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常用的元器件及检测
常用的元器件及检测
1.电阻
⑴ 电阻的分类及型号命名
电阻按制造材料和结构的不同,可分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、合成膜电阻、氧化膜电阻、可变电阻等。
(a)片状电阻(b)金属膜电阻(c)铝壳电阻(d)可变电阻
图1-1电阻分类
常见电阻的型号命名由4部分组成,见表1-1
表1-1型号命名法
名称
材料
分类(电阻/电位器)
序号
符号
意义
符号
意义
符号
电阻
电位器
用数字来表示有关性能参数的不同
R
一般电阻
T
碳膜
1
普通
普通
W
电位器
H
合成膜
2
普通或阻燃
普通
M
敏感电阻
S
有机实芯
3
超高频
N
无机实芯
4
高阻
J
金属膜
5
高温
Y
氧化膜
7
精密
精密
C
沉积模
8
高压
特殊函数
X
线绕
9
特殊
特殊
M
压敏
G
高功率
G
光敏
T
可调
R
热敏
X
小型
W
微调
D
多圈
例如:
电阻器型号为RJ73,表示该电阻器为金属膜精密电阻,序号为3;WSW2有机实芯微调电位器。
⑵ 电阻标称值和偏差
①标称阻值:
电阻器上标注的电阻值称为标称值。
基本单位是欧姆(简称欧),符号用“Ω”来表示,实际应用中还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。
②允许误差:
电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差。
通常电阻阻值允许偏差分为3级:
I级误差为±5%,Ⅱ级误差为±10%,Ⅲ级误差为±20%
对于高精度的电阻器允许误差则为±0.5%,±1%等。
用文字符号表示如下。
表1-2
对称偏差(%)
不对称偏差(%)
符号
H
U
W
B
C
D
F
G
J
K
M
R
S
Z
偏差
+100
-20
+50
-20
+80
-20
③阻值和误差的标注方法:
I.直标法—将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上。
例如:
某电阻上标有“5.1kΩ5%”,则表示该电阻的标称阻值为5.1kΩ,允许偏差为
。
如果电阻表面没有标出其允许偏差,则表示允许偏差为
,若没有标出单位,则单位为Ω。
Ⅱ.文字符号法—将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数。
通常,用文字符号(如R、K、M)表示电阻的单位,数字表示电阻的阻值(整数部分写在单位标志符号前面,电阻的小数部分写在阻值单位的后面)。
例如:
3R3表示3.3Ω
3K3表示3.3KΩ
4K7J表示电阻器的阻值为4.7KΩ,允许误差为
。
Ⅲ.色标法—用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级。
普通电阻一般有4环表示,精密电阻用5环表示。
四色环电阻一般属于普通电阻,其识别方法为:
从左往右第一、二位色环表示其有效值,第三位色环表示乘数,也就是有效值后面0的个数,第四位表示允许的偏差。
如图1所示。
例如:
某电阻第一位色环是红色,第二位色环是紫色,第三位色环是黄色,第四位色环是银色,根据表1-3可知该电阻的阻值为270000Ω,允许偏差位±10%。
图1-2电阻四色环识别法
表1-3四色环表示法
色环颜色
第一色环(十位数)
第二色环(个位数)
第三色环(倍乘数)
第四色环(允许误差)
黑
0
0
×100
棕
1
1
×101
±0.1%
红
2
2
×102
±0.2%
橙
3
3
×103
±0.5%
黄
4
4
×104
±0.2%
绿
5
5
×105
±0.1%
蓝
6
6
×106
—
紫
7
7
×107
—
灰
8
8
×108
—
白
9
9
×109
—
金
—
—
×10-1
±5%
银
—
—
×10-2
±10%
无色
—
—
—
±20%
表1-4五色环表示法
色环颜色
第一色环(百位数)
第二色环(十位数)
第三色环(个位数)
第四色环(倍乘数)
第五色环(允许误差)
黑
0
0
0
×100
—
棕
1
1
1
×101
±1%
红
2
2
2
×102
±2%
橙
3
3
3
×103
—
黄
4
4
4
×104
—
绿
5
5
5
×105
±0.5%
蓝
6
6
6
×106
±0.25%
紫
7
7
7
×107
±0.1%
灰
8
8
8
×108
—
白
9
9
9
×109
—
金
—
—
—
×10-1
—
银
—
—
—
×10-2
—
无色
—
—
—
—
—
五色环电阻一般为精密电阻,其识别方法为:
从左往右第一、二、三位色环表示其有效值,第四位色环表示乘数,即有效值后面0的个数,第五位表示其允许偏差。
如图1-40所示,某一电阻第一位色环是黄色,第二位色环是紫色,第三位色环是黑色,第四位色环是棕色,第五位色环是棕色,根据表1-2可知,该电阻的阻值为4700Ω,允许偏差为±1%。
图1-3电阻五色环识别法
在使用色标法读取电阻值时,对于初学者很难确定色环电阻的第一环。
1四环电阻:
因表示误差的色环只有金色或银色,所以色环中的金色或银色环一定是第四环。
②五环电阻:
首先从阻值范围判断,对于一般电阻,其范围在0-10M,如果读出的阻值超过这个范围,则可能是第一环选错了。
其次从误差环的颜色判断:
表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕,如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色,则可确定为第一环。
⑵ 压敏电阻
压敏电阻一般并联在电路中使用,当电阻两端的电压发生急剧变化时,电阻短路将电流保险丝熔断,起到保护作用。
压敏电阻在电路中,常用于电源过压保护和稳压。
(a)线绕压敏电阻(b)立式压敏电阻(c)贴片压敏电阻
图1-4压敏电阻
1压敏电阻标称参数
压敏电压:
即击穿电压或阈值电压。
指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10~9000V不等。
可根据具体需要正确选用。
一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp为电路额定电压的峰值。
VAC为额定交流电压的有效值。
ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命。
如一台用电器的额定电源电压为220V,则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5××220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V之间。
通流容量:
即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过±10%时的最大脉冲电流值。
为了延长器件的使用寿命,ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。
然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。
在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20KA的产品。
如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。
要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
图1-5氧化锌(ZnO)压敏电阻
② 压敏电阻的测量:
测量时将万用表置10k档,表笔接于电阻两端,万用表上应显示出压敏电阻上标示的阻值,如果超出这个数值很大,则说明压敏电阻已损。
⑶ 电阻排结构与引脚
图1-6电阻排引脚图
确定电阻排第1号脚:
将万用表置为合适的电阻挡,在电阻排两端之一任意设定第1号脚;一只表笔接触设定的第1号脚,另一只表笔依次接触其它八只脚。
若依次测得电阻为R,则设定第1号脚正确;否则,电阻挡另一端为第1号脚。
⑸电阻器、电位器的质量检测
1电阻检测:
Ⅰ.直观检测:
从外观看电阻本身是否有破损、烧焦,引脚是否松动或断裂等现象,直观检查其质量好坏。
Ⅱ.万用表检测:
将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。
为了提高测量精度,应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。
基本等于标称值,则电阻正常;若测量值明显偏离电阻的标称值或万用表的指针不稳定,则表示电阻损坏。
2电位器检测
(a)带开关电位器(b)双联同轴电位
图1-7电位器
用万用表测试可采用以下方法。
Ⅰ.标称阻值的检测
测量时,选用万用表电阻档的适当量程,将两表笔分别接在电位器两个固定引脚焊片之间,先测量电位器的总阻值是否与标称阻值相同。
若测得的阻值为无穷大或较标称阻值大,则说明该电位器已开路或变值损坏。
然后再将两表毛分别接电位器中心头与两个固定端中的任一端,慢慢转动电位器手柄,使其从一个极端位置旋转至另一个极端位置,正常的电位器,万用表表针指示的电阻值应从标称阻值(或0Ω)连续变化至0Ω(或标称阻值)。
整个旋转过程中,表针应平稳变化,而不应有任何跳动现象。
若在调节电阻值的过程中,表针有跳动现象,则说明该电位器存在接触不良的故障。
直滑式电位器的检测方法与此相同。
Ⅱ.带开关电位器的检测
对于带开关的电位器,除应按以上方法检测电位器的标称阻值及接触情况外,还应检测其开关是否正常。
先旋转电位器轴柄,检查开关是否灵活,接通。
断开时是否有清脆的“喀哒”声,并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音,如有“沙沙”声,说明质量不好。
用万用表R×1Ω档,两表笔分别在电位器开关的两个外接焊片上,旋转电位器轴柄,使开关接通,万用表上指示的电阻值应由无穷大(∞)变为0Ω。
再关断开关,万用表指针应从0Ω返回“∞”处。
测量时应反复接通。
断开电位器开关,观察开关每次动作的反应。
若开关在“开”的位置阻值不为0Ω,在“关”的位置阻值不为无穷大,则说明该电位器的开关已损坏。
(a)测量电位器的标称值(b)检测电位器
图1-8带开关电位器的检测
Ⅲ.双联同轴电位器的检测
用万用表电阻档的适当量程,分别测量双连电位器上两组电位器的电阻值(即A.C之间的电阻值和A’,C’之间的电阻值)是否相同且是否与标称阻值相符。
再用导线分别将电位器A.C’及电位器A’C短接,然后用万用表测量中心头B.B’之间的电阻值,在理想的情况下,无论电位器的转轴转到什么位置,B.B’两点之间的电阻值均应等于A.C或A’.C’两点之间的电阻值(即万用表指针应始终保持在A.C或A’。
C’阻值的刻度上不动)。
若万用表指针有偏转,则说明该电位器的同步性能不良。
图1-9双联同轴电位器
③电位器的的基本用途
Ⅰ.用作变阻器
如图,这时电位器是一个两端元件,相当于一个可调电阻器。
转动电位器的转柄,改变活动触点的位置,在电位器活动触点的整个行程范围内便可得到一个连续可调的阻值。
Ⅱ.用作分压器
如图1-9,这时电位器是一个四端元件,电位器对电压Ui起分压作用,当转动转柄,活动触点随之在电阻体上滑动时,在输出端就可以得到平滑连续变化的输出电压U0。
输出电压的大小取决于活动触点在电阻体上所处的位置,即转柄转动的角度以及阻值变化规律,也就是电阻分布特性。
图1-10电位器基本用途
2.电容器
⑴ 电容器标称容量和偏差
电容器标称容量和偏差和电阻器的规定相同,但不同种类的电容会使用不同系列,如电解电容使用的是E6系列,偏差有±10%,±20%、等几种,它的标记方法有以下几种:
1直标法直接把电容器容量、偏差、额定电压等参数直接标记在电容器体上,如图1-3a所示。
有时因面积小而省略单位,但存在这样的规律,即小数点前面为0时,则单位为μF;小数点前不为0时,则单位为pF。
如图1-3a所示,偏差也有用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级来表示的。
2文字符号法如图1-9b所示,与电阻文字符号法相似,只是单位不同。
a)直标法b)文字符号法c)数码表示法d)简略标记法e)四色环色标法f)五色环色标法
图1-11电容器标记方法
1)凡不带小数点的数值,若无标注单位,则单位为pF,例:
2200表示2200pF
2)凡带小数点的数值,若无标注单位,则单位为μF,例:
0.56表示0.56μF
3)对于三位数字的数值,前二位数字表示标称容量值,最后一位数字为倍率符号,单位为pF。
若第三位数字为9,表示10-1倍率
④ 色表示法电容器色表法与电阻器色表法规定相同,可参见表1-51。
基本单位pF,有时还会在最后增加一色环表示电容额定电压,如图1-3a所示。
电容容量表示方法还有色点表示法,该方法与色标法相似,不再详述。
新型贴片除了使用数码法、文字符号法以外,还使用1种颜色+1个字母或1个字母+1个数字来表示其容量。
例:
四色环电容颜色为黄、紫、橙、银则47×1000(1±10%)pF
五色色环颜色为红、红、黑、黑、金则220(1±50%)pF
⑵电容的质量判别
电容器常见电容器故障有开路、短路、漏电或容量减小等,除了准确的容量要用专用仪表测量外,其它电容器的故障用万用表都能很用以地检测出来,下面介绍用万用表检测电容器的方法。
① 5000pF以上非电解电容器的检测
首先在测量电容器前必须对电容器短路放电,再用万用表最高档R×10KΩ档测量电容器两端,表头指针应先摆动一定角度后返回无穷大(由于万用表精度所限,该类电容指针最后都应指向无穷大),
若指针没有任何变动,则说明电容器开路;若指针最后不能返回无穷大,则说明电容漏电较严重,若为0Ω,则说明电容器以击穿。
电容器容量越大,指针摆动幅度就越大。
可以根据指针摆动最大幅度值来判断电容器容量的大小,以确定电容器容量是否减小了。
测量时必须记录好测量不同容量的电容器时万用表指针摆动的最大幅度,才能作出准确的判断。
若因容量太小看不清指针的摆动,则可调转电容两级再测以次,这次指针摆动幅度会更大。
② 5000pF以下非电解电容器的检测
对于5000pF以下电容器用万用表R×10KΩd档测量时,基本看不出指针摆动,所以,若指针指向无穷大则只能说明电容没有漏电,是否有容量只能用专用仪器才能测量出来。
⑶测量带极性电解电容器
图1-12万用表测量电解电容器
万用表电阻档内部结构,如图1-12所示。
从图中可知,黑表笔是高电位,应接电容器正极,红表笔是电容器负极应接电容器负极。
测量时,指针同样摆动一定幅度后返回,但并不是所有的电容器万用表指针都返回至无穷大,有些回慢慢地稳定在某一位置上,读出该位置阻值,即为电容器漏电电阻,漏电电阻越大,其绝缘性越高,一般情况下,电解电容的漏电电阻大于500KΩ时性能较好,在200~500KΩ时电容器性能一般,而小于200KΩ漏电较为严重。
测量电解电容器时要注意以下几点:
① 每测量一次电容前都必须先放电后测量(无极性电容器也一样)。
② 测量电解电容器时一般选用R×1KΩ或R×10KΩ档,但47μF以上的电容器一般不再用R×10kΩ档。
③ 选用电阻档时要注意万用表内电池(一般最高电阻档使用6~22.5V的电池,其余的使用1.5V或3V电池)电压不应高于电容器额定直流工作电压,否则测量出来结果时不准确的。
当电容器大于470μF时,可用R×1Ω档测量,电容器充满电后(指针指向无穷大时)再调至R×1KΩ档,待指针再次稳定后,就可以读出其漏电电阻值,这样可大缩短电容器的充电
3.电感器
(a)线绕电感(b)立式电感(c)色环电感(d)贴片电感
图1-13电感器分类及外形
⑴ 电感容器标称电感量和偏差
①固定电感线圈的型号命名方法:
电感线圈的型号由4部分组成:
第一部分为主称,用字母L表示电感线圈,用ZL表示阻流圈;第二部分为特征,用字母G表示高频;第三部分为型号,用字母表示;第四部分为区分代号。
例如“LGX表示小型高频电感线圈;LG1表示为卧式高频电感线圈。
②电感器参数的识别
直标法:
体积较大的电感器用此方法进行标识。
将标称电感量用数字直接标注在电感线圈的外壳上,用字母表示电感线圈的额定电流,用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示允许误差。
图1-14部分电感器外形及标识
色标法:
常用于一种小型固定高频电感线圈,也叫做色码电感器,其外壳上标以色环或直接用数字表明电感量数值,其色码标识规则与电阻器、电容器色码标识规则相同。
但是电感线圈的电感量的单位μH。
色标
标称电感量
倍率
精度
第一色环
第二色环
黑
0
1
±20%
棕
1
10
-
红
2
100
-
橙
3
1000
-
黄
4
-
-
绿
5
-
-
蓝
6
-
-
紫
7
-
-
灰
8
-
-
白
9
-
-
金
-
0.1
±5%
银
-
0.01
±10%
图1-15色环电感器标识
⑵电感器的质量检测
电感量的测量:
电感器的电感量通常用电感电容表或具有电感测量功能的专用万用表来测量,普通万用表无法测出电感的电感量。
电感器开路或短路的判断
直流电阻检测:
见图1-16,用万用表R×1Ω或R×10Ω档测其直流电阻,与正常时的阻值进行比较,一般正常时电阻值与电感器绕组的匝数成正比,绕组的匝数多,电阻值大,反之亦然。
若直流电阻比正常值大很多,甚至指针处于∞位置不动,则是说明该电感器内部已经开路;若测得的阻值为0,则可能是线圈短路。
4.二极管
⑴ 普通二极管性能的检测
图1-16电感直流电阻检测
普通二极管包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管。
是由一个PN结构成的半导体器件,具有单向导电特性。
通过用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可估测出二极管是否损坏。
① 极性的判别
将万用表置于R×100档或R×1K档,两表笔分别接二极管的两个电极,测出一个结果后,对调两表笔,再测出一个结果。
两次测量的结果中,有一次测量出的阻值较大(为反向电阻),一次测量出的阻值较小(为正向电阻)。
在阻值较小的一次测量中,黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极。
② 单向导电性能的检测及好坏的判断
图1-17二极管检测
通常,锗材料二极管的正向电阻值为1KΩ左右,反向电阻值为300左右。
硅材料二极管的电阻值为5KΩ左右,反向电阻值为∞(无穷大)。
正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。
正、反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。
若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。
若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。
3
反向击穿电压的检测
图1-18用兆欧表和万用表来测量
二极管的反向击穿电压
二极管反向击穿电压(耐压值)可以用晶体管直流参数测试表测量。
其方法是:
测量二极管时,应将测试表的“NPN/PNP”选择键设置为NPN状态,再将被测二极管的正极接测试表的“C”插孔内,负极插入测试表的“e”插孔,然后按下“V(BR)”键,测试表即可指示出二极管的反向击穿电压值。
也可用兆欧表和万用表来测量二极管的反向击穿电压,测量时被测二极管的负极与兆欧表的正极相接,将二极管的正极与兆欧表的负极相连,同时用万用表(置于合适的直流电压档)监测二极管两端的电压。
如图4-71所示,摇动兆欧表手柄(应由慢逐渐加快),待二极管两端电压稳定而不再上升时,此电压值即是二极管的反向击穿电压。
⑵ 稳压二极管的检测
1正、负电极的判别
从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。
塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。
对标志不清楚的稳压二极管,也可以用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同,即用万用表R×1k档,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。
在两次测量结果中,阻值较小那一次,黑表笔接的是稳压二极管的正极,红表笔接的是稳压二极管的负极。
若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大,则说明该二极管已击穿或开路损坏。
2稳压值的测量
图1-19稳压二极管稳压值测量
用0~30V连续可调直流电源,对于13V以下的稳压二极管,可将稳压电源的输出电压调至15V,将电源正极串接1只1.5KΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接,电源负极与稳压二极管的正极相接,再用万用表测量稳压二极管两端的电压值,所测的读数即为稳压二极管的稳压值。
若稳压二极管的稳压值高于15V,则应将稳压电源调至20V以上。
也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。
其方法是:
将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接,兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后,按规定匀速摇动兆欧表手柄,同时用万用表监测稳压二极管两端电压值(万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定),待万用表的指示电压指示稳定时,此电压值便是稳压二极管的稳定电压值。
若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低,则说明该二极管的性不稳定。
图1-19是稳压二极管稳压值的测量方法。
对于稳定电压UZ小于万用表欧姆挡高阻挡表内电池电压Uo的稳压二极管,可通过测量稳压二极管的反向电阻,用下式估算出UZ(UZ越接近Uo,估算出的UZ误差越大):
⑶ 双向触发二极管的检测
① 正、反向电阻值的测量用万用表R×1k或R×10k档,测量双向触发二极管正、反向电阻值。
正常时其正、反向电阻值均应为无穷大。
若测得正、反向电阻值均很小或为0,则说明该二极管已击穿损坏。
② 测量转折电压
测量双向触发二极管的转折电压有三种方法。
第一种方法是:
将兆欧表的正极(E)和负极(L)分别接双向触发二极管的两端,用兆欧表提供击穿电压,同时用万用表的直流电压档测量出电压值,将双向触发二极管的两极对调后再测量一次。
比较一下两次测量的电压值的偏差(一般为3~6V)。
此偏差值越小,说明此二极管的性能越好。
图1-20双向触发二极管转折电压测量
第二种方法是:
先用万用表测出市电电压U,然后将被测双向触发二极管串入万用表的交流电压测量回路后,接入市电电压,读出电压值U1,再将双向触发二极管的两极对调连接后并读出电压值U2。
若U1与U2的电压值相同,但与U的电压值不同,则说明该双向触发二极管的导通性能对称性良好。
若U1与U2的电压值相差较大时,则说明该双向触发二极管的导通性不对称。
若U1、U2电压值均与市电U相同时,则说明该双向触发二极管内部已短路损坏。
若U1、U2的电压值均为0V,则说明该双向触发二极管内部已开路损坏。
第三种方法是:
用0~50V连续可调直流电源,将电源的正极串接1只20kΩ电阻器后与双向触发二极管的一端相接,将电源的负极串接万用表电流档(将其置于1mA档)后与双向触发二极管的另一端相接。
逐渐增加电源电压,当电流表指针有较明显摆动时(几十微安以上),则说明此双向触发二极管已导通,此时电源的电压值即是双向触发二极管的转折电压。
图4-73是双向触发二极管转折电压的检测方法。
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