Проверка радиоэлементов с помощью тестеров, мультиметров и простых измерительных схем

При отсутствии специализированных измерительных приборов можно использовать мультиметр или авометр.

Резисторы.

Резисторы проверяют омметром на соответствие измеренного сопротивления с его значением указанном на резисторе. Возможны следующие неисправности резистора: внутренний обрыв выводов, перегорание токопроводящего слоя, увеличение сопротивления сверх допустимого или потеря контакта движка с токопроводящем слоем переменного резистора. Перегорание токопроводящего слоя, как правило, легко определяется по чёрному кольцу обгоревшей краски на поверхности резистора.

При проверке переменных резисторов нужно измерять сопротивление резистора не только между крайними выводами, но и между одним крайним выводом и средним выводом движка при этом поворачивая ось резистора из одного крайнего положения в другое. Сопротивление должно изменяться плавно без скачков. Эту проверку удобнее делать стрелочным омметром. Затем измерение повторяют, подключая омметр между выводом движка и другим крайним выводом.

Все авометры и мультиметры имеют возможность измерять сопротивление резисторов. Всё различие состоит в диапазонах измерений. Так, например авометры позволяют измерять сопротивление от единиц и десятков Ом до 1÷5 МОм. Мультиметры позволяют измерять сопротивления от единиц Ом до 20÷200 МОм. Следует учесть, что у стрелочных приборов класс точности составляет 2,5÷4% и по шкале авометра сопротивление определяется с точностью 2÷3 разряда. У цифровых мультиметров класс точности составляет 0,8÷1% и на шкале определяется сопротивление с точностью 3÷4 разряда и только на пределе 200 МОм класс точности у некоторых мультиметров падает до 5%.

Конденсаторы.

Неисправности конденсаторов:  обрыв и короткое замыкание внутри конденсатора, уменьшение ёмкости конденсатора, увеличение тока утечки конденсатора. Уменьшению ёмкости и увеличению тока утечки, как правило, подвержены оксидные конденсаторы, у которых при длительной эксплуатации или при большом сроке хранения теряется ёмкость (высыхает электролит).

Наличие короткого замыкания в конденсаторе легко проверить любым омметром по нулевому показанию в режиме измерения сопротивлений.

Наличие обрыва проверить омметром невозможно из-за очень большого сопротивления изоляции диэлектрика конденсатора. Об обрыве слюдяного, плёночного, бумажного и воздушного конденсаторов можно судить по измеряемой ёмкости. Если она очень мала по сравнению с номинальной, то в конденсаторе имеется обрыв.

Оксидные конденсаторы имеют относительно большое сопротивление утечки и их удобно измерять стрелочным авометром, используя последний в режиме измерения сопротивлений в диапазоне единицы и десятки «МОм». В этом случае при подключении с учётом полярности щупов прибора к выводам конденсатора стрелка сначала отклоняется до нуля, а затем движется в сторону повышения показаний (заряд конденсатора). Чем больше ёмкость конденсатора, тем медленнее движется стрелка прибора. Если стрелка прибора установилась на отметках несколько мегом – конденсатор имеет малый ток утечки, а если показание в пределах сотни килом и меньше – ток утечки большой и конденсатор использовать не стоит.

Цифровым мультиметром также как и стрелочным можно проверить ток утечки оксидных конденсаторов, но это измерение занимает значительно большее время, так как время цикла одного измерения составляет около 1 секунды.

В последнее время для проверки оксидных конденсаторов используют измерение ESR - Equivalent Series Resistance (ЭПС - эквивалентное последовательное сопротивление) - одного из параметров конденсатора, характеризующий его активные потери в цепи переменного тока. Для этого используются специализированные приборы. Чем меньше ESR, тем лучше конденсатор.

Воздушные конденсаторы переменной ёмкости необходимо проверять омметром на замыкание пластин. Для этого по шкале омметра в режиме измерения «единиц Ом» и подключённого к выводам одной секции при плавном вращении оси конденсатора следят за бросками стрелки к нулевой отметке. Если их нет, то секция конденсатора исправна. Тогда проверяют остальные секции.

Некоторые авометры и мультиметры позволяют измерять ёмкость конденсаторов. В авометрах это довольно узкий диапазон ограничивающийся единицам и сотнями нанофарад с погрешностью 2,5÷4%. Необходимо учесть, что в этом режиме к авометру требуется подключать внешний источник переменного напряжения 120÷250 В, то есть измеряемые конденсаторы должны быть с рабочим напряжением не менее 250÷300 В.

Цифровые мультиметры позволяют измерять ёмкости от единиц нанофарад до десятков микрофарад. У цифровых мультиметров класс точности, как правило, составляет ≤2,5%. Несмотря на то, что у цифровых мультиметров разрешающая способность составляет на малом пределе 1÷10 пФ, погрешность при измерении малых ёмкостей может быть очень большой.

Катушки индуктивности.

Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы и автотрансформаторы имеют следующие неисправности: обрыв выводов или внутренний обрыв обмотки, короткое замыкание обмотки или отдельных витков.

В авометрах не предусмотрено измерение индуктивности. С помощью авометра можно измерить только активное сопротивление обмотки, но даже это не позволяет определить наличие короткозамкнутых витков. Для определения короткозамкнутых витков с помощью омметра поступают следующим образом. На трансформаторе выбирают обмотку с наибольшим числом витков и подключают к ней омметр, включенный на диапазоне измерении «единиц Ом» (наибольший ток). Один щуп прибора подключают одному концу обмотки с помощью зажима типа «крокодил». Ко второму концу обмотки прикасаются слегка влажными пальцами левой руки, а вторым щупом прибора держа его за металлический наконечник правой рукой касаются второго вывода обмотки. При размыкании щупа с выводом обмотки, если будет ощущаться лёгкий удар электрического тока, то обмотки трансформатор исправен, и наоборот, если удара нет, то с большой вероятностью короткозамкнутые витки есть. О наличии короткозамкнутых витков можно судить по быстрому и сильному нагреву трансформатора при включении трансформатора на холостом ходу (когда все вторичные обмотки отключены от нагрузки).

Большинство мультиметров не имеет возможности измерять индуктивность. В одном из немногих типов, например в мультиметре VC9808 заложена возможность измерения индуктивности на пределах 20мГн ÷ 20Гн с погрешностью 2,5÷5%.

Для измерения индуктивности основном используются RLC -измерители.

При оценке катушек индуктивности используемых для резонансных контуров часто необходимо знать добротность катушки – Q, добротность измеряется с помощью  Q- метров.

 

Полупровод н иковые диоды.

Полупроводниковые диоды имеют следующие неисправности: внутренние обрыв выводов, пробой или расплавление p-n -перехода. Существует много типов диодов, но наиболее часто приходится иметь дело с выпрямительными и импульсными диодами, стабилитронами и стабисторами, светодиодами. Все перечисленные диоды имеют малое сопротивление в прямом направлении и большое в обратном направлении. Проверку диодов можно проводить с помощью стрелочных авометров и цифровых мультиметров. Разница состоит в том. что у стрелочных авометров напряжение батареи омметра составляет 3-4,5 В, а в цифровых мультиметрах это источник с напряжением 0,7-0,9 В. Поэтому при проверке диодов в прямом направлении стрелочный омметр покажет малое сопротивление порядка единиц ом, а цифровой мельтиметр отобразит сопротивление порядка сотен ом – единиц килоом. При проверке обратного сопротивления разница в показаниях будет не столь существенна и на неё можно не обращать внимания. При проверке стрелочными авометрами диодов в прямом направлении обратить внимание на допустимое обратное напряжение диодов – оно должно быть больше напряжения питания омметра. Это особенно важно у светодиодов, так как у них U_обр не превышает 2÷3 В.

Полупроводниковые транзисторы.

Полупроводниковые биполярные транзисторы имеют следующие неисправности: внутренние обрыв выводов, пробой или расплавление p-n -переходов.

Полупроводниковые полевые транзисторы имеют следующие неисправности: внутренний обрыв выводов, пробой затвор – канал или расплавление канала.

Биполярные транзисторы

Большинство мультиметров и некоторые авометры имеют возможность проверять β - коэффициент усиления биполярных транзисторов. Этими же приборами можно проверить целостность переходов биполярных транзисторов, так как биполярный транзистор можно представить как встречно-последовательное соединение двух диодов.

Рис. 2.5. Представление биполярных транзисторов в виде схемы на диодах.

 

Единственно на что следует обратить внимание допускает ли базо-эмиттерный переход напряжение 2÷3 В (стрелочный авометр) в прямом направлении. У многих СВЧ транзисторов U_{бэ доп} находится в этих пределах.

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы с p-n- переходом можно представить, как показано на рис. 2.6. согласно этой схеме полевой транзистор можно прозвонить омметром. Как видно из схемы сопротивление канала можно проверить, изменяя полярность щупов омметра в обоих направлениях и сопротивление должно быть одинаковым. Затем можно проверить p-n- переход, как это делалось при проверке биполярных транзисторов или диодов.

Рис. 2.6.

Полевые транзисторы с изолированным затвором, особенно большой мощности можно также проверить с помощью омметра. Сопротивление канала проверяется также как и в предыдущем случае. Но так как тразисторы с изолированным затвором, то между затвором и каналом находится диэлектрик, следовательно, канал и затвор будут представлять собой конденсатор, который можно заряжать и разряжать при этом открывая и закрывая транзистор. В этом случае лучше собрать следующую схему для проверки полевого транзистора с изолированным затвором (см. рис. 13.6).

 

Как проверить полевой транзистор мультиметром? Перед любой проверкой полевого транзистора нужно разобраться с назначением и маркировкой его выводов: G (gate) — затвор, D (drain) — сток, S (source) — исток. Если маркировки нет или она не читается, придётся найти паспорт (datasheet) изделия с указанием назначения каждого вывода, причём выводов может быть не три, а больше, это значит, что выводы объединены между собой внутри. И также нужно подготовить мультиметр: подключить красный щуп к плюсовому разъёму, соответственно, чёрный к минусу, переключить прибор в режим проверки диодов и коснуться щупами друг друга, мультиметр покажет «0» или «короткое замыкание», разведите щупы, мультиметр покажет «1» или «бесконечное сопротивление цепи» — прибор рабочий. Про исправную батарейку в мультиметре говорить излишне. В разных типах транзисторов проверка может отличаться/ Подключение щупов мультиметра указано для проверки n-канального полевого транзистора, описание всех проверок тоже для n- канального типа, но если вдруг попадётся более редкий p -канальный полевик, щупы надо поменять местами. Понятно, что в первую очередь ставится задача оптимизации процесса проверки, чтобы пришлось как можно меньше выпаивать и паять деталей, поэтому посмотреть, как проверить транзистор, не выпаивая, можно на этом видео: Проверка полевика, не выпаивая является предварительной, она может помочь определить, какую деталь нужно проверить точнее и, может быть, заменить. При прозвонке полевого транзистора, не выпаивая, обязательно отключаем проверяемый прибор от сети и/или блока питания, вынимаем аккумуляторы или батарейки (если они есть) и приступаем к проверке. Чёрный щуп на D, красный на S, показание мультиметра примерно 500 мВ (милливольт) или больше — скорее исправен, показание 50 мВ вызывает подозрение, когда показание меньше 5 мВ — скорее неисправен. Чёрный на D, а красный на G: большая разность потенциалов (до1000 мВ и даже выше) — скорее исправен, если мультиметр показывает близко к пункту 1, то это подозрительно, маленькие цифры (50 мВ и меньше), и близко к первому пункту — скорее неисправен. Чёрный на S, красный на G: около 1000 мВ и выше — скорее исправен, близко к первому пункту — подозрительно, меньше 50 мВ и совпадает с предыдущими показаниями — видимо, полевой транзистор неисправен. Проверка показала предварительно по всем трём пунктам неисправность? Нужно выпаивать деталь и приступать к следующему действию: Проверка полевого транзистора мультиметром Для проверки полевого транзистора мультиметром, следуйте инструкциямВключает в себя подготовку мультиметра (смотри выше). Обязательно снятие статического напряжения с себя и накопленного заряда с полевика, иначе можно просто «убить» вполне себе исправную деталь. Статическое напряжение с себя можно снять, используя антистатический манжет, накопленный заряд снимается закорачиванием всех выводов транзистора. Прежде всего нужно учитывать, что практически все полевые транзисторы имеют предохранительный диод между истоком и стоком, поэтому проверять начинаем именно с этих выводов. Красный щуп на S (исток), чёрный на D (сток): показания мультиметра в районе 500 мВ или чуть выше — исправен, чёрный щуп на S, красный на D, показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление» — шунтирующий диод исправен. Чёрный на S, красный на G: показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление», норма, заодно зарядили затвор положительным зарядом, открыли транзистор. Не убирая чёрного щупа, переносим красный на D, по открытому каналу течёт ток, мультиметр что-то показывает (не «0» и не «1»), меняем щупы местами: показания примерно такие же — норма. Красный щуп на D, чёрный на G: показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление» — норма, заодно разрядили затвор, закрыли транзистор. Красный остаётся на D, чёрный щуп на S, показания мультиметра «1» или «бесконечное сопротивление» — исправен. Меняем щупы местами, показания мультиметра в районе 500 мВ или выше — норма. Вывод по итогам проверки: пробоев между электродами (выводами) нет, затвор срабатывает от небольшого (меньше 5В) напряжения на щупах мультиметра, транзистор исправен. Проверка IGBT (БТИЗ) мультиметром Про подготовку мультиметра повторяться не будем. IGBT транзистор имеет следующие выводы: G (gate) — затвор, К (C) — коллектор, Э (E) — эмиттер Начинаем прозванивать:

Как проводится проверка мультиметром гибридного БТИЗ транзистораКрасный на G, чёрный на E: мультиметр показывает «1» или «бесконечное сопротивление» — норма. Меняем щупы местами, показания те же — норма, заодно зарядили затвор отрицательным зарядом, закрыли транзистор. Чёрный на C, красный на E: мультиметр показывает «1» или «бесконечное сопротивление» — норма. Меняем щупы местами, когда есть шунтирующий диод, мультиметр покажет не«0» и не «1», а падение напряжения на диоде, если диода нет мультиметр покажет «1» или бесконечное сопротивление — норма. Вывод: по итогам проверки это изделие исправно.

 

 

При проверке полевых транзисторов необходимо обращать особое внимание на возможность пробоя транзистора электрическим зарядом, накопленным на руках и щупах омметра.