第二节 万用表检测电子元器件及电路图识别技巧
一、万用表检测电子元器件技巧
若不作说明,则指用的是指针式万用表。
1.在路检测二极管、三极管、稳压管好坏技巧
在实际电路中,三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大,在几百几千欧姆以上。因此,就可以用万用表的R×10Ω挡或R×1Ω挡来在路测量PN结的好坏。在路测量时,用R×10Ω挡测PN结应有较明显的正、反向特性(如果正、反向电阻相差不太明显,可改用R×1Ω挡来测),一般正向电阻在R×10Ω挡测时表针应指示在200Ω左右,在R×1Ω挡测时表针应指示在30Ω左右(根据不同表型可能不同)。如果正向阻值太大或反向阻值太小,都说明这个PN结有问题,因此这个管子也就有问题了。这种方法在维修时特别有效,可以非常快速地找出坏管,甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。例如,当用小阻值挡测量某个PN结正向电阻过大,如果把它焊下来用R×1kΩ挡再测,可能还是正常的,其实这个管子的特性已经变坏了。在路检测二极管如图1-40所示。
图1-40 在路检测二极管
2.检测喇叭技巧
选择R×1Ω挡,任一表笔接一端,另一表笔点触另一端。正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响,则表明线圈断了;如果响声小而尖,则表明有擦圈问题,也不能用。检测喇叭如图1-41所示。
图1-41 检测喇叭
3.检测电容技巧
选择电阻挡,根据电容容量选择适当的量程。测量电解电容时,黑表笔要接电容正极。
(1)估测微法级电容容量的大小。可凭经验或参照相同容量的标准电容,根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容耐压值不必一样,只要容量相同即可。例如,估测一个100μF/250V电容的容量可用一个100μF/25V的电容来作参照,只要它们指针摆动到最大幅度,即可断定容量一样。
(2)估测皮法级电容容量大小。选择R×10kΩ挡,但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。
(3)用万用表电阻挡粗略鉴别电容量在5000pF以上电容的好坏。5000pF以下的电容只能判断电容器内部是否被击穿。检查时把电阻挡量程放在量程高挡,两表笔分别与电容器两端接触,这时指针快速摆动一下后复原,反向连接,摆动的幅度比第一次更大,而后又复原。这样的电容器是好的。电容器的容量越大,测量时表指针摆动越大,指针复原的时间也较长。因此,可以根据表指针摆动的大小来比较两个电容器容量的大小。
(4)检测电容是否漏电。对于1000μF以上的电容,可先用R×10Ω挡为其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ挡继续测一会儿,这时指针不应返回,而应停在或十分接近∞处,否则说明有漏电现象。对于一些几十微法以下的定时电容或振荡电容(如开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用。这时可在R×1kΩ挡充完电后再改用R×10kΩ挡继续测量,同样表针应停在∞处而不应返回。
(5)用万用表判断电解电容器的正、负引线。对于一些耐压较低的电解电容器,如果正、负引线标志不清,可根据正接时漏电电流小(电阻值大),反接时漏电电流大的特性来判断。用红、黑表笔接触电容器的两引线,记住漏电电流(电阻值)的大小(指针回摆并停下时所指示的阻值),然后把此电容器的正、负引线短接一下,将红、黑表笔对调后再测漏电电流。以漏电电流小的示值为标准进行判断,与黑表笔接触的那根引线是电解电容器的正端。对于本身漏电电流小的电解电容器则比较难于区别它的极性。
(6)用万用表电阻挡检查电解电容器的好坏,如图1-42所示。
图1-42 检查电解电容器的好坏
电解电容器的两根引线有正、负之分,在检查它的好坏时,对于耐压较低的电解电容器,电阻挡应放在R×100Ω或R×1kΩ挡,红表笔(接万用表内部电源的负极)接电容器的负端,黑表笔(万用表内部电源的正极)接正端。这时万用表指针将摆动,然后恢复到零位或零位附近。这样的电解电容器是好的。电解电容器的容量越大,充电时间越长,指针摆动得也越慢。
4.检测电阻的技巧
1)固定电阻器的检测
固定电阻器的检测如图1-43所示。
图1-43 固定电阻器的检测
(1)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。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间位置,即全刻度起始的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。如果不相符,超出误差范围,则说明该电阻的阻值发生了变化。
(2)测试时注意,特别是在测几十千欧姆以上阻值的电阻时,手不要触及表笔和电阻的导电部分;被检测的电阻应该从电路中焊下来,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。
2)水泥电阻的检测
检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。
3)熔断电阻器的检测
在电路中,当熔断电阻器熔断开路后,可根据经验作出判断:若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦,可断定是其负荷过重,通过它的电流超过额定值很多倍所致;如果表面无任何痕迹而开路,则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断,可借助万用表R×1Ω挡。为保证测量准确,应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大,则说明此熔断电阻器已失效开路;若测得的阻值与标称值相差甚远,表明电阻变值,也不宜再使用。在维修实践中发现,也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象,检测时也应予以注意。熔断电阻器的检测如图1-44所示。
图1-44 熔断电阻器的检测
4)电位器的检测
检查电位器时,首先要转动旋柄,看看旋柄转动是否平滑,开关是否灵活,开关通、断时“喀哒”声是否清脆,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。
用万用表测试时,首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,电位器的检测如图1-45所示。
图1-45 电位器的检测
(1)用万用表的欧姆挡测电位器的“1”、“2”两端,读数应为电位器的标称阻值。如果万用表的指针不动或阻值相差很多,则表明电位器已损坏。
(2)检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。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。如果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。
5)正温度系数热敏电阻(PTC)的检测
检测时,用万用表R×1Ω挡,具体可分两步进行操作。
(1)常温检测(室温接近25℃):将两表笔接触PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值,并与标称阻值相比,两者相差在±2Ω内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大,则说明其性能不良或已损坏。
(2)加温检测:在常温测试正常的基础上,即可进行加温检测,将热源(如电烙铁)靠近PTC热敏电阻对其加热,同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而增大,如果是,则说明热敏电阻正常;若阻值无变化,说明其性能变劣,不能继续使用。注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻,以防止将其烫坏。
6)负温度系数热敏电阻(NTC)的检测
用万用表测量NTC热敏电阻的方法与测量普通固定电阻的方法相同,即根据NTC热敏电阻的标称阻值选择合适的电阻挡直接测出电阻的实际值。但是,因NTC热敏电阻对温度很敏感,故测试时应注意以下几点:(1)负温度系数热敏电阻电阻值是生产厂家在环境温度为25℃时所测得的,所以用万用表测量时,也应在环境温度接近25℃时进行,以保证测试的精确度;(2)测量功率不得超过规定值,以免电流热效应引起测量误差;(3)注意正确操作,测试时,不要用手捏住热敏电阻体,以防止人体温度对测试产生影响。
5. 检测稳压二极管的方法与技巧
常用的稳压管的稳压值一般都大于1.5V,而指针表的R×1kΩ以下的电阻挡是用表内的1.5V电池供电的。这样,用R×1kΩ以下的电阻挡测量稳压管就如同测二极管一样,具有完全的单向导电性。但指针表的R×10kΩ挡是用9V或15V电池供电的,在用R×10kΩ测稳压值小于9V或15V的稳压管时,反向阻值就不会是无穷大,而是有一定阻值,但这个阻值还是要远远高于稳压管的正向阻值的。所以,就可以初步估测出稳压管的好坏。但是,好的稳压管还要有个准确的稳压值,再找一块指针式万用表,先将一块表置于R×10kΩ挡,黑、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极,这时就模拟出稳压管的实际工作状态,再取另一块表置于电压挡V×10V或V×50V(根据稳压值)上,将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的的黑、红表笔上,这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太高,就只能用外加电源的方法来测量了。
6. 检测三极管的方法与技巧
1)检测三极管方法
本书中三极管的基极用b表示,集电极用c表示,发射极用e表示。
检测三极管通常要用R×1kΩ挡。不管是NPN管还是PNP管,不管是小功率、中功率,还是大功率管,测其be结和cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性,反向电阻为无穷大,正向电阻为10kΩ左右。为进一步估测管子特性的好坏,必要时还应变换电阻挡位进行多次测量。将万用表置R×10Ω挡,测PN结正向导通电阻结果为200Ω左右;置R×1Ω挡测PN结正向导通电阻,结果为30Ω左右(以上为MF47型万用表测得的数据,其他型号万用表略有不同),如果读数偏大太多,可以断定管子的特性不好。还可将万用表置于R×10kΩ挡再测,耐压再低的管子(基本上三极管的耐压都在30V以上),其cb结反向电阻也应在无穷大,但其be结的反向电阻可能会使表针稍有偏转(一般不会超过满量程的1/3,根据管子的耐压不同而不同)。同样,在用R×10kΩ挡测ec间(对NPN管)或ce间(对PNP管)的电阻时,表针可能略有偏转,但这不表示管子是坏的。但在用R×1kΩ以下挡测ce或ec间电阻时,表头指示应为无穷大,否则说明管子有问题。需要说明的是,以上测量是针对硅管而言的,对锗管不适用。检测三极管如图1-46所示。
图1-46 检测三极管
2)检测三极管好坏技巧
在通电状态下可以测量三极管的基极电压。一般硅管的电压为0.7V,锗管的电压为0.2~0.3V;否则,说明三极管工作在截止状态。不通电状态可测一下三极管的PN结的正、反向电阻是否正常。有的三极管由于在路并联小电阻或电感,不能正常检测,可以拆下来测量。
三极管的引脚必须正确辨认;否则,接入电路不但不能正常工作,还可能烧坏晶体管。万用表判别晶体管好坏的方法如下:
(1)测NPN三极管:将万用表欧姆挡置R×100Ω挡或R×lkΩ挡,把黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。
(2)测PNP三极管:将万用表欧姆挡置R×100Ω挡或R×lkΩ挡,把红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。
7.检测变压器技巧
(1)通过观察变压器的外貌检查是否有明显异常现象,如线圈引线是否断裂、脱焊,绝缘材料是否有烧焦痕迹,铁芯紧固螺杆是否有松动,硅钢片有无锈蚀,绕组线圈是否有外露等。
(2)绝缘性测试。用万用表R×10kΩ挡分别测量铁芯与初级线圈、初级线圈与各次级线圈、铁芯与各次级线圈、静电屏蔽层与初级线圈、次级线圈各线圈间的电阻值,万用表指针均应指在无穷大位置不动;否则,说明变压器绝缘性能不良。
(3)线圈通/断的检测。将万用表置于R×1Ω挡,测试中,若某个线圈的电阻值为无穷大,则说明此线圈有断路性故障。线圈通/断的检测如图1-47所示。
(4)判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的,并且初级线圈多标有“220V”字样,次级线圈则标出额定电压值,如15V、36V、48V等。根据这些标记进行识别。
图1-47 线圈通/断的检测
(5)电源变压器短路性故障的判别。电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级线圈输出电压失常。通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越大,变压器发热就越严重。当短路严重时,变压器在空载加电后几十秒便会迅速发热,用手触摸铁芯会有烫手的感觉。此时可断定变压器有短路点存在。
8.检测集成电路技巧
(1)电压法判别技巧,如图1-48所示。
图1-48 电压法判别技巧
① 用万用表直流电压挡测试集成电路(也叫芯片)的工作电压是否正常。
② 万用表的正极性端接集成电路的输出端,负极性端接集成电路的“地”端,测集成电路的输出电压。
(2)电阻法判别技巧,如图1-49所示。
图1-49 电阻法判别技巧
① 将万用表的量程转换开关旋转到R×1kΩ挡,对被测集成电路各引脚之间的对地脚电阻值进行测量。
② 分别把各引脚的测量电阻值与正常同型号、同规格的集成电路相应引脚之间的电阻值或与集成电路手册的数据进行对比,如果测得的电阻值与正常的电阻有很大差距,说明集成运算放大器损坏。
二、电路图识别技巧
1.整机电路图识别技巧
(1)整机电路图的功能
① 它表明整个机器的电路结构、各单元电路的具体形式和它们之间的连接方式,从而表达了整机电路的工作原理,这是最复杂的一张电路图。
② 它给出了电路中各元器件的具体参数,如型号、标称值和其他一些重要数据,为检测和更换元器件提供了依据。
③ 许多整机电路图中还给出了有关测试点的直流工作电压,为检修电路故障提供了方便,如集成电路各引脚上的直流电压标注和三极管各电极上的直流电压标注等,都为检修这些部分电路提供了方便。
④ 它给出了与识图相关的有用信息。例如,通过各开关件的名称和图中开关所在位置的标注,可以知道该开关的作用和当前开关状态;当整机电路图分为多张图纸时,引线接插件的标注能够方便地将各张图纸之间的电路连接起来。在一些整机电路图中,将各开关件的标注集中在一起,标注在图纸的某处,标有开关的功能说明,识图中若对某个开关不了解时可以去查阅这部分说明。
(2)整机电路图特点
整机电路图与其他电路图相比具有下列一些特点。
① 它包括了整个机器的所有电路。
② 对于不同型号的机器,其整机电路中的单元电路变化是十分丰富的,这给识图造成了不少困难,要求有较全面的电路知识。同类型机器的整机电路图有相似之处,不同类型机器之间则相差很大。
③ 各部分单元电路在整机电路图中的画法有一定规律,了解这些规律对识图是有益的。电源电路画在整机电路图右下方;信号源电路画在整机电路图的左侧;负载电路画在整机电路图的右侧;各级放大器电路是从左向右排列的;各单元电路中的元器件相对集中在一起。
(3)整机电路图识图方法和注意事项
① 对整机电路图的分析主要包括各部分单元电路在整机电路图中的具体位置、单元电路的类型、直流工作电压供给电路分析、交流信号传输分析和对一些单元电路的工作原理进行重点分析,这些单元电路是比较复杂的。
② 对于分成几张图纸的整机电路图可以一张一张地进行识图,如果需要进行整个信号传输系统的分析,则要将各图纸连起来进行分析。
③ 对整机电路图的识图可以在学习了一种功能的单元电路之后,分别在几张整机电路图中去找到这一功能的单元电路进行分析,由于在整机电路图中的单元电路变化多,并且电路的画法受其他电路的影响而与单个画出的单元电路不一定相同,所以加大了识图的难度。
④ 一般情况下,信号传输的方向是从整机电路图的左侧到右侧。
⑤ 直流工作电压供给电路的识图方向是从右向左进行的,对某一级放大电路的直流电路识图方向是从上而下。
⑥ 分析整机电路过程中,若对某个单元电路的分析有困难,例如对某型号集成电路应用电路的分析有困难,可以查找这一型号集成电路的识图资料(如内部电路方框图、各引脚作用等),以帮助识图。
⑦ 一些整机电路图中会有许多英文标注,能够了解这些英文标注的含义,对识图是相当有利的。在某型号集成电路附近标出的英文说明就是该集成电路的标注。
2.修理识图技巧和注意事项
(1)修理识图技巧
修理识图是指在修理过程中对电路图的分析,这一识图与学习电路工作原理时的识图有很大的不同,是围绕着修理进行的电路故障分析。
修理识图主要有以下四部分内容。
① 在整机电路图中建立检修思路,根据故障现象,判断故障可能发生在哪部分电路中,确定下一步的检修步骤(是测量电压还是电流,以及在电路中的哪一点测量等)。
② 根据测量得到的有关数据,在整机电路图的某一个局部单元电路中对相关元器件进行故障分析,判断是哪个元器件出现了开路或短路、性能变劣故障,导致了所测得的数据发生异常。例如,初步检查发现功率放大电路出现了故障,可找出功放电路图进行具体分析。
③ 查阅所要检修的某一部分电路图,了解这部分电路的工作,如信号从哪里来,到哪里去。
④ 查阅整机电路图中某一点的直流电压数据。
(2)修理识图注意事项
修理识图过程中要注意以下事项。
① 修理识图是针对性很强的电路分析,是带着问题对局部电路的识图,识图的范围不广,但要有一定深度,还要会联系故障的实际。在修理识图中,无需对整机电路图中的各部分电路进行全面的分析。
② 修理识图的重点是根据故障现象和所测得的数据决定分析哪部分电路。例如,根据故障现象决定分析哪部分电路,根据所测得的有关数据决定分析直流电路还是交流电路。
③ 测量电路中的直流电压时,主要是分析直流电压供给电路;在进行电路故障分析时,主要是对某一个单元电路进行工作原理的分析。
④ 修理识图必须清楚电路的工作原理。