第2章 电子元件的选用与测试
2.1 电阻和电位器的选用与测试
(1)电阻和电位器的符号和外形
电阻的符号和外形如图2-1所示。
图2-1 电阻的符号和外形
电位器的符号和外形如图2-2所示。
图2-2 电位器的符号和外形
(2)电阻的标志符号
电阻的标志符号见表2-1。
表2-1 电阻的标志符号
(3)电阻阻值单位文字符号
电阻阻值单位文字符号见表2-2。
表2-2 电阻阻值单位文字符号
(4)电阻最高工作温度
电阻最高工作温度见表2-3。
表2-3 电阻最高工作温度 单位:℃
(5)电阻的额定功率
电阻额定功率(W)系列见表2-4。
表2-4 电阻额定功率(W)系列
(6)电阻标称阻值
电阻标称阻值见表2-5。
表2-5 电阻标称阻值系列(或表中所列数值乘以10n,n为正整数或负整数)
(7)三种最常用电阻的特点
① 碳膜电阻 碳膜电阻的电阻体是在高温下将有机化合物热分解产生的碳淀积在陶瓷基体表面而制得。它具有阻值范围宽、阻值稳定性好、受电压和频率的影响小、脉冲负载稳定、电阻温度系数不大并且是负值、价格便宜等优点,因而使用最广。阻值范围在几欧至几十兆欧。在-55~+40℃的环境温度中,可按100%的额定功率使用。
② 金属膜电阻 金属膜电阻的电阻体是通过真空蒸发或阴极溅射,沉积在陶瓷基体表面上的一层很薄的金属或合金膜。它具有较碳膜电阻阻值精度高、稳定性好、噪声小、温度系数小、工作环境温度范围宽、耐高温、体积小等优点。但它的脉冲负载能力差。阻值范围在1Ω~200MΩ。在-55~+70℃的环境温度中,可按100%的额定功率使用。
③ 线绕电阻 线绕电阻是用高电阻率的合金线绕在绝缘骨架上而制成。它具有较低的温度系数、阻值精度高、稳定性好、抗氧化、耐热耐腐蚀、有较高的强度和耐磨性、电阻功率可以很大等优点。但其绕线具有分布电感和分布电容,故它的高频性能差、时间常数大,限制了它的高频使用,也不宜用于晶闸管换相保护。另外,它的体积也大。阻值范围在0.1Ω~5MΩ。工作温度可达315℃。
(8)电阻的测量
电阻的阻值可用万用表电阻挡进行测量,精密的电阻或阻值极小的电阻,可以用电桥测量。测量时应注意以下事项。
① 测量前,先调整机械调零,使指针指在电阻无穷大(“∞”)的位置上,然后将测试表笔短接,调节零点调整电位器,使指针偏转到零。如果无法调节指针到零点,说明表内电池不足或内部接触不良。
② 测量时两手手指不可同时触及两表笔的金属部分,也不可同时触及被测电阻的引线上,否则人体电阻并联在被测电阻上,将造成测量结果错误。
③ 测试前需先清洁电阻的引线,除去上面的油污或氧化层。测试时表笔要紧靠引线,使两者接触良好。否则会因接触电阻原因影响测量结果。
④ 如果电阻是焊在电路板上,测试前需看清有无其他元件与它构成回路。若有,应将电阻的一个引线从电路板上焊下来再测量。
⑤ 对于允许偏差要求小于±5%的电阻,应使用电桥来测量。所选用电桥的准确度要求比被测电阻的允许偏差高3~5倍。如QJ23、QJ24型直流单臂电桥,准确度较低,在±0.1%~±1%之内,适合测量准确度要求不高的中值电阻;QJ19、QJ36型直流单双臂电桥,准确度在±0.05%以上,适合测量高准确度的及阻值较低的电阻;QJ27型是直流高阻电桥,专门用于测量高阻值、高准确度的电阻。
例如标称阻值500Ω的RJ精密金属膜电阻,其允许偏差为±1%,选用QJ23型单臂电桥,在100~9999Ω,范围内其测量准确度为±0.2%,可满足要求。
(9)选用电阻的注意事项
① 电阻的额定功率必须大于电阻阻值与回路电流的平方之乘积,为了防止过热老化,一般应大于2~3倍;如果是配换电阻,其额定功率必须不小于原电阻的额定功率,以防烧坏。
② 配换电阻的标称阻值应尽量与原电阻的阻值相同或接近。在电子电路中,有的电阻阻值取得并不十分严格,代换时也可不必苛求。这需要修理者能分析该电阻在电路中起什么作用,一般规律是阻值越大的电阻越可以不必精确。如果没有把握,还是选阻值相等或接近的为好。
③ 配换直接影响仪器仪表测量准确度的电阻时,应特别仔细,不仅阻值偏差应在允许偏差范围内,而且电阻的类型也宜相同。配换电阻的准确度和稳定性指标应偏高而不应降低。
(10)电位器的标志符号
电位器的标志符号见表2-6。
表2-6 电位器的标志符号
① 碳膜电位器 它具有结构简单、阻值范围宽、寿命长、价格低等优点,但功率不高,一般小于2W。
② 合成碳膜电位器 它具有阻值范围宽、分辨率较好、容易获得直线式或函数式输出特性、价格低等优点,但它的电流噪声和非线性较大,耐潮性及阻值稳定性差。
③ 线绕电位器 它具有接触电阻小、精度高、温度系数小、功率可以很大等优点,但它的分辨率低,阻值偏低,且有分布电感和分布电容,限制了它的高频使用。
④ 玻璃釉电位器 它具有耐温性好(满负荷温度可达+85℃)、耐潮性好、分布电感和分布电容小、寿命长、阻值范围广(47Ω~47MΩ)等优点,但它的接触电阻变化大,电噪声大。
除了单圈式电位器外,还有多圈式(如10圈式等)电位器;有单联式、双联式电位器;有锁紧型电位器(防止调好的电阻值变化);有带电源开关电位器;有可直接安装在印制电路板上的电位器,以及直滑式电位器等。
(11)电位器的测量
① 先测量总电阻是否与标定值相符,是否有开路现象。
② 再测试其滑动臂工作情况,看滑动触头接触是否良好,阻值变化是否连续而均匀,阻值能否调到零。如果旋转电位器转轴,万用表指示的电阻值有跌落现象,说明滑动触头接触不良。
(12)选用电位器的注意事项
① 正确选择电位器的式样和结构。如直接安装在印制电路板上,应选择微调电位器、带插脚的实心电位器等;如要求调好后防止阻值变化的,应选用带锁扣(锁紧型)电位器;如要求使用时电阻值变化很小的,可选用多圈电位器;如要求使用带旋盘的,则应选用长轴柄电位器等。
② 电位器的额定功率可按电阻的功率选取,但电流应取电位器阻值为零时流过电位器回路的电流。
③ 根据调节对象的要求,可选择阻值变化特性为直线式、对数式、反对数式。它们分别用X、Z、D表示。直线式电位器多用于分压电路中;对数式电位器多用于音量控制电路中;反对数式电位器多用于音调控制电路中。
④ 对于用于电视机、CD唱机等家用电器及其他对电噪声要求小的电子设备,应选用动噪声小的电位器。
⑤ 电位器不能在高温及潮湿环境下使用。