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任务任务3 THT/SMT感性器件的识别与测试感性器件的识别与测试 3.1 任务描述任务描述电感器和变压器之类统称为感性器件，在电子电路中经常使用。感性器件是一种不耗能元件，主要作用是将电能转换为磁能并储存起来，因此也可以说它是一个储存磁能的组件。在电路中主要用于滤波、储能、缓冲、反馈、变换电压、耦合、匹配、取样、谐振等作用。3.2 任务资讯3.2.1 感性器件的分类按在印制板上的安装方式分有，通孔式(THT)和表面组装式（简称贴片式 SMT）；按其结构可分，电感器和变压器；按其外形可分，空芯型与实芯型（磁芯、铁氧体或铜芯）；按其工作性质可分，高频、低频、中频；按其电感量是否变化分有，固定式和可变式等；按其绕线结构分有，单层、多层及蜂房式等。一、电感(1).小型固定电感线圈 小型固定电感线圈是将线圈绕制在软磁铁氧体的基础上，然后小型固定电感线圈是将线圈绕制在软磁铁氧体的基础上，然后再用环氧树脂或塑料封装起来制成。小型固定电感线圈外形结再用环氧树脂或塑料封装起来制成。小型固定电感线圈外形结构主要有立式和卧式两种。构主要有立式和卧式两种。(2).空心线圈空心线圈是用导线直接绕制在骨架上而制成。线圈内没有磁芯或铁芯，通常线圈绕的匝数较少，电感量小。(3).扼流圈 扼流圈常有低频扼流圈和高频扼流圈两大类。扼流圈常有低频扼流圈和高频扼流圈两大类。低频扼流圈低频扼流圈 低频扼流圈又称滤波线圈，一般由铁芯和绕组等构成。低频扼流圈又称滤波线圈，一般由铁芯和绕组等构成。高频扼流圈高频扼流圈 高频扼流圈用在高频电路中，主要起阻碍高频信号的通过。高频扼流圈用在高频电路中，主要起阻碍高频信号的通过。(4).可变电感线圈 可变电感线圈通过调节磁芯在线圈内的位置来改变电感量。可变电感线圈通过调节磁芯在线圈内的位置来改变电感量。(5).印刷电感器 印刷电感器又称微带线，常用在高频电子设备中，它是由印制电路印刷电感器又称微带线，常用在高频电子设备中，它是由印制电路板上一段特殊形状的铜箔构成。板上一段特殊形状的铜箔构成。二、变压器的分类 变压器按工作频率可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器。变压器按工作频率可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器。变压器按磁芯材料不同，可分为高频、低频和整体磁芯三种。几种常见变压器按磁芯材料不同，可分为高频、低频和整体磁芯三种。几种常见的硅钢片形状如图的硅钢片形状如图 （1）低频变压器低频变压器用来传输信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。低频变压器又可分为音频变压器和电源变压器两种；音频变压器又分为级间耦合变压器、输入变压器和输出变压器，外形均于电源变压器相似。（2）.中频变压器 中频变压器俗称中周，是超外差式收音机和电视机中的重要组件。中频变压器俗称中周，是超外差式收音机和电视机中的重要组件。（3）.高频变压器 高频变压器可分为耦合线圈和调谐线圈两大类。高频变压器可分为耦合线圈和调谐线圈两大类。（4）.脉冲变压器脉冲变压器用于各种脉冲电路中，其工作电压、电流等均为非正弦脉冲波。常用的脉冲变压器有电视机的行输出变压器、行推动变压器、开关变压器、电子点火器的脉冲变压器、臭氧发生器的脉冲变压器等。（5）.自耦变压器自耦变压器的绕组为有抽头的一组线圈，其输入端和输出端之间有电的直接联系，不能隔离为两个独立部分。（6）.隔离变压器隔离变压器的主要作用是隔离电源、切断干扰源的耦合通路和传输通道，其一次、二次绕组的匝数比（即变压比）等于1。它又分为电源隔离变压器和干扰隔离变压器。三、贴片式电感的外形及特点与贴片电阻、电容不同的是贴片电感的外观形状多种多样，有的贴片电感很大，从外观上很容易判断，有的贴片电感的外观形状和贴片电阻、贴片电容相似，很难判断,此时只能借助万用表来判断。3.2.2 感性器件型号命名方法1.电感器的型号命名方法电感器的型号一般由四部分组成：（1）第一部分：主称，用字母表示，其中L代表电感线圈，ZL代表阻流圈。（2）第二部分：特征，用字母表示，其中G代表高频。（3）第三部分：型式，用字母表示，其中X代表小型。（4）第四部分：区别代号，用数字或字母表示。如：LGX表示小型高频电感线圈。2.变压器的型号命名方法变压器的型号一般由三部分组成，其具体格式如下：（1）主称用大写字母表示变压器的种类。主称的大写字母含义如表所示。（2）额定功率直接用数字表示，单位为VA。（3）序号用数字表示。感性器件的参数感性器件的参数 1.电感器的主要参数（1 1）.电感量电感量电感量表示电感线圈工作能力的大小。电感量表示电感线圈工作能力的大小。(2).(2).固有电容固有电容(3).(3).品质因数品质因数QQ电感的品质因数电感的品质因数QQ是线圈质量的一个重要参数，是线圈质量的一个重要参数，它表示在某一工作频率下，线圈的感抗对其等效它表示在某一工作频率下，线圈的感抗对其等效直流电阻的比值。直流电阻的比值。(4)(4)额定电流：线圈中允许通过的最大电流。额定电流：线圈中允许通过的最大电流。(5)(5)线圈的损耗电阻：线圈的直流损耗电阻。线圈的损耗电阻：线圈的直流损耗电阻。2.2.变压器的主要技术指标变压器的主要技术指标变压器的主要技术指标变压器的主要技术指标 变压器的主要技术指标较多，常有变压比、额定功率、效率、变压器的主要技术指标较多，常有变压比、额定功率、效率、空载电流及绝缘电阻等。空载电流及绝缘电阻等。(1).(1).变压比变压比 变压比是变压器初级电压（或阻抗）与次级电压（或阻抗）变压比是变压器初级电压（或阻抗）与次级电压（或阻抗）的比值。的比值。(2).(2).额定功率额定功率 额定功率是变压器在指定频率和电压下能长期连续工作，而额定功率是变压器在指定频率和电压下能长期连续工作，而不超过规定温升时次级输出的功率，用伏安表示，习惯称瓦不超过规定温升时次级输出的功率，用伏安表示，习惯称瓦或千瓦。或千瓦。(3).(3).效率效率 效率是输出功率与输入功率之比。一般变压器的效率与设计效率是输出功率与输入功率之比。一般变压器的效率与设计参数、材料、制造工艺及功率有关。参数、材料、制造工艺及功率有关。(4).(4).空载电流空载电流 变压器在工作电压下次级空载或开路时，初级线圈流过的电变压器在工作电压下次级空载或开路时，初级线圈流过的电流称为空载电流。一般不超过额定电流的流称为空载电流。一般不超过额定电流的1010.(5).(5).绝缘电阻绝缘电阻 绝缘电阻表示变压器线圈之间、线圈与铁芯之间以及引线之绝缘电阻表示变压器线圈之间、线圈与铁芯之间以及引线之间的绝缘性能。绝缘电阻是变压器，特别是电源变压器安全间的绝缘性能。绝缘电阻是变压器，特别是电源变压器安全工作的重要参数。常用的小型电源变压器绝缘电阻不小于工作的重要参数。常用的小型电源变压器绝缘电阻不小于500500，抗电强度大于，抗电强度大于2000V2000V。3.2.4 电感的表示方法电感的表示方法 1.电感器的标示电感器的标示(1).直标法 直标法是将电感的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体直标法是将电感的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上，电感量单位后面的字母表示偏差。上，电感量单位后面的字母表示偏差。(2）.文字符号法文字符号法是将电感的标称值和偏差值用数字和文字符号法按一定的规律组合标示在电感体上。采用文字符号法表示的电感通常是一些小功率电感，单位通常为nH或H。用H做单位时，“R”表示小数点；用“nH”做单位时，“N”表示小数点。（3）.色标法色标法是在电感表面涂上不同的色环来代表电感量（与电阻类似），通常用三个或四个色环表示。识别色环时，紧靠电感体一端的色环为第一环，露出电感体本色较多的另一端为末环。注意：用这种方法读注意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨（出的色环电感量，默认单位为微亨（H）。）。（4 4）.数码表示法数码表示法数码表示法是用三位数字来表示电感量的方法，常用数码表示法是用三位数字来表示电感量的方法，常用于贴片电感上。于贴片电感上。三位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，三位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，第三位数字表示有效数字后面所加第三位数字表示有效数字后面所加“0”“0”的个数。的个数。注注注注意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为微亨（HH）。）。）。）。如果电感量中有小数点，则用如果电感量中有小数点，则用“R”“R”表示，表示，并占一位有效数字。例如：标示为并占一位有效数字。例如：标示为“330”“330”的电感为的电感为33100=33H 33100=33H 2.变压器的识别变压器的识别在电路原理图中，变压器通常用字母“T”表示，。其中有黑点的一端表示变压器绕组的同名端。普通低频变压器型号的名称通常由三部分组成：第一部分：主称，用字母表示；第二部分：功率，用数字表示，单位用伏安（VA）表示；第三部分：序号，用数字表示。中频变压器的型号也由三部分组成：第一部分：用字母表示主称；第二部分：用数字表示尺寸；第三部分：用数字表示级数。3.3 3.3 任务分析任务分析3.3.1 3.3.1 各种感性器件的识别与检测各种感性器件的识别与检测1.1.各种感性器件的识别各种感性器件的识别 各种感性器件的识别要从外形、体积、结构、材各种感性器件的识别要从外形、体积、结构、材料、引脚、感性器件体上的标志、包装盒上的标料、引脚、感性器件体上的标志、包装盒上的标签等方面进行判断签等方面进行判断 。2.2.各种感性器件的检测各种感性器件的检测（1 1）电感器的检测）电感器的检测各种电感器一般通过检测电感量可判断其质量是各种电感器一般通过检测电感量可判断其质量是否良好，检测结果若在其误差值范围内，则为正否良好，检测结果若在其误差值范围内，则为正常，否则为损坏。其损坏现象有常，否则为损坏。其损坏现象有3 3种：种：1 1 检测结检测结果超出标称值许多，为质量不合格；果超出标称值许多，为质量不合格；2 2检测结果检测结果是无穷大，为断路；是无穷大，为断路；3 3检测结果是检测结果是0 0，为短路。，为短路。使用中要求较为严格的电感器，还要检测它的其使用中要求较为严格的电感器，还要检测它的其他参数，如品质因数、分布电容、损耗电阻等。他参数，如品质因数、分布电容、损耗电阻等。（2）变压器的检测 1 1气味判断法气味判断法 在严重短路性损坏变压器的情况下，变压器会冒烟，并会放出高温烧绝缘漆、在严重短路性损坏变压器的情况下，变压器会冒烟，并会放出高温烧绝缘漆、绝缘纸等的气味。因此，只要能闻到绝缘漆烧焦的闻到，就表明变压器正在绝缘纸等的气味。因此，只要能闻到绝缘漆烧焦的闻到，就表明变压器正在烧毁或已烧毁。烧毁或已烧毁。2 2外观观察法外观观察法 用眼睛或借助放大镜，仔细查看变压器的外观，看其是否引脚断路、接触不用眼睛或借助放大镜，仔细查看变压器的外观，看其是否引脚断路、接触不良；包装是否损坏，骨架是否良好；铁芯是否松动等。往往较为明显的故障，良；包装是否损坏，骨架是否良好；铁芯是否松动等。往往较为明显的故障，用观察法就可判断出来。用观察法就可判断出来。3 3压器绝缘性能的检测压器绝缘性能的检测 变压器绝缘性能检测可用指针式万用表的变压器绝缘性能检测可用指针式万用表的R10KR10K挡作简易测量。分别测量挡作简易测量。分别测量变压器铁芯与初级、初级与各次级、铁芯与各次级、静电屏蔽层与初次级、变压器铁芯与初级、初级与各次级、铁芯与各次级、静电屏蔽层与初次级、次级各绕组间的电阻值，万用表的指针应指在无穷大处不动或阻值应大于次级各绕组间的电阻值，万用表的指针应指在无穷大处不动或阻值应大于100M100M，否则，说明变压器绝缘性能不良。，否则，说明变压器绝缘性能不良。4压器线圈通断的检测 将万用表置于将万用表置于R1R1挡检测线圈绕组两个接线端子之间的电阻值，若某个绕挡检测线圈绕组两个接线端子之间的电阻值，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明该绕组有断路性故障。当变压器短路严重时，组的电阻值为无穷大，则说明该绕组有断路性故障。当变压器短路严重时，短时间通电外壳就会有烫手的感觉。短时间通电外壳就会有烫手的感觉。5 5变压器绕组直流电阻的测量变压器绕组直流电阻的测量 变压器绕组的直流电阻很小，用万用表的变压器绕组的直流电阻很小，用万用表的R1R1挡检测可判断绕组有无短路挡检测可判断绕组有无短路或断路情况。一般情况下，电源变压器（降压式）初级绕组的直流电阻多或断路情况。一般情况下，电源变压器（降压式）初级绕组的直流电阻多为几十上百欧姆，次级直流电阻多为零点几几欧姆。为几十上百欧姆，次级直流电阻多为零点几几欧姆。7 7电源变压器初、次线圈判别电源变压器初、次线圈判别 电源变压器（降压式）初级引脚和次级引脚一般都是分电源变压器（降压式）初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V220V字样，次级字样，次级绕组则标出额定电压值，如绕组则标出额定电压值，如12V12V、15V15V、24V24V等。再根据等。再根据这些标记进行识别。这些标记进行识别。电源变压器（降压式）初级线圈和次级线圈的线径是不电源变压器（降压式）初级线圈和次级线圈的线径是不同的。初级线圈是高压侧，线圈匝数多，线径细；次级同的。初级线圈是高压侧，线圈匝数多，线径细；次级线圈是低压侧，线圈匝数少，线径粗。因此根据线径的线圈是低压侧，线圈匝数少，线径粗。因此根据线径的粗细可判别电源变压器的初、次级线圈。具体方法是观粗细可判别电源变压器的初、次级线圈。具体方法是观察电源变压器的绕组线圈，线径粗的线圈是次级线圈，察电源变压器的绕组线圈，线径粗的线圈是次级线圈，线径细的线圈是初级线圈。线径细的线圈是初级线圈。电源变压器有时没有标初次级字样，并且绕组线圈包裹电源变压器有时没有标初次级字样，并且绕组线圈包裹比较严密，无法看到线圈线径粗细，这时就需要通过万比较严密，无法看到线圈线径粗细，这时就需要通过万用表来判别初、次级线圈。使用万用表测电源变压器线用表来判别初、次级线圈。使用万用表测电源变压器线圈的直流电阻可以判别初、次级线圈。初级线圈（高压圈的直流电阻可以判别初、次级线圈。初级线圈（高压侧）由于线圈匝数多，直流电阻相对大一些，次级线圈侧）由于线圈匝数多，直流电阻相对大一些，次级线圈（低压侧）线圈匝数少，直流电阻相对小一些。故而，（低压侧）线圈匝数少，直流电阻相对小一些。故而，也可根据其直流电阻值及线径来判断初级、次级。也可根据其直流电阻值及线径来判断初级、次级。8 8电源变压器空载电流的检测电源变压器空载电流的检测 直接测量法。将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交直接测量法。将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡流电流挡(500mA(500mA，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的变压器满载电流的10102020。9 9电源变压器空载电压的检测电源变压器空载电压的检测 将电源变压器的初级接将电源变压器的初级接220V220V市电，用万用表交流电压接依次测市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值出各绕组的空载电压值(U21(U21、U22U22、U23U23、U24)U24)应符合要求值，应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组允许误差范围一般为：高压绕组1010，低压绕组，低压绕组55，带，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应中心抽头的两组对称绕组的电压差应22。10.10.电源变压器短路性故障的综合检测判别电源变压器短路性故障的综合检测判别 电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流。存在短路故障的变压短路性故障的简单方法是测量空载电流。存在短路故障的变压器，其空载电流值将远大于满载电流的器，其空载电流值将远大于满载电流的1010。当短路严重时，。当短路严重时，变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁心会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有心会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。短路点存在。11各绕组同名端的判别在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压或增加绕组电流，可将两个或多个次级绕组串联起来或并联使用。采用串、并联法使用电源变压器时，参加串、并联的各绕组的同名端必须正确连接，否则变压器不能正常工作.电阻法 电压法电压法 以降压电源变压器为例，其他变压器初、次级相以降压电源变压器为例，其他变压器初、次级相位检测方法类同，只是初级电源电压不同。位检测方法类同，只是初级电源电压不同。将变压器初级（将变压器初级（B B）端与次级（）端与次级（D D）端用短路线短）端用短路线短路。分别测量初级电压路。分别测量初级电压UABUAB和次级电压和次级电压UCDUCD，设，设UAB=220VUAB=220V，UCD=18VUCD=18V；再测量；再测量A A、C C间电压间电压UABUAB，若，若UAB=218VUAB=218V（220V+18V220V+18V），则相位如图（），则相位如图（a a）所示。若所示。若UAB=202VUAB=202V（220V-18V220V-18V），则相位如图），则相位如图（b b）所示。）所示。同一变压器次级绕组间相位关系的检测方法如图所示。将两个次级绕组的一端短接（B、D），把初级绕组接入电源，分别测量UAB、UCD、UAD。若UAC=UCB-UCD,则A、C同相位；若UAC=UAB+UCD,则A、C是反相位。3.3.2 检测感性器件选用的仪表精确检测电感量常用万用电桥、Q表以及数字式电感表等。这就是说，电感量测量有种种合适的测量仪器可供选择。在感性器件的测量方法中，用万用表测量的测量精度较差，但由于测量方法简单而被广泛应用。3.4 任务实施3.4.1 同步实训1：用万用表检测电感器实验原理：实训内容与步骤：1.从外形或电感体上的标示识别其类型2.用指针式万用表检测电阻器的方法与步骤（1）检测前首先应进行外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断、生锈等现象。然后再用万用表的欧姆档对线圈的直流电阻进行检测。（2）直流电阻检测结果若为无穷大，则说明线圈有断路；若比正常值小得多，则说明有局部短路；若为零，则表明完全被短路。使用指针式万用表只能大致测量电感器的好坏。电感的直流电阻值一般很小，匝数多、线径细的线圈能达几十电感的直流电阻值一般很小，匝数多、线径细的线圈能达几十欧；对于有抽头的线圈，各引脚之间的阻值均很小，仅有几欧欧；对于有抽头的线圈，各引脚之间的阻值均很小，仅有几欧姆左右。若用万用表姆左右。若用万用表R1R1挡测线圈的直流电阻，阻值无穷大挡测线圈的直流电阻，阻值无穷大说明线圈（或与引出线间）已经开路损坏；阻值比正常值小很说明线圈（或与引出线间）已经开路损坏；阻值比正常值小很多，则说明有局部短路；阻值为零，说明线圈完全短路。多，则说明有局部短路；阻值为零，说明线圈完全短路。3.用数字式万用表检测电感器的方法与步骤（1）按下电源开关POWER。（2）将功能量程选择开关拨到“L”区域内合适的量程档上。（3）将两表笔接于被测电感器两端即可进行电感量的测量，便可读出显示 3.4.2 同步实训2：用万用表检测变压器实验原理：实训内容与步骤 1.从外形或变压器体上的标示识别其类型2.用万用表检测变压器的方法与步骤（1）检测前首先应进行外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断、生锈，绕组是否有烧焦等现象。（2）用万用表测量各绕组的直流电阻值或电感量，判断其绕组是否正常。方法同测量电感器相似。（3）用万用表测量各绕组对铁芯的直流电阻值，判断其绝缘性能。（4）变压器加上正常的工作电压，用万用表测量其各绕组电压是否正常。