2.2 敏感电阻器的检测
【要点】
敏感电阻器是指阻值随某些外界条件的改变而变化的电阻器。敏感电阻器种类很多,常见的有热敏电阻器、压敏电阻器、光敏电阻器、湿敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器等。检测敏感电阻器主要是在外界条件改变时,利用万用表的电阻挡来检测敏感电阻器的阻值是否会发生变化,是否符合变化规律性。
2.2.1 热敏电阻器的检测
热敏电阻器是一种对温度变化敏感的电阻器,又称半导体热敏电阻器。热敏电阻器的基本特点是当温度变化时其阻值也会随着发生显著的变化,其伏安特性曲线呈非线性。
热敏电阻器主要分两种。阻值随温度升高而增加的热敏电阻器称为正温度系数热敏电阻器(用字母 PTC 表示),这种电阻的主要组成材料由钛酸钡掺和稀土元素烧结而成。另一种热敏电阻器是阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻器(用字母NTC表示),这类电阻器主要由锰、钴、镍、铁、铜等过渡金属氧化物混合烧结而成。
检测热敏电阻器可按图2-9、图2-10的方法,用万用表电阻挡测量热敏电阻器的标称阻值,然后把被测电阻靠近烧热的电烙铁,看阻值是否变化,如果变化较明显,则说明此电阻器是好的。如图2-9中用 R×100挡测得标称电阻值为2.15kΩ,加热后测得电阻值为1.02kΩ,如图2-10所示。一般电子爱好者经常采用负温度系数的热敏电阻器。
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图2-9 用万用表测试热敏电阻器的标称电阻值
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图2-10 用万用表测试热敏电阻器加温后的电阻值
【知识要诀】
检测热敏电阻器,用表先测标称值,
随后电阻靠烙铁,阻值改变是好的。
2.2.2 压敏电阻器的检测
压敏电阻器是一种电压敏感元件。当电阻器上的外加电压增加到某一临界值(标称电压值)时,其阻值将急剧减小,压敏电阻器的伏安特性如图2-11所示。压敏电阻器这一特征广泛应用于电冰箱、彩色电视机、收录机等电器中,起过电压和防雷等保护作用。
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图2-11 压敏电阻器的伏安特性
压敏电阻器的工作电压范围宽(6~3000V),对过电压脉冲响应快(几十纳秒),耐冲击电流能力强(可达100A~2kA),漏电流小(几十微安),电阻温度系数小(低于0.5%/℃)。其阻值很大,一般通过测试它的绝缘电阻值来判断压敏电阻器的好坏。测试压敏电阻器的绝缘电阻值的方法如图2-12所示。将万用表的量程开关拨至R×10k挡,测出压敏电阻器的阻值,交换表笔后再测一次,若两次测得的阻值均为无穷大,则表明被测压敏电阻器合格,否则表明其漏电严重而不可使用。
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图2-12 测试压敏电阻器的绝缘电阻值
压敏电阻器标称电压的测试方法如图2-13所示。压敏电阻器的标称电压是在1mA电流下测得的。绝缘电阻表的最大输出电流为1~2mA,与规定的测试条件接近,所以利用绝缘电阻表和万用表可以十分方便地测知压敏电阻器的标称电压。
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图2-13 测试压敏电阻器标称电压的方法示意图
图2-13中,P为绝缘电阻表,其额定电压必须大于压敏电阻器的标称电压(由产品使用说明书提供);P1是万用表,量程开关拨至直流电流10mA或50mA挡;P2也是万用表,量程开关拨至直流电压挡(具体挡位根据压敏电阻器的标称电压确定)。
举例:某进口压敏电阻器,标称电压为18V。选择ZC25-4型绝缘电阻表,P1的量程开关拨至直流电流50mA挡,P2的量程开关拨至直流电压50V挡。测量结果是U 1 =17.5V (I 1 =1.6mA),将P1、P2的表笔调换后测得U 2 =-19V(I 2 =-1.3mA),因U 1 与U 2 接近,而且与标称电压18V也很接近,所以可以确认此压敏电阻器是好的。
利用上述方法可测试没有标记的压敏电阻器的标称电压。
【知识要诀】
压敏电阻耐压高,常规测阻用不了,
测量绝缘电阻值,轻松判断是否好,
如测阻值接近零,肯定短路不能要,
检测功能好与坏,另接电路才知晓。
2.2.3 光敏电阻器的检测
光敏电阻器是利用化合物半导体的光电导效应制成的感光元件,它对光线非常敏感,无光照射时呈高阻态,暗阻值一般可达1.5MΩ以上;有光照射时材料中便激发出自由电子与空穴,使其阻值减小,随着照度的增强,电阻值迅速降低,其亮阻值可小到1kΩ以下。光敏电阻器主要用于各种光电自动控制系统,如自动报警系统、电子照相机的曝光电路,还可以用于非接触条件下的自控等。
光敏电阻器阻值的检测方法与普通电阻器相似。在无光时测得的阻值叫暗阻,通常暗阻较大;在光线照射光敏电阻器时测得的阻值叫亮阻,通常亮阻较小。
常见的光敏电阻器有硫化镉、硒化镉等光敏电阻器。它们是利用半导体的光电导效应工作的,即当光照射在硫化镉、硒化镉半导体表面时,载流子增加,其电导率增加。例如,国产625-A型硫化镉光敏电阻器,有光照时电阻值可以小于50kΩ,无光照时电阻值可大到50MΩ;625-B 型硫化镉光敏电阻器,有光照时电阻值小于500kΩ,无光照时电阻值大于5MΩ。
用万用表测量光敏电阻器亮阻的方法如图2-14所示。测试时,在万用表校零后将其量程开关拨至 R×1k 挡,将光敏电阻器的引脚与万用表表笔接牢,再用灯光或日光照射光敏电阻器,此时万用表的读数则是此光敏电阻器的亮阻阻值。图2-14中是将万用表拨至R×100挡,实测光敏电阻器的亮阻为820Ω。
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图2-14 测光敏电阻器的亮阻
测量光敏电阻器暗阻的方法如图2-15所示。为严密遮住光敏电阻器,不让光线照射其入射窗口,可制作一个遮光筒,也可用黑布将光敏电阻器盖严。将万用表表笔换成鳄鱼夹,把光敏电阻器的引脚夹牢置于遮光筒内,此时万用表的读数即为被测光敏电阻器的暗阻阻值。图2-15中是将万用表拨至R×100挡,实测光敏电阻器的暗阻为15.8kΩ。
不同的光源照射时,被测光敏电阻器的亮阻阻值不同。因此,此阻值仅是个粗测值。如果将灯光移开,光敏电阻器的阻值将变大,但小于其暗阻阻值。差别越大,光敏性能越好;变化很小,则说明灵敏度差。由此,即可判断出被测光敏电阻器性能的好坏。
【知识要诀】
检测光敏电阻器,阻值量法均一致,
亮阻、暗阻有区别,亮阻小于暗阻值,
亮阻测量用光照,暗阻测量盖严密,
差别越大性能好,变化很小灵敏低。
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图2-15 测光敏电阻器的暗阻
2.2.4 湿敏电阻器的检测
湿敏电阻器是一种对湿度变化敏感的电阻器,其特点是当湿度变化时其阻值也会随着发生显著的变化。湿敏电阻器一般由感湿层、基体和电极引线三部分组成。当感湿层吸收到水分后,其微粒间接触电阻会发生改变,从而使电阻值随相对湿度而变化。根据感湿层材料和配方不同,热敏电阻器主要分为两种:电阻值随相对湿度的增大而增大的湿敏电阻器,叫作正湿度特性湿敏电阻器;电阻值随相对湿度的增大而减小的湿敏电阻器,叫作负湿度特性湿敏电阻器。碳湿敏电阻器是将石墨渗在具有溶胀特性的高分子材料中制成的。碳湿敏电阻器具有正的湿度电阻系数,即电阻值随湿度的增加而变大。
用万用表检测湿敏电阻器的方法是:将万用表选择在电阻挡(具体挡位视湿敏电阻器阻值的大小确定),然后,将湿敏电阻器置于盛水容器内且贴近水面处(此处湿度较大)。此时,可看到万用表所指示的阻值在数分钟后有明显变化(依湿度特性不同而变大或变小),阻值不变的湿敏电阻器则是坏的。如HR202L型湿敏电阻器在室内测得的阻值为23.6MΩ,用棉签加湿后的阻值是2.1MΩ,如图2-16所示。如果测量结果为开路或短路,说明湿敏电阻器已损坏。
【知识要诀】
检测湿敏电阻器,标称阻值心中记,
贴近湿处无变化,电阻损坏应抛弃。
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图2-16 用万用表检测湿敏电阻器