Резисторы

Тестирование светодиодов

Проверка светодиодов практически ничем не отличается от тестирования выпрямительных диодов. Как это делать, было описано выше. Светодиодную ленту (точнее ее smd элементы), инфракрасный светодиод, а также лазерный, проверяем по той же методике.

К сожалению, мощный радиоэлемент данной группы, у которого повышенное рабочее напряжение, проверить указанным способом не получится. В этом случае дополнительно понадобится стабилизированный источник питания. Алгоритм тестирования следующий:

собираем схему, как показано на рисунке. На блоки питания выставляется рабочее напряжение светодиода (указано в даташит). Диапазон измерения на мультиметре должен быть до 10 А. Заметим, что можно использовать зарядное устройство в качестве БП, но тогда необходимо добавить токоограничивающие сопротивление;

Измерение номинального тока на светодиоде

измеряем номинальный ток и выключаем блок питания;
устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 20 В, и подключаем прибор параллельно тестируемому элементу;
включаем блок питания и снимаем параметры рабочего напряжения;
сравниваем полученные данные с указанными в даташит, и на основании этого анализа определяем работоспособность светодиода.

Применение реостата

С течением времени параметры варистора меняются. Его порог срабатывания может сместиться, что приведет к выходу из строя всего прибора.

Для проверки действительного порогового напряжения, дополнительно к мультиметру, потребуется ЛАТР или реостат, включённый по схеме потенциометра, предохранитель в стеклянном или керамическом корпусе на 0,5-1 Ампер.

Для этого собирается схема, в которой к реостату подается электрический потенциал превышающий напряжение срабатывания варистора. К среднему подвижному контакту реостата подключается один вывод варистора, а ко второму предохранитель. Другой контакт предохранителя соединяется с одним из крайних контактов реостата.

Мультиметр подключается параллельно к варистору и переводится в режим вольтметра. Переключателем выбирается шкала, покрывающая значение входного напряжения собранной схемы.

Затем с помощью подвижного контакта реостата плавно изменяется напряжение от нуля и до срабатывания варистора. Это определяется по вольтметру. Сначала показания мультиметра будут расти, а потом сбросятся до нуля.

Последнее максимальное ненулевое значение и будет пороговым напряжением.

Предохранитель стоит для защиты варистора. При длительном прохождении тока силой в 1 Ампер варистор может даже взорваться от перегрева, хотя в коротком импульсе выдерживает токи в тысячи ампер.

Все повторяется после перемены полюсов питающего напряжения и замены предохранителя. Если показания мультиметра находятся в пределах, требуемых для нормальной работы схемы, то варистор работоспособен, иначе его нужно заменить. При использовании переменного тока переполюсовка контактов не требуется.

Проверка отдельных деталей

Разберем несколько деталей, при поломке которых выходит из строя схема, а вместе с этим и все оборудование.

Резистор

На различных платах данную деталь применяют довольно часто. И так же часто при их поломке происходит сбой в работе прибора. Резисторы несложно проверить на работоспособность мультиметром. Для этого необходимо провести измерение сопротивления.

При значении, стремящемся к бесконечности, деталь следует заменить. Неисправность детали можно определить визуально. Как правило, они чернеют из-за перегрева. При изменении номинала более 5%, резистор требует замены.

Диод

Проверка диода на неисправность не займет много времени. Включаем мультиметр на замер сопротивления. Красный щуп на анод детали, черный на катод – показание на шкале должно быть от 10 до 100 Ом.

Переставляем щупы мультиметра, теперь минус (черный щуп) на аноде – показание, стремящееся к бесконечности. Эти величины говорят об исправности диода.

Катушка индуктивности

Плата редко выходит из строя по вине этой детали. Как правило, поломка случается по двум причинам:

витковое короткое замыкание;
обрыв цепи.

Проверив значение сопротивления катушки мультиметром, при значении менее бесконечности – цепь не оборвана. Чаще всего, сопротивление индуктивности имеет значение в несколько десятков омов.

Определить витковое замыкание немного труднее. Для этого прибор переводим в сектор измерения напряжения цепи. Необходимо определить величину напряжения самоиндукции.

На обмотку подаем небольшой по напряжению ток (чаще всего используют крону), замыкаем ее с лампочкой. Лампочка моргнула – замыкания нет.

Шлейф

В этом случае следует прозванивать контакты входа на плату и на самом шлейфе. Заводим щуп мультиметра в один из контактов и начинаем прозвон. Если идет звуковой сигнал, значит, эти контакты исправны.

При неисправности одно из отверстий не найдет себе «пару». Если же один из контактов прозвонится сразу с несколькими – значит, пришло время менять шлейф, поскольку на старом короткое замыкание.

Микросхема

Выпускается большое разнообразие этих деталей. Замерить и определить неисправность микросхемы с помощью мультиметра достаточно тяжело, наиболее часто используют тестеры pci.

Мультиметр не позволяет провести замер, потому что в одной маленькой детали находится несколько десятков транзисторов и других радиоэлементов. А в некоторых новейших разработках сконцентрированы миллиарды компонент.

Определить проблему можно только при визуальном осмотре (повреждения корпуса, изменение цвета, отломанные выводы, сильный нагрев). Если деталь повреждена, ее необходимо заменить.

Нередко при поломке микросхемы, компьютер и другие приборы перестают работать, поэтому поиск поломки следует начинать именно с обследования микросхемы.

Тестер материнских плат – это оптимальный вариант определения поломки отдельной детали и узла. Подключив POST карту к материнке и запустив режим тестирования, получаем на экране прибора сведения об узле поломки. Выполнить обследование тестером pci сможет даже новичок, не имеющий особых навыков.

Стабилизаторы

Ответ на этот вопрос, как проверить стабилитрон, знает каждый радиотехник. Для этого переводим мультиметр в положение замера диода. Затем касаемся щупами выходов детали, снимаем показания. Меняем местами щупы и выполняем замер и записываем цифры на экране.

При одном значении порядка 500 Ом, а во втором замере значение сопротивления стремится к бесконечности – эта деталь исправна и годится для дальнейшего использования.

На неисправной — величина при двух измерениях будет равна бесконечности – при внутреннем обрыве. При величине сопротивления до 500-сот Ом – произошел полупробой.

Но чаще всего на микросхеме материнской платы сгорают мосты – северный и южный. Это стабилизаторы питания схемы, от которых поступает напряжение на материнку.

Определяют эту «неприятность» достаточно легко. Включаем блок питания на компьютере, и подносим руку к материнской плате. В месте поражения она будет сильно нагреваться.

Одной из причин такой поломки может быть полевой транзистор моста. Затем проводим прозвонку на их выводах и при необходимости заменяем неисправную деталь. Сопротивление на исправном участке должно быть не более 600 Ом.

Методом обнаружения нагревающего устройства, определяют короткое замыкание (КЗ) на некоторых деталях платы. При подаче питания и обнаружения участка нагрева, кисточкой смазываем место нагрева. По испарению спирта определяется деталь с КЗ.

Принцип работы

Работа любого омметра (включая и современные цифровые измерители) базируется на основном постулате электротехники – законе Ома. Согласно его условиям, чем больше сопротивление, тем меньше проходящий через него ток – при неизменном напряжении питания.

Омметру для работы необходим источник питания. Образуется запитанная электрическая цепь, в которой прибор, учитывая напряжение питания и ток, протекающий через замеряемый элемент, определяет сопротивление.

В Китае можно заказать никель-кадмиевую аккумуляторную батарейку на 8,4 В – 7 перезаряжаемых элементов по 1,2 В, упакованных в корпус такого же размера, ёмкостью до 200 миллиампер-часов – она даст близкое к 9 В питание, отчего прибор не выдаст существенную погрешность.

Такой способ – выход для тех, кто часто по работе замеряет сопротивление резисторов, спиралей и обмоток, «прозванивает» кабельные линии и т. д.: после примерно 1000 замеров обычная батарейка «села» бы.

Проверка мультиметром

Перед началом проверки на исправность полевого транзистора мультиметром, рекомендуется принять определенные меры безопасности, с целью предотвращения выхода транзистора из строя. Полевые транзисторы обладают высокой чувствительностью к статическому электричеству, поэтому перед их проверкой необходимо организовать заземление. Для снятия с себя накопленных статических зарядов, следует воспользоваться антистатическим заземляющим браслетом, надеваемым на руку. В случае отсутствия такого браслета можно просто коснуться рукой батареи отопления или других заземленных предметов.

Хранение полевых транзисторов, особенно с малой мощностью, должно осуществляться с соблюдением определенных правил. Одно из них заключается в том, что выводы транзисторов в этот период, находятся в замкнутом состоянии между собой. Конфигурация цоколей, то есть расположение выводов в различных моделях транзисторов может отличаться. Однако их маркировка остается неизменной, в соответствии с общепринятыми стандартами. Затвор по-английски означает Gate, сток – Drain, исток – Source, а для маркировки используются соответствующие буквы G, D и S. Если маркировка отсутствует необходимо воспользоваться специальным справочником или официальным документом от производителя электронных компонентов.

Проверку можно выполнить с помощью стрелочного омметра, но более удобной и эффективной будет прозвонка цифровым мультиметром, настроенным на тестирование p-n-переходов. Полученное значение сопротивления, отображаемое на дисплее, на пределе х100 численно будет соответствовать напряжению на р-п-переходе в милливольтах. После подготовки можно переходить к непосредственной проверке. Прежде всего нужно знать, что исправный транзистор обладает бесконечным сопротивлением между всеми его выводами. Прибор должен показывать такое сопротивление независимо от полярности щупов, то есть прикладываемого напряжения.

Современные мощные полевые транзисторы имеют встроенный диод, расположенный между стоком и истоком. В результате, при решении задачи, как прозвонить полевой транзистор мультиметром, канал сток-исток, ведет себя аналогично обычному диоду. Отрицательным щупом черного цвета необходимо коснуться подложки – стоку D, а положительным красным щупом – вывода истока S. Мультиметр покажет наличие прямого падения напряжения на внутреннем диоде до 500-800 милливольт. В обратном смещении, когда транзистор закрыт, прибор будет показывать бесконечно высокое сопротивление.

Далее, черный щуп остается на месте, а красный щуп касается вывода затвора G и вновь возвращается к выводу истока S. В этом случае мультиметр покажет значение, близкое к нулю, независимо от полярности приложенного напряжения. Транзистор откроется в результате прикосновения. Некоторые цифровые устройства могут показывать не нулевое значение, а 150-170 милливольт.

Если после этого, не отпуская красного щупа, коснуться черным щупом вывода затвора G, а затем возвратить его к выводу подложки стока D, то в этом случае произойдет закрытие транзистора, и мультиметр вновь отобразит падение напряжения на диоде. Такие показания характерны для большинства п-канальных устройств, используемых в видеокартах и материнских платах. Проверка р-канальных транзисторов осуществляется таким же образом, только со сменой полярности щупов мультиметра.

Принципы работы устройства

Перед тем как измерить сопротивление мультиметром, вспомним закон Ома, который лежит в основе этого процесса: сила тока, протекающая по отрезку цепи, прямо пропорциональна размеру напряжению и обратно пропорциональна размеру сопротивления на этом отрезке цепи. Другими словами, I=U/R, или сила тока = напряжение/сопротивление. Зная два параметра из указанных, определить третий очень просто.

Перед тем как проверить сопротивление мультиметром, требуется подготовить его к работе. Порядок настройки будет рассмотрен на примере типового тестера, который можно купить в любом магазине.

Как правило, участок разметки, который понадобится для измерения сопротивления, находится в верхней части окружности. Его обозначают греческой буквой омега (Ω). Он разделен на несколько секторов, каждый из них имеет цифровые обозначения, например, 20К или 200К, что обозначает 20 кОм и 200 кОм соответственно. Перед работой переключатель переводят в нужный сектор.

В комплект изделия для проверки измерения сопротивления входят щупы. Для удобства использования их окрашивают в различные цвета. Большой разницы, какого цвета щуп куда втыкать, нет. Правда, есть неписанное правило устанавливать черный щуп в гнездо со значением «СОМ», а красный — в гнездо с маркировкой «VCX+».

Проведение любых измерительных операций требует предварительного тестирования работоспособности самого мультиметра. У него может сесть батарейка и пропасть контакт в проводе, подходящий к щупу, могут окислиться контакты на щупах. Для тестирования работоспособности тестера надо его включить и прижать контакты щупов. Если он функционирует нормально, то на индикационной панели будет показан ноль или цифры, к нему стремящиеся. Указанных манипуляций достаточно для подтверждения того, что прибор работает нормально.

Основные виды и конструкции мультиметров

Все мультиметры делят на 2 вида:

Аналоговые (стрелочные) приборы, на панели которых определенным знаком или буквенным обозначением указывают шкалы измеряемых параметров:

Ω — шкала сопротивления;
I- или DCA — шкала показывает постоянный ток;
I ~ — шкала измерений переменного тока;
U- или DCV — шкала напряжения постоянного тока;
U~ или ACV — шкала напряжения переменного тока.

Пример обозначения режимов и пределов измерений на панели прибора

Чтобы понять, как пользоваться стрелочным тестером, надо разобраться в обозначениях и градуировке шкал для различных режимов. Для определения шкалы, на которой измеряется величина параметра, смотрите на обозначения с правой или с левой стороны. Надо отметить, что стрелочным тестером некоторые параметры измеряются более точно, чем цифровым, поэтому его предпочитают использовать инженеры, монтажники радиоэлектронного оборудования. Я для подбора нужных параметров радиодеталей пользуюсь стрелочным мультиметром. Механизмы, перемещающие стрелку прибора, чувствительны к механическим ударам, поэтому их используют на стационарных местах работы, стараются не возить на различные объекты в сумках с другими инструментами. Как пользоваться стрелочным тестером в различных режимах, разобраться не сложно, положения переключателя и обозначения одинаковы для всех моделей.

Внешний вид стрелочного мультиметра

Стрелка на тестере при измерениях отклоняется, указывая на определенную величину градуированной шкалы.

Цифровые приборы отображают значения в виде чисел на жидкокристаллическом дисплее, работать с тестером такого вида гораздо удобнее.

На всех приборах есть переключатель, устанавливающий режимы измерений, положение которого определяет и их пределы:

При измерении сопротивления в омах — три предела, до 10, 100 и 1000 Ом; (символ сектора на корпусе — Ω);
Пределы в измерениях в килоомах — 200k и 2000k;
При измерении постоянного напряжения в вольтах — 10; 50; 250 и 500 В; (символ V – или DCV);
Сектор измерения переменного напряжения имеет два предела — 200 и 750 V (символ V~ или ACV);
Постоянный электрический ток измеряется в амперах и миллиамперах, современные приборы могут измерять постоянный ток до 10 А, что обозначается надписями на корпусе возле разъема для измерений (символ DCA);
Постоянный ток малых величин измеряют в пределах 20; 200 mA, для проверки токов в электронных схемах.

Цифровые мультиметры Agilent различных модификаций

Для прозвонки проводов и кабелей переключатель режимов измерений устанавливается в положение, обозначенное диодом или знаком зуммера. На некоторых приборах есть разъемы для проверки транзисторов и других радиодеталей с «р-n-p» и «n-p-n» переходами (символ HFE).

Кроме перечисленных функций и органов управления в комплектацию мультиметров входят провода с щупами, для подключения прибора к контактам в цепи, между которыми производятся измерения параметров. В корпусе приборов сделаны разъемы, они могут размещаться в разных местах, но имеют стандартные обозначения, как правильно подключать щупы:

Черный провод подключается к контакту отрицательной полярности источника питания прибора. Обозначается буквами СОМ и символом заземления.
Красный провод подключается на клемму положительной полярности, с обозначением «VΩmA» — для измерений величин сопротивления, напряжения, постоянного тока в пределах 20 и 200 мА. Для замера постоянного тока в пределах до 10 А красный щуп переставляется в гнездо с обозначением «DCA max 10A».

Элементом питания для большинства моделей приборов служат батарейки типа «Крона» с напряжением 9 В. Вставлять ее надо, обязательно соблюдая полярности. При снижении напряжения батареи до 6,4 В большинство приборов показывают значения параметров с большими погрешностями. Поэтому внимательно следите за состоянием зарядки батареи. Не будем вдаваться в подробности сложных измерений, проводимых профессиональными инженерами, радиотехниками и электриками. Рассмотрим последовательность действий при измерении самых востребованных величин в бытовых условиях.

Особенности выбора

Сейчас на рынке представлено большое многообразие устройств от бытовых недорогих моделей, предназначенных для эпизодических измерений, до узкопрофессиональных тестеров, оснащённых специфическими функциями и возможностями. Запутаться в столь широком многообразии устройств несложно. Сориентироваться в выборе помогут следующие критерии:

Диапазон. Максимальные и минимальное возможные показания сопротивления. Особняком стоят мультиметры с расширенными функциями мегаомметров, которые больше востребованы профессиональными электриками.
Точность. Большое влияние на показатель имеет заявленная производителем погрешность измерения в определённом интервале температур.
Длина шкалы. Традиционно мультиметры отображают 4 знака. Боле сложные приборы оснащены расширенной индикацией.
Выбор диапазона. Автоматическое определение как опция может быть очень полезна при массовом тестировании разнородных компонентов, но эта функция удорожает прибор.
Температурный коэффициент. Параметр, существенно влияющий на точность измерений. Как правило, большинство приборов калибруется при температуре окружающей среды 20 °C. Устойчивость показаний к изменению температуры существенно влияет на цену мультиметра.
Скорость измерения. Для бытовых нужд несущественна. Большинство омметров делает приблизительно один замер в секунду, но в некоторых случаях этот параметр может определять выбор.
Возможность удалённого подключения. Оснащение портами для передачи данных заметно ускоряет некоторые процессы многократных замеров и обработки измерений.
Прочность, защищённость от влажности и портативность. Определяет условия, при которых тестер будет эксплуатироваться.

Алгоритм поиска неисправности

Визуальный осмотр

Любой ремонт начинается с внешнего осмотра платы

Нужно без приборов просмотреть все узлы и особое внимание обратить на пожелтевшие, почерневшие части и узлы со следами сажи или нагара. При внешнем осмотре вам может помочь увеличительное стекло или микроскоп, если вы работаете с плотным монтажом SMD компонентов

Разорванные детали могут указывать не только на локальную проблему, но и проблему в элементах обвязки этой детали. Например, взорвавшийся транзистор мог за собой утянуть и пару элементов в обвязке.

Не всегда пожелтевшая от температуры область на плате указывает на последствия выгорания детали. Иногда так получается в результате долгой работы прибора, при проверке все детали могут оказаться целыми.

Кроме осмотра внешних дефектов и следов гари стоит и принюхаться, чтобы проверить, нет ли неприятного запаха как от горелой резины. Если вы нашли почерневший элемент – нужно его проверить. У него может быть одна из трёх неисправностей:

Обрыв.
Короткое замыкание.
Несоответствие номиналу.

Иногда поломка бывает столь очевидной, что её можно определить и без мультиметра, как в примере на фото:

Проверка резистора на обрыв

Проверить исправность можно обычной прозвонкой или тестером в режиме проверки диодов со звуковой индикацией (см. фото ниже). Стоит отметить, что прозвонкой можно проверить лишь резисторы сопротивлением в единицы Ом — десятки кОм. А 100 кОм уже не каждая прозвонка осилит.

Для проверки нужно просто подключить оба щупа к выводам резистора, неважно это СМД компонент или выводной. Быструю проверку можно провести без выпаивания, после чего всё же выпаять подозрительные элементы и проверить повторно на обрыв

Внимание! При проверке детали не выпаивая с печатной платы, будьте внимательны – вас могут ввести в заблуждение параллельно стоящие элементы. Это актуально как при проверке без приборов, так и при проверке мультиметром

Не ленитесь и лучше выпаяйте подозрительную деталь. Так можно проверить только те резисторы, где вы уверены, что параллельно им в цепи ничего не установлено.

Проверка короткого замыкания

Кроме обрыва, резистор могло пробить накоротко. Если вы используете прозвонку – она должна быть низкоомной, например на лампе накаливания. Т.к. высокоомные светодиодные прозвонки «звонят» цепи сопротивлением и в десятки кОм без существенных изменений яркости свечения. Звуковые индикаторы с этой проверкой справляются лучше чем светодиоды. По частоте пищания можно судить о целостности цепи, на первом месте по достоверности находятся сложные измерительные приборы, такие как мультиметр и омметр.

Проверка на КЗ проводится одним способом, рассмотрим инструкцию пошагово:

Измерить омметром, прозвонкой или другим прибором участок цепи.
Если его сопротивление стремится к нулю и прозвонка указывает на замыкание, выпаивают подозрительный элемент.
Проверить участок цепи уже без элемента, если КЗ ушло – вы нашли неисправности, если нет – выпаивают соседние, пока оно не уйдет.
Остальные элементы монтируют обратно, тот после которого КЗ ушло заменяют.
Проверить результаты работы на наличие КЗ.

Вот наглядный пример того, что сгоревший резистор оставил следы на соседних резисторах, есть вероятность, что и они повреждены:

Резистор почернел от высокой температуры, на соседних элементах видны не только следы гари, но и следы перегретой краски, её цвет изменился, часть токопроводящего резистивного слоя могла повредиться.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить резистор мультиметром:

Измерение сопротивления мультиметром

Для замера к контактам проверяемого устройства присоединяются зажимы-«крокодилы» или щупы (в этом случае достаточно простого касания). Дисплей показывает реальное сопротивление на мультиметре. При этом в случае незамкнутой цепи возможно появление 1 в крайнем левом положении (базовый разряд устройства) вместо трех-четырехразрядного числа. Если щупы разомкнуты, показания прибора будут такими же.

Проверку сопротивления мультиметром начинают с максимального, превышающего предполагаемое значение, положения регулятора. Постепенно переключаясь на меньшие значения, уточняют действительную величину показателя. Изменение диапазона ведется по следующему принципу:

на экране нули – реальное значение намного меньше используемого;
появились значащие цифры, но первый разряд ноль – снижается показатель на одно деление;
необходимая точность замера сопротивления мультиметром считается достигнутой, если на экране отображается число больше единицы.

Тестирование варикапов

В отличие от обычных диодов, у варикапов p-n переход обладает непостоянной емкостью, величина которой пропорциональна обратному напряжению. Проверка на обрыв или замыкание для этих элементов осуществляется также, как у обычных диодов. Для проверки емкости потребуется мультиметр, у которого есть подобная функция.

Демонстрация проверки варикапа

Для тестирования потребуется установить соответствующий режим мультиметра, как показано на фото (А) и вставить деталь в разъем для конденсаторов.

Как правильно заметил один из комментаторов данной статьи, действительно, определить емкость варикапа, не оперируя номинальным напряжением невозможно. Поэтому, если возникла проблема с идентификацией по внешнему виду, потребуется собрать простую приставку для мультиметра (повторюсь для критиков, именно цифрового мульти метра с функцией измерения емкости верки конденсаторов, например UT151B).

Приставка к мультиметру для измерения емкости варикапа

Обозначения:

Резисторы: R1, R2 -120 кОм (да, два резистора, да последовательно, нет одним заменить нельзя, паразитную емкость, далее без комментариев); R3 – 47 кОм; R4 – 100 Ом.
Конденсаторы: С1 – 0,15 мкФ; С2 – 75 пФ; С3 – 6…30 пФ; С4 – 47 мкФ га 50 вольт.

Устройство требует настройки. Она довольно проста, собранное устройство, подключается к измерительному прибору (мультиметр с функцией измерения емкости)

Питание должно подаваться со стабилизированного источника питания (важно) с напряжением 9 вольт (например, батарея Крона). Меняя емкость подстрочного конденсатора (С2) добиваемся показания на индикаторе 100 пФ

Это значение мы будем вычитать от показания прибора.

Данный вариант неидеален, необходимость его практического применения вызывает сомнения, но схема наглядно демонстрирует зависимости емкости варикапа от номинального напряжения .

Список источников