Изучение типовых методов обнаружения неисправностей (90

Рисунок 3 - Всегда выключайте питание схемы перед измерением сопротивления

Метод замены предлагает вам просто избавиться от элемента, который, по вашим предположениям, вышел из строя, и заменить его заведомо исправным.

Этот метод может сэкономить драгоценное время специалиста и избавить его от разочарования. Однако есть определенный риск. Если плата заменяется новой, а

проблема остается неразрешенной, новая деталь также может быть повреждена.

Кроме того, многие поставщики запасных частей не принимают новые детали к возврату, если те уже использовались, поскольку их качество сомнительно. Тем не менее, если не злоупотреблять этим методом, то он остается важным и цен-

ным.

Когда специалист по поиску неисправностей подозревает, что элемент

(обычно конденсатор) вышел из строя он помещает хороший элемент в схему параллельно подозрительному. Если схема начинает работать, значит, проблема локализована. Это называется шунтирование. Специалист может сэкономить драгоценное время таким способом (рисунок 4). Помните, однако, что исполь-

зование этой техники обычно ограничено элементами, где произошел обрыв, а

не короткое замыкание. Шунтирование замкнутого элемента может не иметь ре-

зультата или привести к повреждению нового элемента.

11

Рисунок 4 - Шунтирование исправным элементом предположительно вышедшего из строя

Нагрев элемента подозреваемого в нестабильной работе, также является одним из способов поиска неисправностей. При воздействии тепла он выходит из строя. Специалист, обычно с помощью фена или жала паяльника, может оп-

ределить качество элемента. Не перегрейте его и старайтесь не повредить также расположенные рядом компоненты, особенно в пластмассовом корпусе.

Метод охлаждения используется для временного восстановления нор-

мальной работы элемента и предполагает наличие холодного воздух от вентиля-

тора или химического охладителя. Если понизить температуру подозрительного термонестабильного элемента, то часто можно временно восстановить его рабо-

тоспособность. Применение и тепла, и холода очень полезно для определения микротрещин плат и микроразрывов соединений. Тепло и холод вызывают рас-

ширение и сжатие, что может временно дать возможность схеме работать, по-

зволяя специалисту локализовать неисправность.

Подача сигнала и контроль его прохождения наиболее часто используется при работе с радиоприемниками. Технический специалист подает сигнал в при-

емник, чтобы локализовать неработающий узел (рисунок 5). Сигнал подается в различные точки, предшествующие каждому каскаду. Если каскад работает, то

12

вдинамике слышен звук. Дефектный каскад не пропустит или исказит сигнал и

вдинамике не будет слышен звук, или звук будет содержать искажения.

Тестеры элементов представляют собой инструменты, которые использу-

ются для проверки качества компонентов схемы. К их числу относятся: мегом-

метры, приборы для проверки конденсаторов, тестовые лампы, тестеры диодов и транзисторов, приборы для проверки электронно-лучевых трубок, тестеры ин-

тегральных микросхем и др.

Рисунок 5 - Использование метода подачи сигнала в неправильно работающей схеме

Повторная пайка, настройка, выравнивание - все это методы, которые специалист применяет к подозрительным компонентам. Во многих случаях он использует их, следуя интуиции, или предыдущий опыт подсказывает ему, что проблема кроется именно здесь. Если в прошлом подобные устройства часто выходили из строя из-за плохих паяных соединений, которые называются хо-

лодной пайкой, быстрое касание паяльником может решить проблему.

Обходные цепи - это способ, требующий отключения одной или несколь-

ких цепей, который может использоваться для локализации предполагаемой не-

поладки. Например, при запирании транзистора можно отследить его воздей-

ствие на работу схемы в целом. В других случаях вся плата может быть отклю-

чена для того чтобы проверить напряжение или провести другие измерения, а

13

также наблюдать изменения системы в целом. Например, плата с замыканием может отрицательно воздействовать и на другие цепи. За счет обхода замкнутой платы можно попытаться восстановить нормальную работу устройства, тем са-

мым локализовав проблему.

При диагностике электрических и электронных неисправностей очень важно, чтобы специалист следовал логической систематической процедуре для предотвращения ненужных затрат времени, тестов, замены частей. Время -

деньги, и хороший специалист нуждается в хорошей «поваренной книге», где изложен подход к поиску неисправностей. Например, большинство процедур можно значительно облегчить при использовании диаграмм, схем, чертежей.

Принципиальные схемы содержат план размещения и соединения элек-

трических или электронных цепей. На этих диаграммах приводятся номиналы элементов и конкретная информация о них. Диаграммы также указывают рабо-

чее напряжение и ток, формы сигналов и др.

Основные схемы и чертежи показывают размещение проводки или кабе-

лей и органов управления. Чертежи обычно используются при организации бы-

товых и промышленных электрических сетей и органов управления, чтобы по-

мочь при установке, локализации и прослеживании цепей.

Эскизные схемы могут быть полезны при рассмотрении плана размеще-

ния специфических деталей. Во многих случаях схема сопровождается эскиза-

ми. В таком случае она показывает только «картинку» схемы.

Успех при поиске неисправностей устройства часто зависит от наличия сервисных чертежей. С некоторыми малораспространенными изделиями иност-

ранного производства и оборудованием трудно работать, поскольку отсутствует справочная литература. Часто специалист считает обслуживание этих изделий пустой тратой времени и бесполезным занятием и предпочитает не связываться с ними.

14

Независимо от проблемы или ситуации, хороший мастер, прежде всего,

составит письменный или воображаемый отчет о проблеме, которую он устра-

нил, и использует эту информацию в будущем.

Тестированиеосновныхэлементов.

Некоторые элементы используются в большинстве электротехнических и электронных устройств. Для мастера по ремонту очень важно знать, как тести-

ровать наиболее часто встречающиеся элементы.

Резисторы выпускаются разной формы, размера и номинала. Основная за-

дача резистора заключается в ограничении тока и/или уменьшении напряжения.

Большинство структурных элементов электрической цепи подобного типа из-

готавливаются из углерода или проволоки с заданной величиной сопротивле-

ния. Например, резистор 1000 Ом с допуском 10 % помечается коричневым,

черным, красным или серебряным цветом. Поэтому омметр должен показывать величину сопротивления от 900 до 1100 Ом. Резистор, в котором произошел об-

рыв, имеет бесконечное сопротивление, а неисправный элемент может иметь любое значение, меньше 900 Ом и больше 1100 Ом.

Данный структурный элемент рассчитан на определенную мощность, ко-

торая определяет способность резистора поглощать образующееся тепло. Мощ-

ность резистора задает его реальный физический размер.

Наиболее часто встречающиеся дефекты резисторов имеют физическое происхождение - они трескаются или обугливаются. Когда чрезмерный ток или рассеиваемая мощность приводят к чрезмерному повышению температуры, в

резисторе происходит обрыв. Обугленный или потерявший цвет резистор сле-

дует заменить. Он может показывать нормальное сопротивление при измерени-

ях омметром, но при подаче напряжения во время работы схемы возникает об-

рыв.

Омметр является одним из наиболее важных элементов, используемых при диагностике компонентов устройств. Этот прибор используется для изме-

15

рения целостности и сопротивления резисторов и других составляющих схемы.

Компонент, целостность цепи в котором не нарушена, имеет сопротивление близкое к 0. С другой стороны, компонент, в котором возник обрыв, имеет бес-

конечное сопротивление.

При тестировании основных элементов специалист, в основном, занимает-

ся измерением сопротивления и проверкой отсутствия обрыва. Например, когда происходит проверка плавкого предохранителя, годный предохранитель будет иметь сопротивление 0 Ом, а разорванный (сгоревший) будет иметь бес-

конечное сопротивление (рисунок 6).

Рисунок 6 - Проверка плавкого предохранителя на отсутствие обрывов

Как и в случае с предохранителем, при проверке кабелей, проводов или жгута электропроводки, исправный провод будет обладать целостностью, а ра-

зорванный нет. Когда вы проверяете провод на наличие возможного дефекта,

подключите омметр и аккуратно согните провод в нескольких местах, особенно там, где наиболее часто возникают неисправности, например, около точек под-

ключения. Поскольку провода часто имеют скрытые дефекты, неисправность может проявиться, когда вы их сгибаете.

При проверке переключателей используется такая же процедура. Однопо-

люсный переключатель должен обеспечивать прохождение тока только в одном положении (рисунок 7). Когда вы проверяете переключатель с помощью оммет-

ра, аккуратно пошевелите переключатель для выявления потенциально скрытых

16

дефектов. Эта процедура позволит вам также оценить механическое качество переключателя. Переключатели, как правило, срабатывают четко и надежно, их компоненты не должны болтаться и иметь плохие контакты. Некоторые дефект-

ные переключатели можно легко исправить, затянув винт или прочистив. Одна-

ко в большинстве случаев их надо заменять.

Рисунок 7 - Проверка переключателя на целостность с использованием омметра

Характеристики переменных резисторов (или потенциометров), можно измерять и проверять двумя простыми способами. Один из них заключается в использовании омметра для измерения сопротивления потенциометра между крайними выводами. Величина противодействия цепи электрическому току должна быть равна той, которая указана на самом потенциометре. Подключите один щуп омметра к центральному выводу потенциометра, соединенному с подвижным скользящим контактом (движком). При вращении вала потенцио-

метра сопротивление должно изменяться соответствующим образом (рисунок

8). Другой способ проверки потенциометра заключается в том, чтобы поворачи-

вать вал потенциометра, находящийся в схеме. Если в динамике слышится рез-

кий скрежещущий звук - потенциометр нуждается в чистке или замене. Для это-

го выключите питание и нанесите средство для очистки элементов на скользя-

щий контакт, одновременно вращая вал.

17

Рисунок 8 - Проверка потенциометра с использованием омметра

Очень важно иметь неразряженную аккумуляторную батарею, а прове-

рить это можно с помощью измерения напряжения и тока. Хороший источник питания должен давать величину, немного превышающую указанное на нем значение. Например, новая сухая батарея 1,5 В постоянного тока, должна при измерениях давать от 1,5 до 1,6 В. В то же время «севшая» батарея будет давать меньше 1,5 В. Полностью заряженная автомобильная аккумуляторная батарея

(свинцово-кислотный аккумулятор) с номинальным значением напряжения 12 В

обычно имеет напряжение от 13,5 до 14 В.

Конденсаторы используются в сотнях различных случаях: для фильтра-

ции, регулировки напряжения, шунтирования, коррекции фазы, контроля часто-

ты. Прибор различных размеров, форм, типов, номиналов, по сути, конденсатор является элементом, который обладает способностью накапливать электричес-

кий заряд. Он состоит из двух проводящих пластин, разделенных изолирующим диэлектрическим материалом. Есть несколько типов конденсаторов: слюдяные,

бумажные, керамические, пленочные, алюминиевые, танталовые. Единицей из-

мерения емкости является фарада (Ф), но большинство конденсаторов имеют

18

гораздо меньшие габариты, измеряемые микрофарадами (мкФ). Итак, величина емкости показывает количество заряда, который может хранить этот компонент.

Существует несколько приемов для тестирования конденсаторов:

4)измерение сопротивления (омметр);

5)измерение емкости (устройство проверки конденсаторов);

6)проба на искру;

7)шунтирование;

8)замена.

Омметром затруднительно проверять конденсаторы емкостью порядка де-

сятых долей микрофарады и менее, поскольку заряд прибора происходит так быстро, что стрелка не успевает отклониться. Показания, близкие к нулевым,

свидетельствуют о коротком замыкании в конденсаторе. Элементы емкостью более 0,25 мкФ должны регистрироваться омметром.

Когда вы проверяете конденсатор, установите переключатель пределов измерения омметра на один из верхних диапазонов, например до 10000 Ом, и

подключите его к выводам элемента (рисунок 9). Предварительно обязательно разрядите конденсатор, замкнув его выводы куском провода или отверткой. Ко-

гда вы подключите выводы омметра к контактам конденсатора, стрелка должна сначала отклониться вправо, а затем медленно вернуться к 0. Если этого не про-

изошло, то процедуру разрядки конденсатора повторить.

Рисунок 9 - Проверка конденсатора с помощью омметра

19

5Полупроводниковыеэлементы

Понимание основ теории полупроводников может быть серьезным под-

спорьем для специалиста при тестировании этих элементов. Одним из первых известных полупроводниковых устройств являлся кристаллический детектор.

Он состоял из кусочка кристаллического галенита с проволочным контактом и прижимающей пружиной. Это сочетание выпрямляло ток, позволяя ему течь только в одном направлении.

Хотя кристалл галенита был ненадежен, он был первым шагом в примене-

нии полупроводников. Развитие современных диодов и транзисторов началось с базовой теории и разработки материалов р- и п-типа.

Для создания материалов р- и n-типа используется кристаллический гер-

маний или кремний. Атомный номер кремния 14, с 4 валентными электронами на внешней орбите. Атомный номер германия 32, и он также имеет 4 валентных электрона на внешней орбите (рисунок 10).

Рисунок 10 - Строение атомов кремния и германия

Для образования материала р-типа, добавляются примеси, галлий или ин-

дий, которые называются трехвалентными, поскольку имеют 3 электрона на внешней оболочке. Когда галлий или индий добавляются к кремнию или герма-

нию (имеющими валентность 4), место одного валентного электрона остается незанятым и называется дыркой. Оно имеет положительный заряд и в резуль-

тате образуется материал р-типа. Примесь, которая приводит к образованию дырок, называется акцепторной (рисунок 11).

20