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第3章 图解万用表检测电阻器

电阻器是电子电路中最常用的电子元件之一,在电路分析及实际工作中,为了表述的方便,通常将电阻器简称为电阻,下文为表述方便,均将电阻器简称为电阻。

常用的电阻有三大类:阻值固定的电阻称为普通电阻或固定电阻;阻值连续可变的电阻称为可变电阻(包括微调电阻和电位器),具有特殊作用的电阻称为敏感电阻或特种电阻(如热敏电阻、光敏电阻等)。

3.1 普通电阻器的识别与检测

由于普通电阻最主要的参数就是其阻值的大小,因此用万用表检测电阻工作中最实用的就是检测其阻值的大小,然后用测量所得的实际阻值与电阻的标称阻值进行比较,若实际测量阻值在标称阻值范围内,就说明该电阻是正常的,且实际测量阻值越接近标称阻值,则说明误差越小,电阻越可靠。

若用万用表测量的电阻阻值不稳定(即在排除万用表表笔接触不良及万用表内部电路出现问题的情况下,晃动电阻时万用表的测量数值随之变化),则说明这个电阻是不正常的,此时不能在电路中使用。

若用万用表检测到的实际电阻值偏离标称阻值的误差范围,则说明这个电阻已经损坏,不能在电路中使用了。若检测得该电阻的阻值为0Ω,则说明这个电阻已经短路损坏;若测得的阻值为无穷大(此时指针式万用表的指针不动,数字万用表显示溢出符号“1”或“0.L”),则说明这个电阻已经开路。

电阻阻值大小的基本单位是欧姆(符号Ω),还有较大的单位:千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。它们之间的换算关系是:1kΩ=1000Ω,1MΩ=1000kΩ。

3.1.1 普通电阻器标称阻值的识别

普通电阻的标称阻值一般都印制在电阻表面,常用的电阻阻值表示方法有四色环标注、五色环标注、三位数字标注、四位数字标注、直接标注等方法。

所谓四色环阻值表示方法,就是采用四道色环来表示其阻值大小。四色环电阻如图3-1所示。

图3-1 四色环电阻

4道色环中第1道色环是十位数,第2道色环为个位数,第3道色环为应乘的位数(也就是个位数后面应该乘以10的倍数),第4道色环为误差色环。四色环电阻通常是普通的碳膜电阻,这种电阻的误差比较大,价格比较便宜,一般应用在要求不高或者成本控制严格的电路中。四色环电阻一般用金色、银色表示误差值:金色色环表示误差为± 5%,银色色环表示误差为± 10%。

由于金色、银色色环在有效数字中并无实际意义,只表示误差值,因此,只要最边缘的色环为金色或者银色,则该色环必为最后一道色环。

例如,一个四色环电阻的色环颜色排列为“棕、黑、红、金”,则这只电阻的电阻值为1000Ω,误差率为5%。

五色环阻值标注法就是采用5道色环来标注电阻的阻值。五色环电阻如图3-2所示。

图3-2 五色环电阻

5道色环中第1道色环为百位数,第2道色环是十位数,第3道色环是个位数,第4道色环是应乘的位数(也就是个位数后面应该乘以10的倍数),第5道色环为误差色环。五色环电阻中误差色环的颜色通常是棕色和绿色,表示误差为± 1%和± 0.5%。

例如,一个五色环电阻的色环颜色排列为“绿、棕、黑、棕、棕”,那么它的阻值就是5100Ω,误差为1%。

四色环电阻和五色环电阻中各种色环颜色所代表的数值如图3-3所示。

图3-3 四色环电阻和五色环电阻中各种色环颜色所代表的数值

在一些新型电子产品中,应用最多的就是贴片电阻,这种电阻又称为表面安装电阻,贴片电阻的阻值一般用三位数字来表示。另外,有些陶瓷电阻的阻值也是采用三位数字进行标注。采用三位数字标注阻值的电阻如图3-4所示。

图3-4 采用三位数字标注阻值的电阻

在三位数字中,从左至右的第一、第二位为有效数字,第三位数字表示有效数字后面所加“0”的个数(单位为Ω)。如果阻值中有小数点,则用“R”表示,并占一位有效数字。

例如,标示数字为“103”的电阻阻值为10×103 =10kΩ,标示为“222”的电阻的阻值为22×102 =2200Ω(即2.2kΩ)。

在有些精密的金属膜电阻中,阻值一般用四位数字进行标注,如图3-5所示。

图3-5 采用四位数字标注电阻值的精密金属膜电阻

前面的四位数字表示阻值:前三位数字分别表示阻值的百、十、个位数字,第四位数字表示前面三个数字后面加“0”的个数(10的倍率),单位为欧姆;数字后面的第一个英文字母代表误差(各种字母代表的误差数值见后面介绍)。

例如,标示为“2202F”的电阻阻值为220×102 =22000Ω=22kΩ,误差为1%。

有些大功率金属膜电阻、线绕电阻及一些碳膜电阻通常采用直接将电阻标注在电阻体表面的方法(这种电阻值标注法称为直接标注法),如图3-6所示。

图3-6 直接将电阻值标注在电阻体表面的电阻

有些采用直接标注法的大功率电阻为了防止小数点在印刷不清时引起误解,因此在标注阻值时一般不用小数点,而是将小于1的数值放在英文字母后面。用字母“Ω”或者“R”表示小数点,将整数部分与小数部分隔开,如图3-7所示。

图3-7 用字母“Ω”或者“R”表示小数点的直接标注电阻

采用三位数字标注、四位数字标注、直接标注等标注方法的电阻,通常在数值或者直接标注的电阻值后面加一个英文字母用来表示误差。各种字母代表的允许误差如表3-1所示。

表3-1 各种字母代表的允许误差

3.1.2 怎样用指针式万用表检测普通电阻器

将万用表的两支表笔(不分正负)分别与电阻的两引脚相接即可测出实际电阻值,如图3-8所示。

图3-8 指针式万用表检测普通电阻示意图

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。由于欧姆挡刻度的非线性关系,它的中间一段分度较为精细,因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置,即使指针停留在全刻度起始的20 % ~80 %弧度范围内,以使测量更准确。根据电阻误差等级不同,读数与标称阻值之间分别允许有 ± 5%、± 10%或 ± 20%的误差。如测量值与标注值不相符,测量值超出误差范围,则说明该电阻值变值了,已经不能正常使用。

由于人体也有一定阻值的导通电阻,因此在测量大于10kΩ以上的电阻器时,手不要触及万用表的表笔和电阻器的引脚部分。

对于一些阻值低于10Ω的电阻,检测时还要考虑到测试的万用表的“表笔短路基础电阻值”,一般数字式万用表的200Ω挡,该值为0.1 ~1Ω,实际测量时,若要求精度较高,应在测量的阻值上减去这个“表笔短路基础电阻值”才是真正的电阻阻值。

有时为了方便对焊接在电路板上的电阻进行检测,通常都不将该电阻焊下进行检测,而是直接进行在路测量。由于在电路板上,电阻可能与其他电阻为并联关系,因此在路测量的阻值只能小于或等于电阻的标称阻值(或在误差范围之内),若实际阻值超出被检测电阻的误差范围,则说明该电阻已经损坏,应予以更换,以保证电路的正常工作。若要进一步检测该电阻器的阻值,则需要将被检测的电阻一端或者两端从电路板上焊下来,以免电路中的其他元件对测试产生影响,造成测量误差。

由于生产技术的问题,新的电阻在上机使用前,最好用万用表测试一下其阻值是否正常。若不进行测试就贸然焊入电路中,很可能会遇到难以排除的故障。

注意:测试时,特别是在测几十千欧以上阻值的电阻时,手不要触及表笔和电阻的导电部分;被检测的电阻从电路中焊下来,至少要焊开一个头,以免电路中的其他元件对测试产生影响,造成测量误差;色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定,但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值是否和标称阻值相符。

3.1.3 怎样用数字式万用表检测普通电阻器

对于数字式万用表,只要将万用表的挡位根据标称阻值选择为适当的“Ω”、“kΩ”、“MΩ”挡或者“自动(AUTO)”挡,然后将万用表的两个表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接,此时即可在显示屏上显示出这个电阻的实际电阻值,如图3-9所示。

图3-9 数字式万用表检测普通电阻示意图