1.5 电阻的选用、代换及检测
1.5.1 电阻的选用、代换
(1)根据电路对电阻的要求,选用相应种类得到电阻
当电路设计或电路维修时,首先需要根据电路对电阻工作频率、功率、精度确定电阻的种类。例如电路对电性能要求一般,价格要低,则应选用碳膜电阻;若实际电功率大于1W,且在低频电路中使用,则可选用线绕电阻。
(2)选择系列标称值
如根据电路计算需要1.7kΩ的电阻,但系列中没有该电阻,我们就可以选用1.6kΩ或1.8kΩ的电阻。
(3)功率的选择
为保证安全使用,一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高1~2倍。
(4)精确电阻的获得
在电子电路中,许多场合都需要十分准确的电阻,如桥式传感器、精密电阻衰减器等。如果身边紧缺,也可以采取直接用一只大于所需阻值的3296W型预调电阻来代替精密电阻。如果用图1-54的办法,使R1≈0.9R,预调电阻W≈0.3R,则可以更好地取代R,并且W很容易可调到1/1000的精度。例如,9kΩ(±0.5%)的电阻可用一只8.2kΩ(±0.5%)的固定电阻和一只2kΩ的3296W预调电阻代替。
图1-54 精确电阻的获得
(5)注意噪声和频率特性的要求
①在低噪声(如前置放大电路)和高频电路中,优先考虑选用贴片电阻,其次为金属膜电阻,而且功率减额应更充分一些,以降低热噪声。
②同类电阻在阻值相同时,功率越大,高频特性越差;在功率相同时,阻值越小,高频性能越好。
(6)电阻的代换原则及技巧
①在安装许可的情况下,大功率可以代换同阻值小功率的电阻。
②精密电阻可以代换普通电阻;5色环的可以代换4色环的,而后者一般不能代换前者。
③在安装方便的情况下,微调电阻可以代换固定电阻。
④在印制板许可的情况下,通孔电阻与贴片电阻可以互相代换。
⑤多个电阻串联或并联或混联可以代换固定电阻。
⑥电位器的代换首先要考虑的是外形大小及轴端式样要符合电路的要求,其次要符合电位器阻值变化的形式。
⑦对于静态调试工作点电路的电位器可以用固定电阻代换。
⑧取样电阻的代换。某些电路的取样电阻(如电磁炉)一般采用的是五色环电阻,属于精密性电阻,代换时不要用普通电阻进行代换。阻值参数一般不要改变,功率参数可以选用比原参数稍大一点的。
⑨保险电阻的代换。保险电阻损坏后,若无同型号的代换,可用与其主要参数相同的其他型号代换或电阻与保险丝串联后代用。用电阻与保险丝串联来代换时,电阻的阻值应与损坏的保险电阻的阻值和功率相同,而保险丝的额定电流可依据如下公式进行计算:
式中,P为原保险电阻的额定功率;R为原保险电阻的阻值。
对电阻较小的保险电阻,应急也可采用保险丝直接代换。
(7)电阻代换的注意事项
①一定要查明原因,以免将故障扩大化。
②不易以功率较小的电阻代换功率较大的电阻,以免再次损坏。
③对于保险电阻(或限流电阻)不宜人为增大其阻值、增大其功率,否则,将失去保险的作用。
④对于取样电阻一定要用同规格、同性能的电阻代换。
⑤精密电阻不能用普通电阻代换。
1.5.2 普通电阻的检测
(1)指针式万用表检测普通电阻
①万用表选择合适的挡位。为了提高测量精度,应根据电阻标称值的大小来选择挡位。对于指针式万用表,由于欧姆挡刻度呈非线性关系,表盘中间的一段刻度较为精细,因此应使指针的指示值尽可能落到刻度的中段位置(即全刻度起始的20%~80%弧度范围内),以使测量数据更准确。万用表挡位选择示例图如图1-55(a)所示。
图1-55 电阻的测量步骤与方法
②调零。采用指针式万用表检测,还需要执行将表针调(校)零这一关键步骤,方法是将万用表置于某一欧姆挡后,红、黑表笔短接,调整微调旋钮,使万用表指针指向0Ω的位置,然后再进行测试。
注 意
每选择一次量程,都要重新进行欧姆调零。欧姆调零示意图如图1-55(b)所示。
③用万用表测量与读数。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。测量时,待表针停稳后读取读数,然后乘以倍率,就是所测之电阻值。测量示意图如图1-55(c)所示。
若万用表测得的阻值与电阻标称阻值相等或在电阻的误差范围之内,则电阻正常;若两者之间出现较大偏差,即万用表显示的实际阻值超出电阻的误差范围,则该电阻不良;当万用表测得电阻值为无穷大(断路)、阻值为零(短路)或不稳定,则表明该电阻已损坏,不能再继续使用。
注 意
检测电阻时,由于人体是具有一定阻值的导电电阻,手不要同时触及电阻两端引脚,以免在被测电阻上并联人体电阻造成测量误差。如图1-56所示为正确与错误的测量方法。
图1-56 正确与错误的测量方法
(2)数字式万用表测电阻
打开万用表电源开关(电源开关调至“ON”位置),万用表的挡位开关转至相应的电阻挡上,再将两表笔跨接在被测电阻的两个引脚上,万用表的显示屏即可显示出被测电阻的阻值。用数字式万用表检测电阻示意图如图1-57所示。
图1-57 用数字式万用表检测电阻
数字式万用表测电阻一般无需调零,可直接测量。如果电阻值超过所选挡位值,则万用表显示屏的左端会显示“1”,这时应将开关转至较高挡位上。
1.5.3 特殊电阻的检测
特殊电阻的检测一般分为两个步骤:一是常温下电阻值;二是特性电阻值。热敏电阻的特性电阻是加热时的电阻值;同样道理,光敏电阻的特性电阻是亮暗时的电阻值,湿敏电阻的特性电阻是干湿时的电阻值等。下面以热敏电阻的检测为例。
第一步测量常温电阻值。将万用表置于合适的欧姆挡(根据标称电阻值确定挡位),用两表笔分别接触热敏电阻的两引脚测出实际阻值,并与标称阻值相比较,如果二者相差过大,则说明所测热敏电阻性能不良或已损坏,常温下测量示意图如图1-58(a)所示。
图1-58 热敏电阻的检测
第二步测量温变时(升温或降温)的电阻值。在常温测试正常的基础上,即可进行升温或降温检测。升温检测热敏电阻示意图如图所示。用手捏住热敏电阻测电阻值,观察万用表示数,此时会看到显示的数据随温度的升高而变化(NTC是减小,PTC是增大),表明电阻值在逐渐变化。当阻值改变到一定数值时,显示数据会逐渐稳定。测量时若环境温度接近体温,可用电烙铁靠近或紧贴热敏电阻进行加热。特性电阻测量示意图如图1-58(b)所示。
1.5.4 电位器的检测
用万用表测试时,先根据被测电位器阻值的大小,选择好万用表的合适电阻挡位,然后用万用表的欧姆挡测“1”、“3”两端,其读数应为电位器的标称阻值,如万用表的指针不动或阻值相差很多,则表明该电位器已损坏。电位器标称阻值测量示意图如图1-59(a)所示。
图1-59 电位器测量示意图
检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好,如图1-59(b)所示。用万用表的欧姆挡测“1”、“2”(或“2”、“3”)两端,将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置,这时电阻值越小越好。再顺时针慢慢旋转轴柄,电阻值应逐渐增大,表头中的指针应平稳移动。当轴柄旋至极端位置“3”时,阻值应接近电位器的标称值。如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象,说明活动触点有接触不良的故障。