温度测控仪的制作与调试机械实习报告Word文档下载推荐.docx
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、
表示）。
精密电阻的允许偏差±
2%、±
1%、±
0.5%，分别用G、F、D标志精度。
常用的元件数值的允许偏差符号见表2.1。
表1.1常用的元件数值的允许偏差符号
允许偏差（%）
±
0.5
0.25
1
5
10
20
+20
-10
+30
-20
+50
+80
+100
符号
B
C
D
F
J
K
M
S
E
H
曾用
分类
精密元件
一般元件
适用于部分电容器
（2）标称值
电子元器件的标称值分为特性标称值和尺寸标称值，分别用于描述它的电器功能和机械结构，例如：
一只电阻器特性标称值包括阻值、额定功率、精度（允许偏差）等等，其尺寸标称值包括电阻体引线的直径、长度等。
在机械设计中规定了长度尺寸标称值系列。
同样，对电子元器件的外型尺寸也规定了标准系列。
例如，元器件的封装外壳可分为圆形、扁平型、双列直排型等几个系列；
元器件的引脚有轴向和经向两个系列，等等。
显然，在生产制造电子整机产品的时候，不仅要考虑到电子元器件的电气功能是否符合要求，其外型尺寸是否规范、是否符合标准也是重要的依据。
特别是近年来迅速发展的SMT元器件，就是根据它们的封装方式和外型尺寸来分类的。
（3）额定值与极限值
电子元器件工作时，要受到电压、电流的作用，要消耗功率。
电压过高，会使元器件的绝缘材料被击穿；
电流过大，会引起功耗过大而发热，导致元器件被烧毁。
电子元器件所能承受的电压、电流及消耗功率还受到环境条件（如温度、湿度及大气压力等因素）的影响。
为此，规定了元器件的额定值，一般包括额定工作电压、额定工作电流、额定功率消耗及额定工作温度等。
它们的定义是：
电子元器件能够长期正常工作（完成其特定的电气功能）时的最大电压、电流、功率消耗及环境温度。
和特性数值一样，电子元器件的额定值也有标称值，其系列数值因元器件不同而差异。
另外，还规定了电子元器件的工作极限，一般最大值的形式，分别表示元器件能够保证正常工作的最大限度。
例如，最大工作电压、最大工作电流和最高环境温度等。
在这里需要对几个问题加以说明：
1）元器件的同类额定值与极限值并不相等。
例如，电容的额定直流电压是指在额定工作下（不低于1万小时）可靠地正常工作的最高工作电压，这个电压一般为击穿电压的一半；
而电容器的最大工作电压（又叫实验电压）是指其在额定环境温度下短时（通常为5—60s）所能承受的直流电压或50Hz交流电压峰值。
又如，电阻器的额定环境温度是指其能够长期完成100%额定功率的最高温度；
而最高环境温度则是使电阻器不失去其原有伏安特性的环境温度上限，在此温度下，电阻器所允许的负荷已大大低于其额定功率。
2）元器件的各个额定值（或极限值）之间没有固定的关系，等功耗规律往往并不成立。
例如，半导体三极管的集电极最大耗散功率PCM较大，并不说明它的集电极—发射极击穿电压UCEO也大；
而它的PCM较大，相应集电极最大电流也大一些。
RJ型金属膜电阻额定工作温度小于等于+70℃、
气压小于等于780mmHg的条件下，RJ型金属膜电阻的额定功率与最大工作电压的关系见表2.3。
表2.3RJ型金属膜电阻的额定功率与最大工作电压的关系
额定功率（W）
最大工作电压（V）
250
500
1—2
750
3）当电子元器件的工作条件超过某一额定值时，其它参数指标就要相应地降低，这就是人们通常所考虑的降额使用的问题。
例如，RJ型金属膜电阻的额定工作温度小于等于+70℃，当实际使用温超过此值时，其允许的功率限度就要线性的降低。
1.2电子元器件的检验和筛选
为了保证电子整机产品能够稳定、可靠地长期工作，必须在装配前对所使用的电子原器件进行检验和筛选。
在正规化的电子整机生产厂中，都设有专门的车间或工作，根据产品具体电路的要求，依照元器件的检验筛选工艺文化，对全部元器件进行严格的“使用筛选”。
使用筛选包括外观质量检验、功能性筛选和老化筛选。
（1）外观质量检验
在电子整机产品的生产厂家中，对元器件外观质量检验的一般标准如下：
1外形尺寸、电极引线的位置和直径应该符合产品标准外形图的规定。
2外观应该完好无损，其表面无凹陷、划痕、裂口、污垢、锈斑；
外部涂层不能有起泡、脱落和擦伤现象。
3电极引出线应该镀层光洁，无压折或扭曲，没有影响焊接的氧化层、污垢和伤痕。
4各种型号、规格标志应该完整、清晰、牢固；
特别是元器件参数的分档标志、极性符号和集成电路的种类型号，其标志、字符不能模糊不清或脱落。
5对于电位器、可变电容或可调电感等元器件，在其调节范围内应该活动平顺、灵活，松紧适当，无机械杂音；
开关类元件应该保证接触良好，动作迅速。
各种元器件用在不同的电子产品中，都有自身的特点和要求，除上述共同点以外，往往还有特殊要求，应根据具体的应用条件区别对待。
在业余条件下制作电子产品时，对元器件外观质量的检验，可以参照上述标准，但有些条款可以适当放宽。
并且，有些元器件的毛病能够修复。
例如，元器件引线上有锈斑或氧化层的，可以擦除后重新镀锡；
玻璃或塑料封装的元器件表面涂层脱落的，可以用油漆涂补；
可调元件或开关类元件的机械性能，可以经过细心调整改善，等等。
但是，这绝不意味着业余制作时可以在装配前放弃对于电子元器件的检验。
（2）电气性能使用筛选
电子整机中使用的元器件，一般需要在长时间连续通电的情况下工作，并且要受到环境条件和其他因素的影响，因此要求它们必须具有良好的可靠性和稳定性。
要使电子整机稳定可靠地工作，并能经受环境和其他一些不可预见的不利条件的考验，对元器件进行必要的筛选老化，是非常重要的一个环节。
老化筛选的原理及作用是，给电子元器件施加热的、电的、机械的或者多种结合的外部压力，模拟恶劣的工作环境，使它们内部的潜在故障加速暴露出来，然后进行电气参数测量，筛选剔除那些失效或变值的元器件，尽可能把早期失效消灭在正常使用之前。
筛选的指导思想是，经过老化筛选，有缺陷的元器件会失效，而优质品能够通过。
这里必须注意实验方法正确和外加力应适当，否则，可能对参加筛选的元器件造成不必要的损伤。
在电子整机产品生产厂家里，广泛使用的老化筛选项目有高温存储老化、高低温循环老化、高低温冲击老化和高低功率老化等，其中高温功率老化是目前使用最多的试验项目。
高温功率老化是给元器件通电，模拟它们在实际电路中的工作条件，再加上+80～+180℃之间的高温进行几小时至几十小时的老化，这是一种元器件的多种潜在故障都有筛选作用的有效方法。
老化筛选需要专门的设备，投入的人力、工时、能源成本也很高。
随着生产水平的进步，电子元器件的质量已经明显提高，并且电子元器件生产企业普遍开展在权威机构监督下的质量认证，一般都能够向用户提供准确的技术资料和质量保证书，这无疑可以减少整机厂对筛选元器件的投入。
所以，目前除了军工、航天电子产品等可靠性要求极高的企业还对元器件进行100％的严格筛选以外，一般都只对元器件进行抽样检验，并且根据抽样检验的结果决定该种、该批的元器件是否能够投入生产；
如果抽样检验不合格，应该向供货方退货。
对于电子技术爱好者和初学者来说，在业余制作之前对电子元器件进行正规的老化筛选一般是不太可能的，通常可以采用的方法是：
1）自然老化。
对于电阻等大多数元件来说，在使用前经过一段（如一年以上）的储存，其内部也会发生化学反应及机械应力释放等变化，使它的性能参数趋于稳定，这种情况叫做自然老化。
但要特别注意的是，电解电容的储存时间一般不要超过一年，这是因为在长期搁置不用的过程中，电解液可能干涸，电容量可能变小，甚至彻底损坏存放时间超过一年的电解电容，应该进行“电锻老化”恢复其性能。
存储时间超过三年的，就应该认为失效。
注意：
电解电容干涸或电容量减小，可能在使用中发热以至爆炸。
2）简易电老化。
对于那些工作条件比较苛刻的关键元器件，可以按照图2-1所示的方法进行简易电老化。
其中，应该采用输入电压可以调整并且未经过稳压的脉动直流电压源，使通过元器件
的
电流达到1.5倍额定功率的要求，通电5min，利用元器件自身的功率发热升温（注意不能超过允许温度的极限值），来完成简易功率老化。
还可以利用图2-1的电路对存放时间超过一年的电解电容器进行电锻老化：
先加三分之一的额定直流工作电压0.5h，再升到三分之二的额定直流工作电压1h，然后加额定直流工作电压2h。
3）参数性能测试。
经过外观检验及老化的元器件，应该进行电气参数测量。
要根据元器件的质量标准或实际使用的要求，选用合适的专用仪表或通用仪表，并选择正确的测量方法和恰当的仪表量程。
测量结果应该符合该元器件的有关指标，并在标称值允许的偏差范围内。
具体的测试方法，这里不再详述，但有两点是必须注意的：
第一，因为元器件是购买的“正品”而忽略测试。
很多初学者由于缺乏经验，把未经测试检验的元器件直接装配焊接到电路上。
假如电路不能正常工作，就很难判断原因，结果使整机调试陷入困境，即使后来查出了失效的元器件，也因为已经做过焊接，售货单位不予退货。
第二，正确使用测量仪器仪表的方法，一定要避免由于测量方法不当而引起的错误或不良后果。
例如，用晶体管特性测试仪测量三极管或二极管时，要选择合适的功率限制电阻，否则可能损坏晶体管；
用指针式万用表测量电阻时，要使指针指示在量程刻度中部的三分之一范围内，否则读数误差很大，等等。
（3）电子元器件的命名与表注
熟悉了解电子元器件的型号命名及标注方法，对于选择、购买、使用元器件，进行技术交流，都是非常重要的。
1.3 电子元器件的命名
通常，电子元器件应该反映出它们的种类、材料、特征、型号、生产序号及区别代号，并且能够代表出主要的电器参数。
电子元器件的名称由字母（汉语拼音或英语字母）和数字组成。
对于元件来说，一般用一个字母代表它的主称，如Ｒ表示电阻器、Ｃ表示电容器、Ｌ表示电感器、Ｗ表示电位器，等等；
用数字表示其它信息。
器件（半导体分立器件、集成电路）的名称也由国家标准规定了具体意义，如二极管的主称用数字２表示，三极管的主称用数字３表示，但由于近年来市场上已经很少见到国产半导体器件，而半导体器件（特别是模拟集成电路）的命名往往有很复杂，在选用时必须查阅它们的技术资料。
1.4型号及参数在电子元器件的标注
电子元器件的型号及各种参数，应当尽可能在元器件的表面上标注出来。
常用的标注方法有直标法、文字符号法和色标法三种。
（1）直标法
把元器件的主要参数直接印制在元器件的表面上即为直标注法，这种方法主要用于体积比较大的元器件。
例如，电阻器的表面上印有RXYC-50-T-1K5-±
10%，表示其种类耐潮被釉线绕可调电位器，额定功率为50W，阻值为1.5K，允许偏差为10%；
又如，电容器表面上印有C11-16-22，表示其种类为单向引线式铝电解电容，额定直流为16V，标称电容为22uF。
（2）文字符号法
以前，文字符号法主要用于标注半导体器件，用来表示其种类及有关参数。
例如：
3DG6C表示NPN型硅材料的高频小功率三极管，品种为序号6，C为表示耐压规格。
随着电子元器件不断小型化的发展，在大批量制造元件时，把电阻器的阻值偏差控制在±
5%之内，把电容器的容量偏差和电感的电感偏差控制在±
5%之内已经很容易实现。
因此除了那些高精度元件以外，一般仅用三位数字标注元件的数值，而允许偏差（精度等级）不再表示出来。
具体规定如下：
用元件的形状及其表面的颜色区别元件的种类，如在表面安装中，除了形状的区别以外，黑色表示电阻，棕色表示电容，淡蓝色表示电感。
②对于十个基本标注单位以上的元件，前两位数字表示数值的有效数字，第三位数字表示数值的倍数。
●对于电阻器的标注，100表示其阻值为10×
100=10Ω，223表示其阻值为22×
103=22KΩ；
●对于电容器的标注，103表示其容量为10×
103=10000PF=0.01uF，47表示其容量为47×
105=47000PF=4.7uF；
●对于电感的标注，820表示其电感量为82×
100=0.01uH。
③对于十个基本标注单位以下的元件，第一位、第三位数字表示数值的有效数字，第二位用字母“R”表示小数点。
●对于电阻器的标注，3R9表示其阻值为3.9KΩ；
●对于电容器的标注，1R5表示其容量为1.5PF；
●对于电感的标注，6R8表示其电感量为6.8uH。
（3）色标法
为了适应电子元器件不断小型化的发展趋势，在圆柱形元件（主要是电阻）体上印制色环，在球形元件（电感、电容）和异型器件（三极管）体上印制色点，称为色码标注法。
用背景颜色区别种类——用浅色（淡绿色、淡蓝色、浅棕色）表示碳膜电阻，红色表示金属膜或金属氧化膜电阻。
表1-4色码识别定义
颜色
有效数字
倍乘（乘数）
黑
100
棕
101
红
2
102
橙
3
103
黄
4
104
绿
105
蓝
6
106
紫
7
107
灰
8
108
0.1
白
9
109
金
-20～+50
银
10-1
无色
用色码（色环、色带或色点）表示数值及允许偏差——国际统一色码规定如表1-4所示。
普通电阻大多数用四个色环表示其阻值和允许偏差
第一、第二色环表示有效数字，第三色环表示倍乘率（乘数），与前三环距离较大的第四色环表示允许偏差。
例如，红、红、红、银四环表示的阻值为22×
102=2200Ω，允许偏差±
10%。
精密电阻采用五个色环标志，前三环表示有效数字，第四环表示倍乘率（乘数），与前四环距离较大的第五色环表示允许偏差。
色码还可用来表示元器件的某项参数，如用色点在半导体三极管的顶部，表示共射极直流放大倍数β或he分档，见表1-5：
另外，色环和色点还常用来表示电子元器件的极性。
例如，电解电容上标有白色箭头的一极是负极；
玻璃封装二极管上有黑色环的一端、塑料封装二极管上有白色环的一端阴极；
某些三极管非标准排列，在其外壳的柱面上用红点表示发射极等。
色点
β分档
0～0
15～25
25～40
40～55
55～80
80～120
120～180
180～270
270～400
400以上
表1-5用色点在半导体三极管的放大倍数
第2章常用元器件简介
2.1电阻的识别及检测
2.1.1固定电阻的识别及检测
按电阻的制作材料来分，可分为：
金属膜电阻、碳膜电阻、合成膜电阻等。
按电阻的数值能否变化来分，可分为：
固定电阻、可变电阻（电阻值变化范围小）、电位器（电阻值变化范围大）等。
按电阻的用途来分，可分为：
高频电阻、高温电阻、光敏电阻、热敏电阻等。
图2.1固定电阻外形
常用电阻的性能、特点如表2-1所示。
固定电阻按电阻体材料、结构形状、引出线及用途等分成多个种类，如图2-1所示。
表2-1电阻类型及其特性
电阻名称
电阻的性能、特点
炭膜电阻
稳定性高，噪声小，应用广泛。
阻值范围：
1Ω-10MΩ
金属膜电阻
体积小，噪声小，稳定性高，温度系数小,耐高温，精度高，但脉冲负载稳定性差。
0.1Ω-620MΩ
线绕电阻
体积小，噪声小，稳定性高，温度系数小,耐高温，精度很高，功率大（可达500W）。
但高频性能差，体积大，成本高。
0.1Ω-5MΩ
金属氧化膜电阻
除具有金属膜电阻的特点外，它比金属膜电阻的抗氧化性和热稳定性高，功率大（可达50KW），但阻值范围小，主要用来补充金属膜电阻的低阻部分。
1Ω-200KΩ
合成实心电阻
机械强度高，过负载能力较强，可靠性高，体积小，但噪音大，分布参数（L,C）大，对电压和温度的稳定性差。
4.7Ω-22MΩ
合成炭膜电阻
电阻阻值变化范围宽，价廉，但噪声大，频率特性差，电压稳定性低，抗湿性差，主要用来制造高压、高阻电阻。
10～106MΩ
线绕电位器
稳定性高，噪声小,温度系数小,耐高温，精度很高，功率较大（可达25W）。
但高频性能差，阻值范围小，耐磨性差，分辨率低，适用于高温大功率电路及精密调节场合。
4.7Ω～100KΩ
合成炭膜电位器
稳定性高，噪声小，分辨率高，阻值范围宽，寿命长，体积小，但抗湿性能差，滑动噪声大，功率小。
该电位器为通用电位器，广泛用于一般电路中，阻值范围：
100Ω～4.7MΩ
（2）型号的选取
民用和一般用途，可选择通用型电阻器，它们的价格很便宜，货源充足。
军用和特殊场合使用的电阻器，应选择专用型电阻器，以保证电路的性能指标并稳定可靠地工作。
线绕电阻器即使无感绕法的，其分布电感也比非线绕电阻器大得多，因此不宜用在高频电路中。
（3）阻值和精度的选取
电阻值应根据电路实际需要的计算值选择系列表中近似的标称值。
若有高精度要求的，则应选择精密电阻器。
在某些场合，也可从Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级电阻器挑选使用，也可采用串、并联方式以满足精度要求。
（4）额定功率的选择
电阻器的额定功率，应选得比计算的消耗散功率（12R）大，在一般情况下，选择为耗散功率的两倍以上。
若功率较大，应选用功率电阻器。
在某些场合，也可将小功率电阻器串、并联使用，以满足功率的要求。
当电阻器在脉冲状态下工作时，只要脉冲平均功率不大于额定功率即可。
（5）注意最高工作电压的限制
每个电阻器都有一定的耐压，超过这个电压，电阻器就会击穿、烧坏或产生飞弧现象。
电阻器在高压下使用时，对于高阻值电压器，其应用值应小于最高工作电压。
（6）使用中应注意的事项
●
为了减少电阻器在随使用时间增长而变化的不稳定性，在电阻器使用前，应先进行人工老化。
图2-2
较大功率的电阻器应采用螺钉和支架固定，以防折断引线或造成短路。
●电阻器的引线不要从根部打弯，否则容易折断。
●焊接电阻器时动作要快，不要使电阻器长期受热，以免引起阻值变化。
●电阻器的功率大于10W时，应保证有散热的空间。
图2-3
电阻器在存放和使用过程中，都要保持漆膜的完整，更不允许用锉、刮电阻膜的方法来改变电阻器的阻值。
因为漆膜脱落后，电阻器的防潮性能变坏，无法保证正常工作。
2.1.2电位器的识别及检测
一、电位器的分类及外形
电位器是一种连续可调的电阻器，其滑动臂（动接点）的接触刷在电阻体上滑动，可获得与电位器外加输入电压和可动臂转角成一定关系的输出电压，就是说通过调节电位器的转轴，使它的输出电位发生改变，所以称为电位器。
电位器的电路符号如图2-2示。
常用电位器外形及电路符号如图2-3。
电位器的种类很多，并各有特点，根据制造材料、用途以及调节方式的不同，电位器分为很多种类型，如旋转式、推拉式和直滑式等。
按照阻值的变化规律来区分，电位器又分为直线式、指数式和对数式。
下面仅将根据不同制造材料来分类的几种常用电位器作一简要介绍。
1.线绕电位器
电阻体是由绕在绝缘骨架上的电阻丝组成。
其主要优点是能耐较高的温度，可制成功率型电位器。
缺点是分辨率有限，阻值的变化规律呈阶梯状。
2.实心电位器
常用的有有机合成实心电位器和无机合成实心电位器。
有机实心电位器是用有机粘合剂将碳质导电物、填料均匀混合构成电阻体材料，连同引出脚与绝缘塑料粉压制在一起，经加热聚合而成。
其特点是分辨率很高，耐磨耐热，且体积小，适合在小型电子设备中使用。
无机实心电位器是用如玻璃釉等含无机粘合剂的碳质合成物和填料混合、冷压在基体上并经烧结而成。
具有体积小、防潮、耐热等特点。
3.碳膜电位器
电阻体是用配制好的悬浮液涂抹在玻璃纤维板或纸胶板上制成。
它是目前使用最广泛、品种最多、价格最低的一种电位器。
其突出优点是分辨率高、阻值范围宽，可从几百欧到几兆欧。
缺点是功率较小，耐热耐湿性能稍差。
2.2电容器
2.2.1电容器参数
在电子产品中，电容器是必不可少的电子器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。
由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点，以及机械或环境的限制条件等。
这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明：
（1）标称电容量（CR）
电容器产品标出的电容量值。
云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在5000pF以下）；
纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中（大约在0.005uF~1.0uF）；
通常电解电容器的容量较大。
这是一个粗略的分类法。
（2）类别温度范围
电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。
该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度（可以连续施加额定电压的最高环境温度）等。
（3）额定电压（UR）
在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容
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