Kontrola varistora: zistenie chyby pomocou multimetra

Oprava a diagnostika porúch elektronických zariadení sa vykonáva nájdením chybných prvkov s ich následnou výmenou. Často nie je možné vizuálne určiť, ktorý rádiový komponent je chybný, preto sa na zisťovanie porúch používajú meracie prístroje - testery. S ich pomocou nie je kontrola varistora zvyčajne náročná.

Účel a vlastnosti

Varistor je elektronické zariadenie s dvoma kontaktmi a nelineárnou symetrickou charakteristikou prúdu a napätia. Termín "varistor" pochádza z latinských slov variabilný - "premenlivý" a odpor je "rezistor". Vo svojom jadre je to polovodičový odpor schopný meniť svoj odpor v závislosti od napätia aplikovaného na jeho svorky.

Rezistory tohto typu sa vyrábajú spekaním polovodičového a spojivového materiálu pri vysokej teplote. Ako polovodič sa používa práškový karbid kremíka alebo oxid zinočnatý a ako spojivo sklo, lak a živica. Prvok získaný po spekaní sa podrobí metalizácii s ďalšou tvorbou vývodov. Zariadenia sú svojou konštrukciou vyrobené vo forme disku, tablety, valca alebo vo forme filmu.

Varistor, ktorý má vlastnosť prudkého zníženia svojho odporu, keď sa na jeho svorkách objaví určité napätie, sa používa v elektronických obvodoch ako ochranný prvok. Keď dôjde k napäťovému rázu určitej veľkosti, polovodičové zariadenie okamžite zníži svoje vnútro odpor do desiatok ohmov, čím sa obvod prakticky skratuje, čím sa bráni impulzu poškodiť ostatné prvky schém. Preto je dôležitým parametrom varistora hodnota napätia, pri ktorej dôjde k poruche zariadenia.

Princíp činnosti prvku predpokladá jeho pripojenie paralelne s napájacím obvodom. Po jeho spustení a znížení napätia na vstupe sa samočinne vráti na pôvodnú hodnotu. Vďaka nízkej zotrvačnosti sa to stane okamžite.

hlavné parametre

Pred kontrolou prevádzkyschopnosti varistora je potrebné pochopiť nielen princíp jeho činnosti, ale aj vedieť, aké vlastnosti má. Ako každý elektronický prvok, aj varistor má množstvo charakteristík, ktoré umožňujú jeho použitie v rôznych obvodoch. Hlavným parametrom je charakteristika prúdového napätia (CVC). Jasne ukazuje, ako sa mení prúd pri konkrétnej hodnote napätia. Pri štúdiu charakteristiky I - V môžete vidieť, že varistor, ktorý má symetrickú obojsmernú charakteristiku, pracuje v prednej aj zadnej zóne sínusoidy, ktorá sa podobá zenerovej dióde.

Okrem charakteristiky I - V sú pri štúdiu varistora zaznamenané tieto charakteristiky:

• Um je najvyššie prípustné prevádzkové napätie pre premenlivý alebo konštantný prúd.
• P je sila, ktorú môže prvok na seba rozptýliť bez toho, aby sa zhoršili jeho parametre.
• W je prípustná energia v jouloch, ktorú môže rádioelement absorbovať, keď je vystavený jedinému impulzu.
• Ipp - najvyššia hodnota impulzného prúdu, pre ktorý je určený tvar impulzu.
• Co je kapacita, ktorej hodnota sa meria na varistore v jeho normálnom stave.

Ale v praxi sa osobitná pozornosť venuje hlavne parametru Um. Táto charakteristika ukazuje úroveň napätia, pri ktorej sa článok rozpadne a začne prúdiť prúd.

Typy zariadení

Rôznorodosť typov varistorov, s ktorými sa stretávame, je spôsobená tým, že výrobcovia sa snažia predovšetkým zvyšovať ich výkon. Preto sa používajú SMD technológie bezolovnatého uchytenia, čo umožňuje dosiahnuť krátke časy odozvy so skokom vo vstupnom napätí. Typická doba odozvy prvkov so zvodmi je v rozsahu 15-25 nanosekúnd a SMD - 0,5 nanosekúnd.

Existuje trieda nízkonapäťových varistorov a vysokonapäťových varistorov. Prvé sa vyrábajú s prevádzkovým napätím do dvesto voltov a prúdovou silou do jedného ampéra. Tie majú prevádzkové napätie až dvadsať kilovoltov. Nízkoenergetické prvky sa používajú ako ochrana pred prepätiami vznikajúcimi v domácej sieti a výkonné sa používajú v transformátorových staniciach a v systémoch ochrany pred búrkami.

Označenie prvku

Bez ohľadu na výrobcu existuje štandard pre označovanie varistorov. Na samotný prvok je zvykom umiestniť alfanumerický kód, v ktorom sú zašifrované hlavné parametre. Napríklad pre typ disku toto označenie vyzerá ako S6K210, kde:

• S - materiál, z ktorého je varistor vyrobený;
• 6 - priemer telesa prvku, uvedený v milimetroch;
• K - hodnota tolerancie odchýlky;
• 210 je hodnota prevádzkového napätia, vyjadrená vo voltoch.

Pre plošný typ sa používa rovnaké označenie, len prvé písmená sú CN, označujúce typ výrobku.

V diagramoch je rádiový prvok graficky označený ako prečiarknutý obdĺžnik. Na preškrtávacej tyči je vyrobená polica, nad ktorou je umiestnené písmeno U. Prvok je na diagramoch podpísaný latinkou RU.

Multimetrové testovacie metódy

Na kontrolu varistora je však, ako každý iný rádiový prvok, najjednoduchšie použiť na to špeciálne určené zariadenia. Ako takéto zariadenia sa používajú multimetre. Hlavným parametrom, ktorý sa s nimi dá merať, je vnútorný odpor prvku. Ale skôr, ako začnete priamo kontrolovať varistor, mali by ste sa pripraviť.

Okrem multimetra budete potrebovať:

• spájkovačka;
• spájka;
• tok;
• dátový hárok.

Meranie odporu prvku je možné vykonať bez jeho odspájkovania z obvodu, ale na získanie spoľahlivých údajov by mal byť aspoň jeden z jeho výstupov odpojený od dosky. Celá príprava spočíva v tom, že polovodičový prvok sa najskôr vizuálne skontroluje, či neobsahuje: trhliny, sčernenie, praskliny. Ak je okamžite viditeľné prasknutie puzdra, potom už nie je možné vykonať kontrolu. Takýto varistor je zjavne chybný.

Spájkovačka, tavivo a spájka budú potrebné na odspájkovanie jedného zo svoriek prvku alebo dokonca jeho úplné odstránenie a po kontrole, ak je to potrebné, prispájkovanie. Technický list pre položku je oficiálny dokument vydaný výrobcom. Obsahuje všetky hlavné údaje a charakteristiky.

Datasheet sa používa na to, aby ste presne vedeli, aký je prevádzkový odpor rádiového komponentu v pokoji. Ak sa pri meraní multimetrom odpor varistora nelíši o viac ako 10%, potom sa považuje za použiteľný. Ak je odpor výrazne menší ako odpor uvedený v údajovom liste, bude potrebné ho vymeniť. Je dôležité poznamenať, že v normálnom stave dosahuje odpor varistora niekoľko stoviek megaohmov, takže tester by mal byť schopný merať v tejto hranici.

Merania pomocou ukazovacieho zariadenia

Takéto zariadenie sa považuje za analógové. Jeho konštrukcia využíva elektromechanickú hlavu. Je to rám umiestnený v magnetickom poli. V závislosti od sily prúdu sa šípka v ráme vychyľuje a zastaví sa v určitej polohe. Rozsah vychýlenia šípky je odstupňovaný číslami, podľa ktorých sa vypočíta odpor.

Predtým, ako začnete kontrolovať varistor, budete musieť nastaviť multimeter ukazovateľa. Na tento účel je kalibrovaný. Jeho podstatou je nastavenie nulovej polohy šípky otáčaním špeciálneho gombíka, keď sú sondy navzájom uzavreté.

Na tento účel spínacie tlačidlo vyberie prevádzkový režim zodpovedajúci „Ω»a prepínač plátku je nastavený na najväčší limit odporu testera. Najčastejšie sa označuje ako "x100", čo zodpovedá megaohmom. Odpor sa meria zo zdroja energie (batérie) inštalovaného v zariadení. Preto, ak nemôžete nastaviť šípku na nulu, bude potrebné vymeniť batériu.

Pri vykonávaní priamych meraní sa jedna sonda testera dotýka jednej svorky varistora a druhej - druhej. V dôsledku toho existujú tri možné výsledky:

1. Šípka sa odchýli na nulu alebo ukáže odpor v kiloohmovej oblasti. Dospelo sa k záveru, že prvok je chybný (porucha).
2. Výsledok merania leží v stovkách megaohmov. Táto indikácia znamená, že varistor funguje správne.
3. Pri dotyku svoriek rádiového prvku na to šípka nijako nereaguje. Možné príčiny sú nasledovné: prevádzkový rozsah prístroja nestačí na meranie hodnoty odporu varistora, prístroj je chybný, rádiový prvok je chybný (prerušený obvod).

Digitálny tester

Pomocou digitálneho multimetra bude o niečo jednoduchšie otestovať výkon varistora ako analógový. Je to spôsobené tým, že digitálny tester má vo svojom prevedení LCD displej, ktorý prehľadne zobrazuje nameraný odpor.

Tento typ testera je založený na analógovo-digitálnom prevodníku, ktorého princíp činnosti je založený na porovnávaní nameraného signálu s referenčným. Je potrebné poznamenať, že ak sa pri zapnutí testera na obrazovke zobrazí blikajúca ikona batérie, bude potrebné batériu vymeniť. Postup merania odporu varistora môže byť znázornený vo forme nasledujúcich akcií:

1. 
   Prepínač nastavuje maximálny limit merania odporu. Zvyčajne je tento limit označený číslom a písmenom. Ak sú napísané iba čísla, potom je mernou jednotkou Ohm, písmeno K za číslom znamená kilohm a písmeno M znamená megaohm.
2. Sondy sú upevnené na dvoch svorkách varistora a protiľahlé konce vodičov so zástrčkami sú zasunuté do zásuviek testera, označených Ω a COM. Pretože na polarite privádzaného signálu do varistora nezáleží, nezáleží na tom, ktorý vodič je pripojený k jednej alebo druhej svorke prvku. Aj keď sa akceptuje, že do konektora COM je vložený čierny kábel.
3. Zariadenie sa zapína stlačením tlačidla ON / OFF na testeri.
4. Ak je na indikátore zvýraznená jednotka, znamená to, že je zvolený malý limit merania.
5. Ak sa na obrazovke zobrazia iné čísla ako jedna, ide o hodnotu nameraného odporu.

Pri interpretácii výsledku merania by ste mali brať do úvahy aj toleranciu. Každý rádiový prvok má svoj vlastný index tolerancie. Napríklad, ak je tolerancia 10 percent a vnútorný odpor varistora je uvedený ako 100 MΩ, potom by mali byť výsledky medzi 90 a 110 MΩ. Ak sa zistí, že nameraný odpor prvku je pod alebo nad týmto rozsahom, možno ho považovať za chybný.

Použitie reostatu

Kontrola varistora je možná nielen meraním jeho vnútornej impedancie. Hodnota vnútorného odporu môže zodpovedať deklarovanej hodnote, ale prahové napätie varistora bude nesprávne. Na kontrolu hodnoty rozpadu sa používa multimeter s laboratórnym autotransformátorom alebo reostatom.

V testovacom obvode je pohyblivý kontakt reostatu pripojený k jednej zo svoriek varistora a k druhej je pripojená poistka. Sondy multimetra sú pripevnené rovnobežne so svorkami polovodičového prvku a sám sa prepne do režimu merania napätia. Na voľný pár kontaktov sa aplikuje potenciálny rozdiel, ktorého hodnota presahuje hodnotu prierazu komponentu.

Pomocou pohyblivého kontaktu reostatu sa napätie plynule mení až do momentu spustenia varistora. Tento moment je určený voltmetrom. Na začiatku sa hodnoty multimetra zvýšia a potom prudko klesnú na nulu. To vypáli poistku. Maximálna pevná nenulová hodnota bude prahové napätie.

Je dôležité poznamenať, že pri meraní, najmä pomocou reostatu, môže byť telo zasiahnuté elektrickým prúdom. Preto by sme nemali zabúdať na bezpečnostné opatrenia, mali by sme ich neochvejne dodržiavať.