新版电磁炉常见故障实修演练(不提供光盘内容)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-06 01:44:57

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作者:韩雪涛,韩广兴,吴瑛

出版社:人民邮电出版社

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新版电磁炉常见故障实修演练(不提供光盘内容)

新版电磁炉常见故障实修演练(不提供光盘内容)试读:

前言

近年来,各类家用电器和数码办公设备得到了广泛的普及和应用。随着技术的不断进步,电子电气产品的功能更加强大,电路更加复杂,产品的种类也日益丰富。这些变化带动了生产、销售、调试、维修等一系列产业链的繁荣。尤其是高智能家电产品和数码办公设备,由于其整机组成和电路结构都比较复杂,功能多样,而且常常要涉及光、机、电等现代高新技术,其维修服务的市场前景非常广阔,但也给售后维修带来了很大的困难。

为了使从业者尽快掌握规范的维修技能,适应当前岗位的需求,国家相关部门相继颁布了一系列标准和规定,如《数码维修工程师国家职业标准》、《计算机安装、调试、维修国家职业标准》、《家用电子产品维修工国家职业标准》、《电子产品营销员国家职业标准》等,要求维修人员必须掌握一定的知识和技能,并经过考核鉴定合格后方可持证上岗。因此,对于广大维修人员来说,需要不断地提高自己的理论知识水平和操作技能。

为此,2007~2008年我们相继组织有关专家和维修技术人员编写了“办公设备常见故障实修演练丛书”和“家用电器常见故障实修演练丛书”。这两套丛书以介绍实际维修技能和维修经验为主,引入“实修演练”的概念,向读者真实呈现专业维修的“实际场景”。系列图书一经推出,便受到了社会各界的认可和广泛好评。

经过近4年的市场考验,“实修演练丛书”的风格已经得到了社会的认可和广大读者的肯定。许多读者来信来电,在对图书内容充分肯定的同时也提出了很多宝贵的建议。而电子电气技术的发展变化也非常迅速,4年的时间里,无论是家用电器产品还是数码办公设备都得到了迅猛的发展,原书中的部分内容势必需要考虑更新,及时添加新产品、新机型、新电路、新技术的内容。因此,我们决定重新修订“实修演练丛书”。

经过长期的策划和准备,结合当前市场的特点和变化,我们决定将原“办公设备常见故障实修演练丛书”和“家用电器常见故障实修演练丛书”合并为“新版实修演练丛书”。丛书包括《新版电冰箱常见故障实修演练》、《新版空调器常见故障实修演练》、《新版彩色电视机常见故障实修演练》、《新版液晶电视机常见故障实修演练》、《新版洗衣机常见故障实修演练》、《新版小家电常见故障实修演练》、《新版电磁炉常见故障实修演练》、《新版打印机常见故障实修演练》、《新版复印机常见故障实修演练》、《新版笔记本电脑常见故障实修演练》、《新版计算机主板常见故障实修演练》、《新版液晶显示器常见故障实修演练》、《新版传真机/扫描仪常见故障实修演练》。

本套丛书基本涵盖了当前流行的家用电子产品和数码办公产品。在表达方式上,丛书沿袭了原“实修演练”的风格,以真实的维修实例为主线,通过“现场实录”的方式将市场上流行的电子产品的典型故障维修过程“全程”展现出来,对于理论知识的讲解以实用、够用为原则,在表现形式上,充分发挥“图解”的特色,通过二维效果图、三维仿真图、原理示意图、结构组成图以及数码照片等多种形式向读者直观、形象、生动地介绍产品结构、原理、电路分析方面的知识内容。

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第1章 电磁炉常用检修工具、仪表和设备及其使用方法

1.1 电磁炉常用检修工具、仪表和设备

电磁炉的检修和其他家电产品的检修是一样的,都需要使用到一些相应的拆装工具、检修仪表以及检修设备。使用这些工具、仪表及设备才能够在电磁炉的检修过程中更快、更准确地发现电磁炉的故障部位并对其进行维修或代换。下面就对电磁炉检修时所使用到的工具、仪表及设备进行简要的介绍。

1.1.1 电磁炉常用检修工具

1.各类螺丝刀

日常使用的螺丝刀主要有一字头和十字头两大类,各类螺丝刀都有大小各种不同的规格。图1-1所示为各种螺丝刀的实物图。图1-1 各种螺丝刀的实物图

一般情况下,在对电磁炉及其他家电产品进行维修和拆装时,只要依据螺钉的大小来选用相应的螺丝刀即可。但是,有些电磁炉在某些特殊的部分会采用一些特殊的紧固螺钉,如三角头螺钉、H头螺钉、Y形头螺钉等。如果在检修电磁炉时,遇到了这些特殊的紧固螺钉,还需要准备相应的螺丝刀对其进行拆卸,否则将很难完成拆卸操作,增加产品的维修难度。为了提高对产品维修的速度,还可以购置电动螺丝刀,如图1-2所示。在对产品进行维修操作时使用电动螺丝刀不仅省力,而且还会提高维修的速度。图1-2 电动螺丝刀

2.各类钳子(1)尖嘴钳

尖嘴钳的头部长且细小,如图1-3所示。可以使用它在一些狭小的空间内对体积小巧的元器件或螺钉等物品进行夹捏,还可以使用尖嘴钳对不规则的元器件引脚进行整形,使其达到焊接的标准。图1-3 尖嘴钳(2)斜口钳

斜口钳的钳口扁平,如图1-4所示。常使用斜口钳对各类金属导线进行剪切,也可以使用斜口钳剪切不规则元器件过长的引脚,操作时比较方便。(3)老虎钳

老虎钳的钳口厚重,如图1-5所示。常使用老虎钳夹持一些较大的元器件,也可以使用老虎钳对一些金属配件进行弯折成形处理,操作时十分方便。(4)剥线钳

剥线钳是用来剥去各种导线绝缘外皮的专用工具,如图1-6所示。剥线钳的钳口处有用于剥不同直径导线的切口,一般剥线钳的切口有2.0mm、1.8mm、1.5mm、1.0mm、0.8mm、0.5mm、0.3mm等规格,在对线材进行剥线操作时,可根据不同线材的直径选择剥线钳不同的切口。图1-4 斜口钳图1-5 老虎钳图1-6 剥线钳

目前,市场上有两大类剥线钳:一类是集剪线、剥线、压接线头功能于一体的多功能剥线钳,这类剥线钳的剥线去皮过程是手工作业,劳动强度较大,但其价格相对较低;另一类是专用的剥线钳,这类剥线钳的剥线去皮过程是一次完成的,轻松简便,但其价格相对较高。

3.各类清洁工具(1)毛刷

图1-7所示为常用的毛刷,可用来清洁电磁炉以及其他家电产品中电路板上的灰尘和污物。一般在对电磁炉的电路板进行清洁时常选用宽度为2.54~5.06cm(1~2英寸)的毛刷。图1-7 毛刷(2)油画笔

图1-8所示为常用的油画笔。油画笔的笔毛比毛刷要硬挺一些,常使用它来清洁电路板上在焊接操作后遗留下来的松香残渣和一些比较顽固的污渍。一般可选用10号或8号的油画笔对电磁炉的电路板进行清洁操作。图1-8 油画笔(3)吹气皮囊

图1-9所示为常用的吹气皮囊。利用吹气皮囊可以对不便于毛刷清洁的部位进行清洁,以去除灰尘、污物。图1-9 吹气皮囊

4.各类清洁剂(1)酒精

图1-10所示为常用的酒精,可使用酒精对电路板上焊接操作后残留的松香等助焊剂进行清洁。图1-10 酒精

如果在维修后不对电路板进行清洁操作,电磁炉在以后的使用过程中电路板上的污物会在高湿环境下受潮漏电,并可能引发新的故障,因此,在电磁炉维修操作结束后,一定要对维修焊接处残留的助焊剂进行清洁。(2)天那水

图1-11所示为常用的天那水,利用它可以对电路板上元器件打火冒烟后被熏黑部位的烟渍进行有效的清洁。

当电磁炉内部元器件或电路板本身长期处在油烟、高湿的环境下工作时,由于自身绝缘性能下降,可能会造成元器件打火或烧焦的故障现象,并产生大量富含碳元素的烟气。如果这些烟气附着在电路板上,会造成漏电,并可能出现新的故障点。因此,在对电磁炉进行维修操作时如果发现其电路板上有烟渍或烧焦的痕迹,应及时使用天那水清洁电路板上的炭化处,或直接将电路板上的炭化处刮除。(3)洗洁精

对于一些工作环境特殊的电磁炉,如长时间工作在多油烟的环境下,其内部将会积有油渍。在对这种电磁炉进行维修操作时,首先要检查其电路板上是否积有油渍,如果有,则应使用洗洁精(清洁灵、洗衣粉等均可)对其进行清洗,因为油渍的存在将会阻碍维修的进度,同时还会对工作环境造成污染。对积有油渍的电路板进行清洗操作后,将其放在阴凉、通风、干燥处晾干后即可开始进行维修。图1-12所示为常用的洗洁精。图1-11 天那水图1-12 洗洁精

5.电烙铁

在电磁炉及其他家用电器维修中使用得最多的便是电烙铁,它也是维修过程中必备的工具之一。图1-13所示即为常用的电烙铁。在维修电磁炉时,40W左右的电烙铁一般即能够满足需要。或者可准备两把电烙铁。其中一把为30W的电烙铁,用于焊接小焊点和小型元器件等;另一把为50W的电烙铁,用于焊接大电流的焊点。图1-13 电烙铁

6.焊剂和助焊剂(1)焊锡

在电磁炉的维修操作过程中所使用的焊锡多为低温焊锡,如图1-14所示。低温焊锡的配方比例大致为锡63%、铅37%,有些焊锡为了提高导电性还会添加一些其他的金属元素。图1-14 焊锡

常用焊锡丝的直径有0.5mm、0.8mm、1.0mm等。对于一般的焊锡丝而言,直径越小,其熔点越低;反之,直径越大,熔点越高。在对电磁炉进行维修操作时,最好选用两种不同熔点的焊锡。在维修电磁炉低压部分时,对于小而密且距离元器件较近的焊点,使用低温焊锡焊接较为方便;在高压大电流部分,则需要使用温度、熔点和硬度都较高的焊锡,以便很好地保证焊点的牢固和电气性能。

目前,在一些较大型的生产型企业中,为了使整机的环保要求达到欧洲标准,已经改用无铅焊锡。无铅焊锡的熔点更低,具有更好的流动性和焊接性,且无铅焊锡能够与一般焊锡很好地融合。(2)松香

图1-15所示为常用松香的实物图。在电磁炉的维修过程中,松香主要被用作助焊剂。图1-15 松香

在锡焊操作时,由于电烙铁的高温,焊锡在空气中很容易被氧化,焊锡氧化后将对焊接质量造成较大的影响。松香的主要成分为松香酸,这种酸只在电烙铁的高温下才起作用。松香酸会在电烙铁的高温下与焊锡氧化层起还原反应,并且能够在短时间内保护高温熔化的焊锡不再被氧化,从而保证焊锡与基材很好地融合在一起。

7.吸锡器

吸锡器分为电动吸锡器(也称吸锡泵)和手动吸锡器,如图1-16所示。吸锡器的主要作用是将电路板上已熔化的焊锡吸走,使元器件的引脚与电路板的焊点脱开。

使用吸锡器可以很方便地对引脚较多的元器件进行拆解,而又不至于损坏电路板上的铜箔。手动吸锡器主要有大小两种规格,小规格的吸锡器便于携带,但其吸力偏小;大规格的吸锡器吸力强大,但体积稍大。在选购吸锡器时,最好优先选购大规格的吸锡器。电动吸锡器的优点在于拆解数量较多的元器件时,可有效地减轻操作者的劳动强度。图1-16 吸锡器

8.屏蔽线

屏蔽线也可用于吸取电路板上的焊锡,但与吸锡器不同的是,屏蔽线在把多余的焊锡吸走的同时会留下少量的焊锡。图1-17所示为屏蔽线的实物图。图1-17 屏蔽线

在焊接贴片元器件,如大规模集成电路时,由于集成电路的引脚非常密集,此时使用电烙铁和焊锡不易对集成电路的引脚进行单根焊接操作,只能以堆叠的方式对集成电路进行焊接安装操作。焊接完成后,可使用屏蔽线把多余的焊锡或者集成电路两脚连焊的焊锡吸走,这样的焊接效果并不低于原装的效果。如果没有屏蔽线,则可拆解废旧磁控管(微波炉中使用的)天线头根部的微波密封来代用。

9.其他检修工具(1)镊子

镊子轻巧灵活,如图1-18所示,可用于夹取或更换体积微小的贴片元器件。常用的镊子有直尖头和弯尖头两种。(2)电吹风

在对电磁炉的电路板进行清洁操作后,可使用电吹风对电路板进行吹干操作,使得电磁炉的电路板迅速干燥并恢复电气绝缘性能。图1-19所示为电吹风的实物图。(3)自动喷漆瓶

在电磁炉维修完成后,应对已经完成清洁操作的电路焊接面进行喷漆绝缘处理。喷漆一般分为自动喷漆和手工刷漆两种,一般自动喷漆比较方便。对于漆类的选择,使用无色透明的清漆或光油即可。图1-20所示为自动喷漆瓶的实物图。图1-18 镊子图1-19 电吹风图1-20 自动喷漆瓶(4)电子硅酮胶

电子硅酮胶(见图1-21)主要用于修补塑料外壳和粘贴陶瓷板等,也可用于高压元器件的绝缘处理。图1-21 电子硅酮胶(5)注射器针头

注射器针头由优质的不锈钢管制成,中空、尖头且不易与焊锡粘连,因此,在电磁炉的维修中多使用它来拆解元器件、清通焊孔等。注射器针头的大小可根据元器件引脚的直径来选用。图1-22所示为注射器针头的实物外形图。图1-22 注射器针头

1.1.2 电磁炉常用检修仪表

1.万用表

万用表在电磁炉及其他家电产品的维修作业中是不可缺少且应用最广的基础仪表。万用表分为指针式万用表和数字式万用表两种,图1-23所示为常用的指针式万用表,图1-24所示为常用的数字式万用表。图1-23 指针式万用表图1-24 数字式万用表

指针式万用表的响应速度较快、价格低廉,但测量精度较低,内阻也较小;数字式万用表的响应速度较慢,价格相对较高,但其测量精度高、内阻大,读数直观方便。万用表的主要作用是测量电路中的各项交/直流电压、电流以及直流电阻等电参数。在万用表提供的数据下,可以很快地寻找、判断电路中的故障点,同时还可以利用万用表判断各种元器件的好坏。

2.兆欧表

在维修电磁炉时,将涉及一些元器件绝缘电阻的测量,对它们的测量就会使用到兆欧表。常用兆欧表的规格是500V、0~500MΩ,其外形如图1-25所示。

在使用兆欧表测量元器件的绝缘电阻时,将兆欧表上的两根测量导线分别跨接在元器件的引脚和接地端,兆欧表所显示的读数就是该元器件的绝缘电阻值。

3.钳形表

在对电磁炉的工作电流进行测量时,通常会使用到钳形表(有的钳形表还具有万用表的功能),图1-26所示为数字钳形表的实物外形。图1-25 兆欧表图1-26 数字钳形表

在需要测量电磁炉的电流时,根据电磁炉所标识的电流额定值,调整钳形表的量程,然后将电磁炉电源线中的一根置于钳口的中心部位,钳形表即可显示出当前所测得的电流值。在测量时,钳形表只能卡住一根导线,否则将无法测量电流。如果钳形表具备测量电压的功能,那么钳形表还可以像万用表一样,对电磁炉中的各部分电路及元器件进行电压的测量,以判别故障。

4.自耦调压变压器

图1-27所示为自耦调压变压器的实物外形图。自耦调压变压器的优点在于能够在0~250V之间无级地任意调节输出电压。图1-27 自耦调压变压器

在电磁炉的维修中,自耦调压变压器多用来试验电磁炉的电压适应范围以及电磁炉在低电压环境下的功率输出情况。维修电磁炉时所使用的自耦调压变压器的容量应达到2.5kW,在维修更大功率的电磁炉时,可以按照最大额定功率的1.3倍选择,否则自耦调压变压器可能因为容量不足而烧毁。

在测试电磁炉的低压和高压工作状况时,应先使电磁炉在额定电压和最大输出功率条件下工作,调节自耦调压变压器的旋钮,使自耦调压变压器的输出电压缓慢降低。当电磁炉出现低压保护时,停止转动自耦调压变压器的调节旋钮。此时的电压即为电磁炉最低工作电压,小于此电压,电磁炉将不能正常工作。再调整自耦调压变压器的旋钮,使自耦调压变压器的输出电压缓慢升高,检查电磁炉的高压工作情况。由于自耦调压变压器的最高输出电压通常只有250V,而电磁炉的高压保护截止电压多在270V左右,因此用一般的自耦调压变压器无法观察到电磁炉的高压工作状况。

5.功率表

使用功率表能够快捷、准确地检测出电磁炉的功率调节范围,也可以直接使用功率表测量电磁炉输入电源线上消耗的功率。功率表在电磁炉的维修工作中对维修人员有很大的帮助,其外形如图1-28所示。图1-28 功率表

1.1.3 电磁炉常用检修设备

1.示波器

在电磁炉和其他家电产品的维修过程中,经常会使用到示波器,如图1-29所示。使用示波器可以方便、快捷、准确地检测出各种电磁炉及其他家电产品中微处理器发出的各种控制信号的波形。通过观测各种信号的波形即可判断出故障点或故障范围。图1-29 示波器

2.热风台

图1-30所示为热风台的实物外形图。热风台在拆解电磁炉及其他家电产品电路板上的贴片元器件时非常方便,其操作简单、快捷,但价格较高,一般在大型生产企业中较常使用。图1-30 热风台

3.隔离变压器

在电磁炉的检修中,会使用到隔离变压器,如图1-31所示。图1-31 隔离变压器

电磁炉电路板基本上都是以“热地”形式悬浮工作的,这样的设计将使得在维修中带电测量时会有触电的危险。为了避免触电事故的发生,在电磁炉维修过程中应首先准备一台变比为1:1、电气容量为4kW的隔离变压器(此规格参数是按照维修额定功率在2.5kW以下的电磁炉配置的,在维修更大功率的电磁炉时,可以按最大额定功率的1.6倍选择),使电磁炉从源头上与电网隔离,减少事故发生。

4.可移动配电盘

可移动配电盘上应具备电流表、电压表、保险丝(熔断器)、带漏电保护的空气开关(低压断路器)、多个二芯或三芯优质插座、指示灯等终端电器,具体电路配置如图1-32所示。图1-32 可移动配电盘电路配置图

可移动配电盘一般都需要自行制作。在维修额定功率为2.5kW以下的电磁炉时,制作可移动配电盘所需要的具体材料可按照以下的要求进行选择:电压表可选用85L1规格、交流250V量程的仪表;电流表可选用85L1规格、交流20A的仪表,条件允许时可选用一些表头面积更大、精度更高、相同量程的电流表,以便于对电磁炉工作电流的微小变化进行观察;保险丝(熔断器)选择250V、25A左右的即可,对保险丝的安装形式没有特别的要求,只要安全可靠、更换方便即可;空气开关可选择额定电流为20A并带有漏电保护的优质空气开关;插座应采用优质的10A两极插座6个、10A三极插座4个、16A三极插座2个;指示灯能够满足耐用、可靠、指示明显的要求即可;配电盘内连2接线可选用导体横截面积为2.5mm的铜芯线,外部软线可采用导体2横截面积为2.5mm×3的多股铜芯优质软电缆,长度按实际需要选择。在维修更大功率的电磁炉时,应加大相应电气配件的额定容量。

制作好的配电盘应该能够达到以下标准。

①可靠性。两台电磁炉连接到配电盘上并能以最大额定功率连续工作,各个仪表、指示灯可以正常读数、指示,空气开关没有误动作,各个电气连接头、接点以及仪表没有明显的温度升高的状况即为合格;反之,则制作的配电盘不合格。如果经过测试确定制作的配电盘不合格,则应检查该配电盘的问题所在并予以修复,直至达到要求为止。

②安全性。制作的可移动配电盘上不能够有裸露的金属带电导线。电磁炉在连接到配电盘上试机时,如果出现烧管、保险管爆裂等严重短路故障,表明配电盘上有不符合安全标准的开关或插座,应使用符合电压和电流规格的器件。

可移动配电盘达到上述的要求时即可投入使用。配电盘上的电压表读数为插座的输出电压值,电流表读数为整个配电盘输出电流的总和。在调试电磁炉的功率时,电磁炉的输入功率可以由P=U·I推算出来,因为电磁炉的功率因数大多在0.9~1之间,所以电磁炉的功率因数可以按1计算,而U和I的数值可以很方便地由电压表和电流表读出。指示灯用来指示配电盘是否接上电源,是否有电压输出。

5.锅具

对于电磁炉的维修,锅具是检验电磁炉经过维修后是否恢复正常工作的一种工具,即使用电磁炉对合适的锅具进行加热即可确定电磁炉的工作是否正常。由于电磁炉加热采用电磁感应方式,在锅具的选择上只能选择铁磁材料制成的产品,这类锅具包括各类铁制锅具和由铁基不锈钢制成的锅具。

电磁炉在使用时,会因为锅具材质的差别出现输出功率不同的现象,所以在维修、调试电磁炉时最好能够以原机配送的锅具作为调试的基准。

1.2 万用表的使用方法

1.2.1 典型指针式万用表各部分的功能

图1-33所示为MF82型指针式万用表的外形图。图1-33 MF82型指针式万用表外形图

1.表盘

表盘是供万用表工作时读取测量数值的。由于万用表的功能很多,因此表盘上通常有许多刻度线和刻度值。图1-34所示为MF82型指针式万用表的表盘,它上面有8条同心的弧形刻度线,每一条刻度线上还标识出了许多刻度值。

2.表头调零螺钉

调零螺钉位于表盘下方的中央位置,它的作用是对万用表进行机械调零。在正常情况下,指针式万用表的表笔开路时,指针应指在左侧0刻度线的位置。如果不在0位,就必须进行机械调零,以确保测量的准确。具体操作如图1-35所示,即用螺丝刀慢慢旋动调零螺钉进行微调,使指针回到0位。此调整环节又称零位调整。图1-34 MF82型指针式万用表的表盘图1-35 万用表的机械调零

3.电阻挡调零电位器(零欧调整电位器)

调零电位器是用来调校万用表测量电阻时的准确度的。用万用表测量电阻时需要万用表自身的电池供电,且在万用表的使用过程中电池电量会不断地损耗,将导致万用表测量电阻时的基准值变化,所以测量电阻前都要先通过调零电位器进行调零,或称零欧调整。具体方法是:首先将功能旋钮拨到电阻的量程范围,然后将两支表笔互相短接,这时指针应指向0Ω(电阻刻度的零值)。如果不在0Ω处,就需要调整调零电位器旋钮使万用表指针指向0Ω刻度。具体操作方法如图1-36所示。值得注意的是,在进行电阻测量时,每变换一次挡位或量程,就需要重新通过调零电位器进行零欧调整,这样才能确保测量值的准确性。

4.DC/AC切换开关

操作面板左侧上部有一个可以上下拨动的开关,为DC/AC切换开关,用于DC(直流)和AC(交流)状态的切换。MF18型万用表的DC/AC切换功能包含在另外一个功能开关上。

5.功能开关

功能开关位于指针式万用表的主体位置,它是由功能旋钮和量程刻度盘两大部分构成的,如图1-37所示。可以看到位于中间的旋钮就是功能旋钮,旋钮的周围是量程刻度盘,上面标有挡位及量程。左侧标记为“mA-”、“mA~”的区域是直流、交流电流的量程刻度,右侧标记为“V”、“V~”的区域是直流、交流电压的量程刻度,上侧标记为“Ω”的区域是电阻的量程刻度。图1-36 万用表的零欧调整图1-37 MF82型万用表的功能开关

检测时,只需旋动中间的功能旋钮,使其指示到相应的挡位及量程刻度,即可进入相应的状态。

此外,图1-38所示为MF18型指针式万用表的功能开关部分,虽然它由两组功能旋钮组成,但其检测时的功能切换及量程设置方式与单旋钮切换设置一致。如检测电阻就将位于右侧的功能旋钮旋至相应的电阻量程刻度处;而如果需要检测直流电压,就需要首先将右侧的旋钮旋至直流挡,然后再旋转左侧的功能旋钮至相应的电压量程即可。图1-38 MF18型指针式万用表的功能开关

6.三极管测量端口

在操作面板右侧有两组测量端口,专门用来对三极管的放大倍数(h)进行检测。如图1-37所示,相对位于上面的端口上方标记有FE“NPN”的文字标识,这表示该端口是专门用于对NPN型三极管进行检测的;相对位于下面的端口下方标记有“PNP”的文字标识,这表示该端口是专门用于对PNP型三极管进行检测的。这两组测量端口都由3个并排的小插孔组成,在这两组测量端口的中间,从左至右依次标有“c”、“b”、“e”的标识,它们分别对应于两组端口的3个小插孔。检测时,首先将万用表的功能开关旋至“h”挡位,然后将待FE测三极管的3个引脚依次对应插入相应的3个小插孔中即可。字母c、b、e分别表示三极管的3根引线的名称,即集电极、基极、发射极。在测量时根据标识将三极管的3根引线分别插入相应的插孔内即可。

7.表笔及表笔插孔

万用表有两支表笔,分别用红色和黑色标识,它们用于待测电路或元器件与万用表之间的连接。

通常在指针式万用表的操作面板下面有2~4个插孔,它们是用来与万用表表笔相连的表笔插孔(根据万用表型号的不同,表笔插孔的数量及位置也不尽相同)。每个插孔都用文字或符号进行标识,其中标注有“-”、“*”或“COM”的插孔通常用来与万用表的黑表笔相连,将黑表笔的引线插头插入到该插孔中即可。与之相对应,标注有“+”的插孔通常用来插接万用表的红色表笔。具体插接方法如图1-39所示。这时就可以通过两支表笔对待测的电量和电子元器件进行检测。图1-39 万用表表笔的插接方法

此外,万用表还具有检测电流的功能。当检测电流时,需要将红表笔的引线插头插入检测电流的专用插孔中,通常在这个插孔处都会标注该万用表的最大量程。例如,MF82型万用表的电流检测插孔处标有“2.5A/5A~”的字样,这表示它所能检测的最大直流电流为2.5A,最大交流电流为5A。直流与交流的检测模式是通过DC/AC切换开关的切换实现的。

图1-39所示为MF18型指针式万用表,可以看到该万用表的电流检测插孔有两个。标识有“15A”的插孔是用来检测直流电流的,它的最大检测量程为15A,当检测直流电流时将红表笔插入到该直流检测插孔中。标识为“15 A~”的插孔是用来检测交流电流的,它的最大检测量程也为15A,当检测交流电流时,需要将红表笔插入到该电流检测插孔中。

1.2.2 典型数字式万用表各部分的功能

下面以图1-40所示的VC9805A型万用表为例,介绍数字式万用表各部分的功能。图1-40 数字式万用表外形图

1.液晶显示屏

液晶显示屏用来显示当前测量状态和最终测量数值。例如,若当前选择的量程为“200mV”,那么在其右上角显示“AC”字符,表示待测电路为交流电路,液晶显示屏下部(小数点的下方)显示的“200”和显示屏右部显示的“mV”表示当前的量程为“200mV”,中间较大的数字即为测量的最终读数。

2.电源开关、锁定开关以及DC/AC切换开关

位于液晶显示屏下方的是3个并排的按钮,从左到右依次为电源开关、锁定开关、DC/AC切换开关。

①电源开关:在其上方标识有“POWER”字符,用于打开或关闭数字式万用表。

②锁定开关:在其上方标识有“HOLD”字符,按下此按钮,仪表当前所测数值就会保持在液晶显示屏上,并出现“□H”符号,直到再次按下时“□H”符号消失,退出保持状态。

③DC/AC切换开关:在其上方标识有“DC/AC”字符,当此按钮为按下状态时,在液晶显示屏左上角会显示“AC”字符,这时可以用于交流电路的测量。当按钮为弹起状态时,液晶显示屏左上角的“AC”字符消失,此时表示仪表进入直流测量状态,可以用于直流电路的测量。

3.功能开关

功能开关位于操作面板的主体位置,跟指针式万用表的功能开关一样,它也是由功能旋钮和刻度盘两大部分构成的,其测量功能包括电压、电流、电阻、电容、电感、二极管、三极管、温度及频率等的测量。具体的功能量程和挡位标识如图1-41所示。测量时,仅需旋动中间的功能旋钮,使其指示到相应的挡位及量程刻度,即可进入相应的状态。当前状态在液晶显示屏上也会有显示。例如,若要测量物体的温度,就需要把功能开关置于“TEMP”处(根据自己的需要选择“℃”或者“℉”),即可进入温度测量状态。在液晶显示屏右侧会显示当前测量状态“℃”或者“℉”,中间较大的数字则为当前测量的温度值。图1-41 数字式万用表的功能面板

4.电容/电感测量端口

在操作面板的左侧有两个长条形的插孔,其旁边标识有“CxLx”字符,这表示它是用来测量电容和电感的。有些电容是有极性的,所以在条形孔的旁边标有“+”、“-”,检测时仅需把待测的有极性的电子元器件引线端插入相应的插孔内即可。

5.三极管测量端口

图1-41所示功能面板的右上方有一个小圆略低于面板,其中有8个小孔围成一个圆形分布于其中,每个孔旁都标有一个字符。它们分为两组,左半圆由左边的4个小孔组成,这4个小孔旁边分别标有“E”、“B”、“C”、“E”,表示发射极、基极、集电极、发射极。可以发现有两个发射极插孔,在测量时,可选择其中一个与其他两个孔一起测量三极管的3根引线。在其下标有“PNP”,表示测量的为PNP型三极管。与其相对的右半圆是由另外4个小孔组成的,与上面4个标识的含义一样,所不同的是在其下方标有“NPN”,表示这4个小孔是用来测量NPN型三极管的。

6.表笔及其插孔

万用表有两支表笔,分别用红色和黑色标识,它们用于待测电路或元器件与万用表之间的连接。通常在数字式万用表的操作面板下面有4个插孔,分别标识为“20A”、“mA”、“COM”、“VΩHz”,它们是用来与万用表表笔相连的表笔插孔,具体的用法与指针式万用表基本相同,此处就不再赘述。

7.热电偶传感器

如图1-42所示,热电偶传感器的一端为一黑一红两个插头,黑色插头接的是万用表的“mA”插孔,红色插头接万用表的“VΩHz”插孔;另一端为测量端,可以放入待测物体表面或者内部,用以测量温度。图1-42 热电偶传感器

1.2.3 万用表基本功能的使用

测量电压、电流和电阻是万用表的基本功能,也是在电路检测、故障检修中万用表检测最常用的功能。

1.测量直流电压

在调试或检修电子产品时,常常需要测量电路中的直流电压,以判断电路中的电压是否为正常工作时应有的电压。以指针式万用表为例,具体测量步骤如下。

①将黑表笔插接在万用表的接地端(“-”或“*”),红表笔插接在电压测量端(“+”或“VΩHz”)。

②将DC/AC切换开关拨到“DC”处,进入直流测量状态。

③将功能开关拨到电压测量挡位的最大挡。

④将万用表的红表笔接到电压高的一端,黑表笔接到电压低的一端。注意,如果两表笔接反,指针式万用表的指针会反向偏摆,有可能引起指针式万用表故障。

⑤测得电路中的大约电压值,确定电路中电压的具体测量量程。

⑥将功能开关拨到相应的量程上,可测出较为准确的电压值。

例如,判断三极管放大器工作是否正常时,就需要测量三极管放大器中偏置电阻上的直流电压。这时,按上述步骤要先将表笔插入相应的插孔内,使DC/AC切换开关置于“DC”处,功能开关置于电压挡,并选择适当的测量范围。测量示例如图1-43所示(需要测量集电极负载电阻上的压降),将万用表的正端(红表笔)接到电压高的一端,负端(黑表笔)接到电压低的一端。图1-43 直流电压的测量示例

2.测量直流电流、交流电压、交流电流和电阻

直流电流、交流电压和交流电流的测量步骤和测量直流电压大同小异。第一步对万用表进行机械调零;第二步将表笔插接在相应的插孔中;第三步选择相应的测量功能,先从最大量程测起,然后调整到合适的量程测量得到较为准确的数值。具体操作方法在此不再详解,但是需要注意以下几点。

①测量电压时,不要切断电路;而测量电流时则需要切断被测部位的电路,将万用表串接在电路之中,如图1-44所示。图1-44 直流电流的测量示例

②指针式万用表在测量时,要注意电路是直流电路还是交流电路。如果是直流电路,则需要区分极性,即红表笔接在电压高的一端,黑表笔接在电压低的一端。而数字式万用表则不需要区分极性,可直接测量,表笔的极性任意。

③用指针式万用表测量电阻值时,应先将两表笔短接看指针是否指在0Ω处。如不在0Ω处,需转动调零电位器调零后,再进行实际电阻的测量。

④当测量具有大电容电路中的电阻时,电容上的充电电荷必须放掉以后再测量,用几百欧的电阻短接电容器两端子即可。

⑤如果测量叠加在直流电压上的交流分量,可在表笔上串接一只0.1μF的电容,以便隔离直流分量。有些万用表中设有内置电容。一般不能测50kHz以上的交流信号。

1.2.4 万用表的使用注意事项

1.指针式万用表的使用注意事项

①万用表的表头是动圈式电流表,指针摆动是由线圈的磁场驱动的,因而测量时要避开强磁场环境,以免造成测量误差。

②万用表内的电池是在测量电阻值时起作用的,电池的电量消耗以后,要重新进行0Ω调整,测量才能正确。更换新电池后也要重新进行0Ω调整。

③测量直流电路时一定要注意极性,当反接时,指针会向反向偏转,严重时甚至会打坏表头。

2.数字式万用表的使用注意事项

①由于数字式万用表属于多功能精密电子测量仪表,因此在使用之前,应仔细阅读数字式万用表的说明书,熟悉电源电路开关、功能及量程转换开关、功能键/开关(如读数保持键、DC/AC切换开关、存储键等)、输入端口以及专用端口(如三极管端口h、电容器端FE口CAP等)、仪表附件(如测温探头、高压探头、高频探头等)的作用。

②还应注意该仪表的极限参数。掌握出现过载显示、极限显示、低电压指示以及其他声光报警的特征。例如在测量过程中,如果液晶显示屏的最高位显示数字为“1”,而其他位消隐,说明当前数字式万用表已过载,应及时选择更高的量程再测量。

③在刚开始测量时,数字式万用表可能会出现跳数现象,应等到液晶显示屏上所显示的数值稳定后再读数,这样才能确保读数的正确。

④测量电压时,数字式万用表与被测电路并联。由于数字式万用表具有自动转换并显示极性的功能,因此,在测量直流电压时不必考虑表笔的接法。测量电流时,数字式万用表与被测电路串联,同样不必考虑表笔的接法。但是当被测电流源内阻很小时,应尽量选择较大的电流量程,以减小分流电阻上的压降,提高测量的准确度。

⑤测量电阻、检测二极管和检查线路通断时,红表笔应接V/Ω插孔(或mA/V/Ω插孔)。此时,红表笔带正电,黑表笔接COM插孔而带负电。这与指针式万用表的电阻挡正好相反。因此,在检测二极管、发光二极管、三极管、电解电容器、稳压二极管等有极性的元器件时,必须注意表笔的极性。

第2章 电磁炉常用元器件

2.1 电阻器的种类、命名及检测

电阻器是电磁炉和其他电子设备中应用最广泛、需求量最大的基本元器件之一,电阻器在电路中多用来进行分压、分流、限流等。电磁炉使用的电阻器对参数的要求比较严格,采用的规格和种类也比较多。本节将详细介绍电磁炉中常用的一些电阻器的种类、命名、标识及检测方法,以便读者能够正确地识别、使用、代换及判断它的好坏。

2.1.1 电阻器的种类

电阻器按照其结构和性能的不同,可以分为固定电阻器、可变电阻器和敏感型电阻器三大类。

1.固定电阻器

固定电阻器通常按照结构和外形可分为线绕电阻器和非线绕电阻器两大类。功率比较大的电阻器常常采用线绕电阻器,线绕电阻器是用镍铬合金、锰铜合金等电阻器丝绕在绝缘支架上制成的,外面涂有耐热的釉绝缘层。非线绕电阻器主要可以分为薄膜电阻器、玻璃釉电阻器和实心电阻器。

固定电阻器的电路图形符号如图2-1中所示,其中符号R表示电阻器,只有两根引脚沿中心轴线伸出,一般情况下不分正、负极性。图2-1 固定电阻器的电路图形符号(1)薄膜电阻器

薄膜电阻器是利用蒸镀的方法将具有一定电阻率的材料蒸镀在绝缘材料表面制成的,功率比较大。常用的蒸镀材料不同,因而薄膜电阻器有碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化物膜电阻器和合成碳膜电阻器之分。

①碳膜电阻器。碳膜电阻器是将碳在真空高温条件下分解的结晶碳蒸镀沉积在陶瓷骨架上制成的,碳膜电阻器的外形如图2-2所示。碳膜电阻器的电压稳定性好、造价低,因此碳膜电阻器是使用得比较多的类型,普通电子产品中大多采用碳膜电阻器。其中间是一个陶瓷的实心体,在陶瓷的外面有一层碳膜,也就是在真空高温条件下蒸镀的晶体碳,用控制碳膜的厚度和刻槽的方法来控制电阻器阻值的大小。碳膜的两端具有一定的电阻值,在碳膜电阻器引线的两边都有端帽,它的数值用色环标在电阻器的表面上。色环颜色不同、位数不同,表示的数值也不同。看到电阻器表面上色环的颜色就可以知道电阻器的阻值。

②金属膜电阻器。金属膜电阻器是由金属或合金材料在真空高温条件下加热蒸发沉积在陶瓷骨架上制成的电阻器,不过合金材料也可以采用化学沉积和高温分解等其他方法制作,但采用最多的方法还是蒸镀法,其外形如图2-3所示。金属膜电阻器具有较好的耐高温性能,温度系数小,热稳定性好,噪声小。与碳膜电阻器相比,在同等条件下其体积也比碳膜电阻器小得多,但是它的脉冲负荷稳定性差,造价也较高。图2-2 碳膜电阻器图2-3 金属膜电阻器

③金属氧化膜电阻器。金属氧化膜电阻器是将锡和锑的金属盐溶液进行高温喷雾沉积在陶瓷骨架上制成的。因为采用高温喷雾技术,所以它的膜层均匀,与陶瓷骨架结合得紧密且牢固,比金属膜电阻器的性能更为优越,它的外形如图2-4所示。由于金属氧化膜电阻器是由金属盐溶液喷雾制成的,因此有抗氧化、耐酸、抗高温等优点,不过它的阻值一般偏小,只能用作低阻值电阻器。

④合成碳膜电阻器。合成碳膜电阻器是由炭黑、填料和一些有机黏合剂调配成悬浮液喷涂在绝缘骨架上,再进行加热聚合而制成的。合成碳膜电阻器是一种高压、高阻的电阻器,通常它的外层被玻璃壳封死,外形如图2-5所示。合成碳膜电阻器的生产工艺、设备简单,因此它的价格低廉,不过它的抗湿性和电压稳定性差,频率特性不好,噪声大,不适用于通用电阻器的应用场合。(2)玻璃釉电阻器

玻璃釉电阻器是将银、铑、钌等金属氧化物和玻璃釉黏合剂调配成浆料喷涂在绝缘骨架上,再进行高温聚合而制成的,它的外形如图2-6所示。这种电阻器具有耐高温、耐潮湿、性能稳定、噪声小、阻值范围大等特点,因此有较好的发展前景。(3)实心电阻器

实心电阻器是由有机导电材料或无机导电材料与一些不良导电材料混合并加入黏合剂后压制而成的。图2-4 金属氧化膜电阻器图2-5 合成碳膜电阻器

①有机合成实心电阻器。有机合成实心电阻器是将炭黑、石墨等导电物质和填料混合并加入黏合剂后压制在塑料壳内制成的,它的外形如图2-7所示。虽然实心电阻器的成本低,但阻值误差大,稳定性差,因此不适用于要求较高的电路。图2-6 玻璃釉电阻器图2-7 有机合成实心电阻器

②无机合成实心电阻器。由于无机合成实心电阻器在电路中不常见,所以此处就不详细介绍。(4)熔断电阻器

熔断电阻器又叫保险丝电阻器,为线绕电阻器,其外形及电路图形符号如图2-8所示。它是一种具有电阻器和过流保护保险丝双重作用的元件,在正常情况下具有普通电阻器的电气功能。在电子设备当中常常采用熔断电阻器,从而起到保护其他元器件的作用。在电流较大的情况下,熔断电阻器熔化断裂,从而保护整个设备不再过载。(5)水泥电阻器

水泥电阻器采用陶瓷、矿质材料包封,绝缘性能优良,散热好、功率大,具有优良的阻燃、防爆特性。其内部电阻丝选用康铜、锰铜、镍铬合金等合金材料,有较好的稳定性和较强的过负载能力。其电阻丝同焊脚引线之间采用压接方式,在负载短路的情况下,可迅速在压接处熔断,在电路中起限流保护的作用。水泥电阻器外形及电路图形符号如图2-9所示。图2-8 熔断电阻器的外形及电路图形符号图2-9 水泥电阻器的外形及电路图形符号(6)排电阻器

排电阻器(简称排阻)是一种把按一定规律排列的分立电阻器集成在一起的组合型电阻器,也称集成电阻器或电阻器网络,其外形及电路图形符号如图2-10所示。图2-10 排电阻器的外形及电路图形符号

2.敏感型电阻器(1)压敏电阻器

压敏电阻器是敏感型电阻器中的一种,是利用半导体材料的非线性特性制成的,当外加电压达到某一临界值时,电阻器的阻值急剧变小。压敏电阻器的外形及电路图形符号如图2-11所示,它具有平均持续功率小、残压低、响应时间快、体积小等特点。图2-11 压敏电阻器的外形及电路图形符号(2)热敏电阻器

热敏电阻器大多由单晶或多晶半导体材料制成,它的阻值会随温度的变化而变化。若温度升高时阻值明显减小,而温度降低时阻值显著增大,则称为负温度系数电阻器。也有阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻器。热敏电阻器的外形及电路图形符号如图2-12所示。图2-12 热敏电阻器的外形及电路图形符号(3)湿敏电阻器

湿敏电阻器的阻值特性是阻值随着湿度的变化而变化,其中正系数湿敏电阻器的阻值随着湿度的增大而相应地增大,负系数湿敏电阻器的阻值随着湿度的增大而相应地减小。湿敏电阻器常用作传感器,即用于检测湿度。湿敏电阻器的基本结构包括感湿层(或湿敏膜)、引线电极和具有一定强度的绝缘基体,其外形及电路图形符号如图2-13所示。湿敏电阻器的种类很多,常用的有硅湿敏电阻器、陶瓷湿敏电阻器和氯化锂湿敏电阻器等。图2-13 湿敏电阻器的外形及电路图形符号(4)光敏电阻器

光敏电阻器是一种对光敏感的元件,大多数是由半导体材料制成的。它利用半导体的光导电特性,使电阻器的电阻值随入射光线的强弱发生变化。当入射光线增强时,它的阻值会明显减小;当入射光线减弱时,它的阻值会显著增大。光敏电阻器的外形及电路图形符号如图2-14所示。图2-14 光敏电阻器的外形及电路图形符号

光敏电阻器的种类很多,由于所用导体材料不同,又可分为单晶光敏和多晶光敏电阻器。根据光敏电阻器的光谱特性,又可分为红外光光敏电阻器、可见光光敏电阻器及紫外光光敏电阻器等。(5)气敏电阻器

气敏电阻器是一种新型半导体元件,它是利用金属氧化物半导体表面吸收某种气体分子时会发生氧化反应或还原反应而使电阻值改变的特性制成的,可分为N型、P型和结合型气敏电阻器。N型气敏电阻器是由N型半导体材料制成的,P型气敏电阻器是由P型半导体材料制成的。

3.可变电阻器

可变电阻器一般有3个引脚,其中有2个定片引脚和1个动片引脚,另外设有一个调整口,可以通过它改变动片,从而改变该电阻器的阻值。可变电阻器的外形及电路图形符号如图2-15所示。图2-15 可变电阻器的外形及电路图形符号

2.1.2 电阻器的命名

根据我国国家标准,固定电阻器的型号命名由4个部分构成,具体如下所示:

敏感型电阻器的型号命名由3个部分构成,具体如下所示:

表2-1为主称部分的符号和含义对照表。表2-1 主称部分符号和含义对照表

表2-2为电阻器导电材料的符号和含义对照表。表2-2 电阻器导电材料符号和含义对照表

表2-3为电阻器类别符号和含义对照表。表2-3 电阻器类别符号和含义对照表

例如,RTG6表示6号大功率碳膜固定电阻器。

2.1.3 电阻器的标识

1.电阻器的直标法

直标法就是将电阻器的类别、标称电阻值及允许偏差、额定功率和其他主要参数的数值直接标在电阻器外表面上,具体如图2-16所示。

其中,标称阻值的单位符号有R、k、M、G、T,各自表示的含36义如下:R代表Ω;k代表kΩ,即10Ω;M代表MΩ,即10Ω;G代表912GΩ,即10Ω;T代表TΩ,即10Ω。

在电阻器上标注单位符号时,小数点可以省略。例如:0.67Ω的标称阻值,在电阻器外壳表面上标成“R67”;3.6Ω的标称电阻值,在电阻器外壳表面上标成“3R6”;3.6kΩ的标称电阻值,在电阻器外壳表面上标成“3k6”;3.32GΩ的标称电阻值,在电阻器外壳表面上标成“3G32”。图2-16 采用直标法的电阻器

2.电阻器的色标法

电阻器的色标法是指将电阻器的参数用不同颜色的色带或色点标识在电阻器表面上。常见的是4条或5条色环标识,具体如图2-17所示。图2-17 采用色标法的电阻器

不同颜色的色环代表的含义不同,相同颜色的色环排列在不同位置上时所代表的含义也不同,具体如表2-4所示。表2-4 色标法的含义表

2.1.4 电阻器的检测

1.电阻器的在路检测

具体操作步骤如下。

①将电路板的电源断开。

②对电阻器进行观察,看待测电阻器是否损坏,确保无烧焦、引脚断裂、引脚铜箔线断路以及虚焊等情况。

③用万用表对电阻器进行测量。如图2-18所示,将万用表的挡位拨至欧姆挡。左图中数字式万用表的量程和功能开关设置在200Ω挡位,右图中指针式万用表设置在R×1电阻挡。图2-18 将万用表的挡位拨至欧姆挡

④根据待测电阻器的表面标识调整挡位,选择正确的量程。

值得注意的是:万用表所设置的量程要尽量与电阻器标称值近似。例如,使用数字式万用表测量标称阻值为100Ω的电阻器时,最好使用“200”的量程;若待测电阻器的标称阻值为60kΩ,则需要选择“200k”的量程。总之,所选量程应与待测电阻器的阻值尽可能相对应,这样才能保证测量的准确。

⑤如果使用指针式万用表进行检测,则在量程设置好后,还需要进行调零校正。

⑥图2-19所示R88电阻器为待测电阻器,可以看到该电阻器是采用色标法进行标识的。通过标识,我们得知该电阻器的标称阻值为62Ω,允许偏差为±5%,因此可将万用表调至“200”挡。图2-19 当前的待测电阻器

⑦如图2-20所示,将万用表的红、黑表笔分别搭在电阻器两端引脚处,观察表盘,记录第1次测量的值R。1

⑧如图2-21所示,将红、黑表笔互换位置,再次测量,记录第2次测量的值R。这样做的目的是排除外电路中三极管PN结正向电阻2对待测电阻器阻值的影响。图2-20 电路板上电阻器的第1次测量图2-21 电路板上电阻器的第2次测量

⑨比较两次测量的阻值,取较大的作为参考值R,判断结果如下:若R等于或十分接近被测电阻器的标称阻值,可以断定该电阻器正常;若R大于被测电阻器的标称阻值,可以断定该电阻器损坏;若R远小于标称阻值(即有一定的阻值),此时并不能确定该电阻器是否损坏,还有可能是由于电路中并联有其他小阻值电阻器而造成的,这时就需要采用脱开电路检测的方法进一步检测证实。

2.电阻器的开路检测

对电路板上的电阻器进行开路检测有两种方法:一是使用电烙铁将电阻器一端引脚焊下,脱开电路板,然后再测量,如图2-22所示;二是切断电阻器一端引脚的铜箔线,然后再测量,如图2-23所示。

下面介绍检测未安装的电阻器的方法。如图2-24所示,以单独的色环标识为红、红、黑、金、紫色电阻器为例进行介绍。图2-22 焊下电阻器的一端引脚进行测量图2-23 切断电阻器一端引脚的铜箔线进行测量

①通过色环标识得知,该色环电阻器的标称值为22Ω,允许偏差为±0.1%。

②清除电阻器引脚上的脏污,以确保测量的准确性。

③将万用表设置成欧姆挡,若是使用指针式万用表,需要调零校正(即将两表笔短路使指针指在0Ω处)。

④根据电阻器的标称阻值选择合适的量程。数字式万用表调到“200”挡,指针式万用表调到“R×10”挡。图2-24 待测的色环电阻器

⑤如图2-25所示,将万用表的红、黑表笔分别搭在电阻器两端引脚上,观察表盘,记录所测得的电阻器阻值R。注意,手指不能同时碰到万用表的两支表笔或者电阻器的两个引脚。图2-25 单独电阻器的测量

⑥根据测得阻值R,判断检测结果如下:若R等于或十分接近标称阻值,可以断定该电阻器正常;若R远小于标称阻值,可以断定该电阻器已损坏,需要更换新电阻器;若R远大于标称阻值,可以断定该电阻器已开路,需要更换新电阻器;若R接近0Ω,说明该电阻器内部短路,需要更换新电阻器。

2.2 电容器的种类、命名及检测

2.2.1 电容器的种类

电容器按其结构的不同可分为固定电容器、可变电容器和半可调电容器(也称为微调电容器),其中可变电容器又分为单联电容器、双联电容器和四联电容器等。电容器按介质可分为纸介电容器、瓷介电容器、云母电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器、聚苯乙烯电容器、铝电解电容器、钽电解电容器等。

固定电容器是指一经制成后其电容量不再改变的电容器。固定电容器分为无极性和有极性两种,电路图形符号如图2-26所示。无极性电容器是指电容器的两个金属电极没有正、负极性之分,使用时两极可以交换连接。有极性固定电容器亦称为电解电容器,是指电容器的两极有正、负极性之分,使用时一定要使正极性端连接电路的高电位,负极性端连接电路的低电位,否则会引起电容器损坏。图2-26 有极性、无极性固定电容器电路图形符号

1.瓷介电容器

瓷介电容器属于无极性固定电容器,其外形如图2-27所示,一般用陶瓷材料作为介质,在陶瓷片上涂敷银而制成电极并焊上引出线。其外层常涂以各种颜色的保护漆,以表示其温度系数。瓷介电容器损耗小,稳定性好,耐高温高压,温度系数范围宽,且价格低,体积小。

2.云母电容器

云母电容器属于无极性固定电容器,其外形如图2-28所示,一般用云母作为介质。云母电容器的稳定性、精密度、可靠性都很高,介质损耗小,固有电感小,温度特性、频率特性好,绝缘电阻高,广泛用于高频电路等场合。图2-27 瓷介电容器的外形图2-28 云母电容器的外形

3.涤纶电容器

涤纶电容器属于无极性固定电容器,其外形如图2-29所示,一般采用的介质为涤纶薄膜。涤纶电容器的容量大、体积小,耐热性、耐湿性、耐压性都很好,成本低,但是稳定性差一些,适合在稳定性要求不高的电路及设备中使用。

4.玻璃釉电容器

玻璃釉电容器属于固定电容器,其外形如图2-30所示,使用的介质一般是玻璃釉粉压制的薄片,通过调整釉粉的比例,可以得到不同性能的电容器。玻璃釉电容器的特点是介电系数大,耐高温,抗潮湿性强,损耗小。图2-29 涤纶电容器的外形图2-30 玻璃釉电容器的外形

5.聚苯乙烯电容器

聚苯乙烯电容器属于无极性固定电容器,其外形如图2-31所示。聚苯乙烯电容器是以非极性的聚苯乙烯薄膜为介质制成的,特点是成本低,体积小,电阻大,损耗小,温度系数小,耐压高,抗化学药剂能力强,充电后的电荷量能保持较长时间不变。图2-31 聚苯乙烯电容器的外形

6.铝电解电容器

铝电解电容器区分正、负极性,特点是体积小、容量大、重量轻,其外形如图2-32所示。与无极性电容器相比,铝电解电容器的绝缘电阻小,漏电流大,频率特性差。铝电解电容器在电路中常作滤波、旁路及耦合之用,且限于频率较低的场合。铝电解电容器的耐压不高,在低压时优点突出。铝电解电容器的时间稳定性也较差,存放时间长易失效,容量和损耗会随温度的变化而变化,特别是在温度过低或过高的情况下更是如此。

7.钽电解电容器

钽电解电容器区分正、负极性,其外形如图2-33所示。它的特点是体积小,稳定性和温度特性好,机械强度高,漏电流小,寿命长,但价格高,常用于高精密电子设备中。图2-32 铝电解电容器的外形图2-33 钽电解电容器的外形

8.微调电容器

微调电容器的容量变化范围比可变电容器小,该类电容器主要用于调谐电路中,其外形及电路图形符号如图2-34所示。图2-34 微调电容器的外形及电路图形符号

2.2.2 电容器的命名

根据我国国家标准的规定,电容器型号命名由4个部分构成,具体如下:

表2-5为电容器材料的符号和含义对照表。表2-5 电容器材料的符号和含义对照表

表2-6为电容器类别的符号和含义对照表。表2-6 电容器类别的符号和含义对照表

例如,CDY5表示5号高压型铝电解电容。

2.2.3 电容器的标识

1.电容器的直标法

直标法就是将电容器的主要参数及技术指标直接标注在电容器外壳上,如图2-35所示。图2-35 电容器规格直标法

其中,标称容量的单位符号有m、n、μ、p等,各自表示的含义-3-9如下:m表示mF,即10F;n表示nF,即10F;μ表示μF,即-6-1210F;p表示pF,即10F。

标称容量有两种标注形式。

①字母、数字结合表示,用单位符号(字母)代替小数点进行描述。例如,336n表示336nF,3μ32表示3.32μF。

②用3位数字直接表示,其中第一位、第二位数为容量的有效数字,第三位上标数为倍乘数,即有效数字后边零的个数,单位统一默33认为pF。例如,66表示66×10pF,即0.066μF。

电容量的允许偏差也可以用字母表示,如表2-7所示。表2-7 允许偏差的字母表示

2.电容器的色标法

电容器的色标法是指在电容器外表面上用不同颜色的色带和色点标识其主要参数,具体的表示方法和电阻器的色环表示法基本相同。

2.2.4 电容器的检测

1.电容量小于6800pF的普通固定电容器的检测

因这类固定电容器的容量太小,用万用表进行测量,只能定性地检查其是否有漏电,以及内部有无短路或击穿现象。

①将待测普通固定电容器从电路板上卸下,并去除两端引脚上的污物,以确保测量时的准确性。

②将指针式万用表拨至欧姆挡。通常对于普通固定电容器阻值的测量可选用“R×10”挡。

③进行校正调零,然后将红、黑表笔任意搭在普通固定电容器两端引脚上。

④由于这类固定电容器的容量太小,不能判断是否存在开路现象。若在表笔接通的瞬间,表盘指针摆动一个较大角度,可以断定小电容漏电或击穿,如图2-36所示。

2.电容量为6800pF~1μF的普通固定电容器的检测

检测方法和电容量小于6800pF的普通固定电容器的检测方法是一样的,只是表盘指针摆动的情况不同,判定的结果也就有所不同。

①如图2-37所示,若在表笔接通的瞬间,可以看到指针有一个小的摆动后又向回摆动,可以断定该电容器正常。图2-36 表盘指针摆动情况(一)图2-37 表盘指针摆动情况(二)

②若在表笔接通的瞬间,可以看到指针有一个很大的摆动,如图2-38所示,可以断定该电容器已击穿或严重漏电。图2-38 表盘指针摆动情况(三)

③若表盘指针几乎没有摆动,如图2-39所示,可以断定该电容器已开路。图2-39 表盘指针摆动情况(四)

3.使用数字式万用表进行电容的测量

①将普通固定电容器的引脚擦拭干净,并确保引脚无折痕、断裂现象。

②将数字式万用表的量程开关置于所需要的挡位,并将被测电容器的引脚插入“Cx”电容器输入插孔内,读取万用表显示值,如图2-40所示。图2-40 用数字式万用表测量普通固定电容器

值得注意的是,在测量前应先对被测电容器进行放电,以免损坏仪表。

③若所测电容值等于或十分接近标称容量,可以断定该电容器正常;若所测电容值远小于标称容量,可以断定该电容器已经损坏。

不同数字式万用表的使用方法不太相同,读者可以根据实际情况进行具体操作。

2.3 电感器的种类、命名及检测

2.3.1 电感器的种类

电感器的使用场合广泛,种类繁多,有各种不同的分类方法,下面仅介绍电磁炉中常用的几种电感器。

1.空心线圈

空心线圈没有磁芯,通常匝数较少,电感量小,所以在需要微调空心线圈电感量时,可以调整线圈各匝之间的间隙大小。为了防止线圈各匝之间的间隙变化,实际电路中调试完成后用石蜡加以密封固定,这样还可以防止线圈受潮。图2-41所示为空心线圈的外形及电路图形符号。

2.磁棒线圈

磁棒线圈的基本结构是在磁棒上绕制线圈,如图2-42所示。线圈可以在磁棒上左右移动,以调整电感量的大小。当线圈在磁棒上的位置调整适当后,应将线圈用石蜡固定在磁棒上,以防止左右滑动而影响电感量的大小。图2-41 空心线圈的外形及电路图形符号图2-42 磁棒线圈的外形及电路图形符号

3.磁环线圈

磁环线圈的基本结构是在磁环上绕制线圈,如图2-43所示,磁环的存在大大增加了线圈电感的稳定性。磁环的大小、形状以及铜线的绕制方式都对线圈的电感量有决定性的影响。

4.固定色环电感器

固定色环电感器在电路中固定安装,它是一种磁芯线圈,将线圈绕制在软磁铁氧体基体上,再用环氧树脂或塑料封装,并在其外壳上标以色环以表明电感量的数值,性能比较稳定,体积小巧,其外形如图2-44所示。常见的色环电感器一般采用轴向引出线,色环的标示规则和色环电阻器一致。图2-43 磁环线圈的外形及电路图形符号图2-44 固定色环电感器的外形及电路图形符号

5.固定色码电感器

固定色码电感器属于小型的固定电感器,其体积小,安装方便,性能和色环电感器相似,但是外形略微不同,如图2-45所示。图2-45 固定色码电感器的外形及电路图形符号

2.3.2 电感器的命名及标识

固定电感器的型号命名方法各生产厂家各不相同,国内比较常见的型号命名由3个或4个部分构成,具体如下:

可以将电感器的标称电感量、允许偏差、最大直流工作电流等主要参数直接标注在电感器的外壳上,其中标称电感量的单位是μH(微亨)。也可以采用色标法标明电感器的主要参数。电感器的色标法和电阻器的四环色标法相似,第一条色环表示电感量的第一位有效数字,第二条色环表示第二位有效数字,第三条色环表示倍乘数n(即10),第四条色环表示允许偏差。不同颜色的色环以及相同颜色、不同排列位置的色环,其表示的含义都不一样。

2.3.3 电感器的检测

1.电感器故障的判断

使用万用表检测电感器,通常只能通过检测电感器的通断来判别电感器的好坏。为了确保检测准确,通常采用开路法进行检测。

①将待测色码电感器从电路板上卸下,并去除两端引脚上的污物,以确保测量准确。

②将指针式万用表拨至欧姆挡,对于色码电感器阻值的测量,可选用“R×1”挡或“R×10”挡。

③进行调零校正后,将万用表的红、黑表笔分别搭在色码电感器两端的引脚上,如图2-46所示。此时,即会测得当前电感器的阻值。在正常情况下,应能够测得一个固定的阻值。图2-46 测量色码电感器的阻值

④如图2-47所示,当被测电感器的阻值趋于0Ω时,则表明电感器内部有短路故障。图2-47 指针趋于0Ω

⑤如图2-48所示,如果被测电感器的阻值趋于无穷大,可选择最大阻值量程继续检测。若阻值仍趋于无穷大,则表明被测电感器已损坏。图2-48 指针趋于无穷大

2.电感值和品质因数的测量

值得注意的是,使用万用表通常只能通过对电感器阻值的测量来初步判断电感器的好坏。如果需要对电感量及品质因数(Q值)进行测量,则需要使用专门的测量仪器。图2-49所示为电感测量仪的外形图。图2-49 电感测量仪

使用电感测量仪可以方便地完成对电感量及品质因数Q的测量,将测量值与待测电感器的标称值进行比较,即可检测出电感器性能的优劣。

2.4 变压器的种类、命名及检测

2.4.1 变压器的种类

变压器的种类很多,但它们的基本结构相近,主要由初级绕组、次级绕组、铁芯以及外壳等组成。变压器通常只有一组初级绕组,但是次级绕组可以是一组,也可以是多组,而且次级绕组可以有抽头。变压器的变化主要体现在次级绕组上。

1.电源变压器

电源变压器主要用来给不同的元器件、电路提供交流低压,再经整流、滤波和稳压后输出直流低压。电源变压器的种类很多、外形各异,但基本结构大体一致,主要由铁芯、线圈、线框、固定零件和屏蔽层构成,其外形及电路图形符号如图2-50所示。该变压器有2个初级绕组和3个次级绕组。

2.开关变压器

开关变压器是高频脉冲变压器,它应用于开关电源中。由于工作频率较高(1~50kHz),因而其体积较50Hz的电源变压器小得多,如图2-51所示。开关变压器的主要功能是将高频高压脉冲变成多组高频低压脉冲。图2-50 电源变压器的外形及电路图形符号图2-51 开关变压器的外形

2.4.2 变压器的命名

变压器的型号命名一般由3个部分构成,具体如下:

表2-8为变压器主称字母代号和含义对照表。表2-8 变压器主称字母代号和含义对照表

2.4.3 变压器的检测

变压器的检测十分简单,首先在电路板上找到需要检测的变压器。如图2-52所示,这是一个十分典型的电源变压器,初级绕组有5个引脚,次级绕组有7个引脚。具体的检测步骤如下。图2-52 电路板上的待测电源变压器

①查阅该变压器的等效电路,如图2-53所示,其初级绕组直接连接220V交流电源。

②根据等效电路可知,该变压器内部设有3个初级绕组,每个绕组两端引脚之间有固定的电阻值,一般为几十欧。具体检测方法如图2-54所示。图2-53 变压器的等效电路

③若是独立的绕组,不同绕组之间应该是隔离的,引脚之间的电阻值应该是无穷大。但是仔细观察该变压器各引线的焊接情况,发现各初级绕组引脚之间实际上是相互连接在一起的,如图2-55所示,不同绕组的两条引线用导线直接连接,或者不同绕组的两条引线一起焊接在同一个引脚上。图2-54 检测各初级绕组的电阻图2-55 各初级绕组的引线及焊接情况

④3个初级绕组实际上是串联的状态,因此,标识范围内的5个引脚,其中任意2个引脚之间都有固定的电阻值,如图2-56所示。图2-56 在标识范围内任意2个引脚之间都有固定的电阻值

⑤根据等效电路可知,变压器内部设有4个次级绕组,各个绕组两端引脚之间都有固定的电阻值,一般为几十欧。具体检测方法如图2-57所示。图2-57 检测各次级绕组的电阻值

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