深度工控

电阻性元件的测试

作者:汪文忠来源:深度工控网址:http://sdgongkong.com

(1)在线测试和离线测试

对电阻的测试又分为离线或在线测试。为了避免麻烦的拆焊,造成二次故障,对各类元件的测试,我们须要尽量采用在线测试方法,即不拆下元器件,不让元器件和PCB板有任何的分离,就可以通过各种测试来判断好坏。万用表在线测试电阻值是维修中频繁使用的方法,测试对象不单单限于电阻,一切因为损坏而导致阻值差异的元件或电路部分都可以通过测试阻值来判断。如图4.2所示,如果

对比测试.png

图4.2 相同电路板或电路部分的对比阻值测试

选取相同的参考点,那么完全相同的电路部分节点,对参考点的阻值是一样的,如果有明显不一样,就提供了可能的故障线索。这些测试在线就能操作,简单却非常有效。(深度工控,电路板维修技术专栏)。

(2)在线测试阻值好坏判定

在线测试电阻,如果显示的阻值比标称阻值大,则判断该电阻损坏;如果显示阻值比标称阻值小,则看一下这个电阻标称范围,如果该电阻阻值在几百千欧姆以上,则需要考虑电路板脏污对电阻值的影响,可以用洗板水清洗电阻附近电路板,使用热风枪吹干洗板水后再次测试,观察与之前测试值有没有大的变化,对于100k欧姆以下电阻,如果测试阻值比标称阻值小,可以基本不必理会。电阻的大多数实质性的损坏表现为阻值变大或开路,阻值变小极为少见,且大多是因为电路板脏污引起的并联效应,对于运算放大器周边的大阻值电阻尤其明显,所以,在维修与运算放大器相关的模拟电路时,应该引起注意。另外,在线测试时,应该注意电容并联的影响,经常有维修人员测试并联在大滤波电容上的泄放电阻时发现阻值很大,怀疑损坏,拆下后再测试又是好的。

(3)万用表的选择

测试电阻时,选择万用表很重要。数字表能显示精确电阻值,定量测量有优势;指针万用表指针偏转显示阻值比较快速直观,定性对比测试阻值则更胜一筹。

在线测量判断某个电阻是否损坏时,一定要使用数字万用表,因为指针万用表的指针偏转受电路板上并联的非线性元件如二极管三极管等影响很大。

普通低档数字万用表常采用双积分AD转换器来实现测试量的数字化,虽然这种方式能保证测量精度并且抗干扰能力强,但是稳定显示速度不够快。很多维修情况下,测试阻值是大量重复的工作,如果需要测试的电阻数量较多,就会比较耗时。所以工控维修适宜选用2秒之内就能稳定显示阻值的万用表,如福禄克179 189 289等型号,一般宣称能测量真有效值的万用表,速度都可以满足要求。

指针万用表用来对比阻值非常有优势。当手头有两块相同的电路板或者含有完全相同电路部分的一块电路板,常规方法一时又难以找到故障时,对比测试往往会使得维修工作“柳暗花明又一村”。指针万用表的内阻相对数字万用表要小,在对比测试时,测试大阻抗元件如MOS集成电路的对地或者对电源阻值时,数字万用表由于有很高内阻,电路噪声干扰的效果很明显,结果显示阻值会不稳定,胡乱跳动,而使用指针万用表就不存在这些问题,阻值差异会体现得比较明显。

(4)通断测试的用法

通断测试,实质也是测试电阻值,有不少故障是断线或开路引起,判断具体断路点才能修复故障。万用表有一个蜂鸣器档位,测试的阻值小于某个值时,蜂鸣器就响起,可以通过这个功能来判断电路板上细小的铜箔走线的来龙去脉,还可以判断电感、变压器的线圈的通断,了解线圈的连接去向,还可以判断小阻值电阻的大致好坏,听声音比直接看阻值要快速。

多芯片电路板的损坏,很多情况下表现为某个芯片电源端短路或者芯片管脚在内部对电源正负端短路,因此,使用电阻扫描法定位短路点比较方便快捷。具体操作方法是:以福禄克189型万用表为例,将万用表档位置于蜂鸣器通断测试,如果不改变量程,此档位将默认小于20Ω时,蜂鸣器响起,可以将黑表笔接GND,然后红表笔扫芯片其它管脚,当蜂鸣器响起时,观察万用表上显示的电阻值,如果显示接近0Ω,说明此管脚在电路板上走线是与GND连接的,可不用理会,如果显示1Ω以上,则可能有短路故障存在。对于管脚与VCC短路,可以红表笔接VCC,黑表笔扫其它管脚。有些短路,表现并不是特别明显,阻值可能超过20Ω,则可以改变蜂鸣器判断响起的量程,如福禄克189可以设置小于20Ω 200Ω 2KΩ响起。

(5)电桥DCR功能测试微小阻值电阻

小阻值的元件,如电感线圈、变压器线圈、毫欧姆级别采样电阻,使用万用表并不能判断好坏,而使用电桥的DCR(直流电阻)测试功能则可以明显区分阻值大小。如果有相同电路板的元件,就可以通过对比测试来判断两个焊点之间是完全连接,还是通过小阻值线圈连接,这对于开关电源的变压器跑电路,分析电路走向很有意义。

公共电源的短路,例如VCC和GND短路,因为跨接在VCC和GND之间的元件很多,哪一个元件都可能是短路元件,用一般的方法不容易找到故障点,除了使用电烧法以外,使用数字电桥测试直流电阻值也不失为一个便捷的方法。具体就是分别测试元件的VCC和GND管脚之间的阻值,阻值最小的那个元件就是短路元件。这个方法基于的原理就是,PCB铜箔走线也是有电阻值的,真正短路的那个元件电源管脚的电阻值就是内部真实的短路电阻值,而其它元件电源端测试的电阻值除了那个短路元件的内部短路电阻值,还要加上他们之间铜箔走线的电阻值,这两个电阻值是一个串联的关系。这个铜箔走线电阻值,普通万用表分辨不出来,必须使用数字电桥。

(6)选择合适的测试档位

测试元件的电阻值时,无论万用表还是数字电桥,都会施加一个电压给元件,加电压我们要尽可能模拟实际电压,所以在选择测试档位的时候我们要灵活使用。一般数字万用表,可以提供3-5V的开路测试电压,而指针万用表x10K档位可以提供11V以上的电压。曾经测试一款MLCC(多层陶瓷电容器)电容时,发现使用数字万用表测试不出损坏电容和正常电容有任何的不同,使用指针万用表x1 x10 x100 x1K档位也没有明显不同,而使用x10k档位测试时,发现损坏的电容有明显漏电现象。

(7)电阻(阻抗)比较法维修电路板

有些元件即使不是电阻元件,但是通过测试电阻值来判断好坏也是常用的,特别是对比阻值寻找故障的情况。相同电路结构,两个对应节点之间的电阻值应该是一致的,如果不一致,就为我们寻找故障点提供了线索。进行这类对比测试时应该注意以下情况:功能相同的芯片可能采用不同厂家或批次的产品,因为芯片的制造工艺不同,可能内部的电阻值会存在差异。另外在对比测试时,要注意参考点的选取,隔离电路的参考点隔离前后级不能相互参考。比如光耦测试前级电路时,不能以后级电路的地做参考,测试后级电路时也不能以前级电路地做参考;测试变压器初级线圈的相关电路时,不能从次级线圈的电路选择参考点,反之亦然,测试变压器次级线圈的相关电路时,也不能以初级线圈的电路做参考。

做阻值对比测试宜使用指针万用表,因为指针万用表的输入阻抗相对数字万用表低,在对比高阻抗输入元件(如CMOS电路)时,指针表不会出现数字万用表那种阻值飘忽不定的情况,而且指针万用表还有一档x10k阻值测试功能,此档可提供10V以上的电压,可以把相对高电压下元件的表现差异体现出来,避免漏掉某些不稳定元件的情况。

对比阻值测试时,使用万用表只能测试直流电阻,测试值稳定后,电路的电容值及电感值参数并未体现出来,而使用电桥对比阻抗,则电阻、电容、电感各种参数都会通过阻抗值体现出来。

使用数字电桥做阻抗对比时,宜选用1khz,1V以上电压,这样就可以把半导体元件也考虑进去,因为0.7V以上电压PN基本都可以导通了,对比如有异常,也就可以通过阻抗体现出来。当然频率值的选取可以依据情况改变,尽量能够接近器件的实际工作频率。




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