een andere TLE2081CD in de meter en daar zijn de letters nog mooi wit van (U102). Dus hopelijk is deze echt defect.
Ik heb bij Mouser drie exemplaren besteld, samen met een fluxpen voor de drag soldeermethode (heb wat zitten rondkijken op youtube). Alleen het desolderen weet ik niet hoe ik moet aanpakken.
Als iemand tips heeft, meer dan welkom.

Dat maakt veel reparaties moeilijk. Soms vindt je een onderdeel wat duidelijk defect lijkt te zijn maar is het toch wat anders. En soms is het idd kapot. Zodra een schakeling niet meer doet wat hij moet doen gaan sommige onderdelen ook vreemd reageren.

- Zo kan die spanning op de ingang uit de opamp komen of ergens anders vandaan komen.
Er loopt "lekstroom" uit de ingang van elke opamp, bij sommige ultra weinig, bij sommige meer. Dat stroomt via die weerstanden naar gnd en veroorzaakt een spanning over de weerstanden. Zie datasheet.
- Hij kan ook uit C115 komen. Die dingen kunnen ook lekken.
- Het kan ook door vuil komen. Dat heb ik zelf een keer gehad.
- Meetfout, die spanning staat zo te zien over een weerstand van 750k ofzo (niet leesbaar) Als je daar multimeter antennes aanhangt staat er iets wat er mogelijk niet is. Als het er wel staat dan zet je de 10M van je DMM parallel aan die 750k. In werkelijkheid zal de spanning dan hoger kunnen zijn.
- de spanning komt door U111 heen omdat een van de C's daarvoor lekken.
- Er is niks fout maar het ligt aan de firmware/ontbreken van scanner of andere mod.
- Als jou meter in de VAC mode niet start in auto dan heb je daar waarschijnlijk het bewijs dat jou firmware afwijkt. Ok het feit dat er geen rear in jou display verschijnt wijst in die richting.

Dan heb je twee opties, de boel er rond omheen uitsluiten zoals je nu gedaan hebt of de opamp direct desolderen en dan testen of vervangen

Wat je nog als test kunt doen is een signaal van bv 10V en 1kHz op de ingang van de meter zetten en dat volgen (met de scoop en DMM). Als de opamp dat keurig versterkt is hij waarschijnlijk niet het probleem.

Als hij in alle VAC ranges goed werkt muv de 750V range dan moet de fout zitten in een component dat alleen maar voor de 750 range wordt gebruikt.

Desolderen doe ik met hete lucht. Er zijn mensen die pootjes doorsnijden en dan poot voor poot verwijderen. Ben daar extreem voorzichtig mee. Als je een pad lostrekt ben je de l#l, je wil in de signaalweg geen bodgewires hebben. Voorkom ook zoveel mogelijk mechanische stress. Kijk ook wat er in de buurt zit. Als de LM399 vlakbij zit moet je nog meer uitkijken.

Misschien zit er iemand in de buurt die een goede hete lucht bout heeft. (geen budget Chinees want dan moet je veel te lang de boel heet stoken, je wil het zo lokaal mogelijk houden).
Ik wil best het IC overzetten als ik tijd heb maar als het niet helpt heb ik niet de tijd om te gaan zoeken.

Hallo, Fred,
ik zal inderdaad nog eens met een scoop het AC signaal volgen. Wat ik tot nu toe had gedaan was in het signaalpad (kortgesloten) het DC signaal volgen omdat ik zag dat dit 1 op 1 in verband stond met de waarde die op de display kwam. Ik meet dus op TP103 een DC signaal wat langzaam na aanzetten van de meter zakt. En de waarde op de display in VAC mode volgt deze waarde. Vandaar dat ik dit DC signaal ben beginnen onderzoeken. Want ik vermoed met ingang kortgesloten dat er geen DC signaal op TP103 mag staan. Of moet de RMS converter deze DC waarde normaalgezien negeren? Dan zou het kunnen dat de RMS converter stuk is. Zover had ik nog niet gedacht....

Hallo, na enkele weken rugproblemen, gisteren er terug in geslaagd om wat verder te testen. Ik heb zoals Fred suggereerde een 1V P-P signaal op de ingang geplaatst en dit doorheen het volledig signaalpad gevolgd met de oscillopscoop. Ik vind overal (tot punt A, zie hieronder) een mooi sinusvormig signaal terug met een logische vergroting of verkleining als ik de tester op een andere range plaats. In de 100mV range (overflow op display) zie ik inderdaad dat de sinus afgetopt wordt op pin 6 van U118 (zie screenshot hieronder). In het ganse signaalpad is er geen DC offset te zien op de sinus tot ik meet op pin 3 van U118 (punt B in screenshot hieronder). Daar zie ik ineens de DC offset verschijnen.
Op pin 6 van U118 zie ik in alle meetbereiken een versterking factor 2, zoals verwacht.
Dus ik denk dat ik toch nog steeds mag besluiten dat U118 defect is en voor de DC offset zorgt, of zie ik iets over het hoofd?