Функциональная_характеристика_переменных

Оглавление

Цифровая маркировка на корпусе резисторов
Нестандартная маркировка импортных резисторов
По назначению
Где и для чего используются делители напряжения
Как действует на двигатель потенциометр?
Как проверить исправность мультиметром
Ключевые показатели эффективности (KPI)
Проверка потенциометра
Система обозначений
Характеристики
Плюсы цифровых потенциометров
Номиналы резисторов.
Система обозначений
Виды по «конусу» — характеру изменения сопротивления
- Объяснение
Потенциометры
- Непроволочные
- Проволочные
Маркировка SMD резисторов

Цифровая маркировка на корпусе резисторов

Резисторы SMD, как и в пакетах 0603 или 0805, имеют свой собственный способ отображения их значения. Есть несколько распространенных методов маркировки, которые вы увидите на этих резисторах. Они обычно имеют от трех до четырех символов – цифры или буквы – напечатанные в верхней части корпуса.

Если все три символа, которые вы видите, являются цифрами , вы, вероятно, смотрите на резистор с маркировкой вида E24 . Эти маркировки на самом деле имеют некоторое сходство с системой цветовых полос, используемой на резисторах ПТГ. Первые два числа представляют первые две наиболее значимые цифры значения, последнее число представляет величину. Цифровая маркировка резисторов будет выглядеть так:

На приведенном выше примере изображения резисторы обозначены 104 , 105 , 205 , 751 и 754 . Резистор, помеченный 104, должен быть 100 кОм (10×10 4 ), 105 будет 1 МОм (10×10 5 ), а 205 – 2 МОм (20×10 5 ). 751 – это 750 Ом (75×10 1 ), а 754 – 750 кОм (75×10 4 ).

Еще одна распространенная система кодирования – E96 , и она самая необычная из всех. Резисторы E96 будут отмечены тремя символами – двумя цифрами в начале и буквой в конце. Два числа показывают первые три цифры значения, соответствующие одному из неочевидных значений в этой справочной таблице.

Буква в конце представляет множитель, соответствующий чему-то в этой таблице:

Таким образом, резистор 01C – лучший выбор, 10 кОм (100×100), 01B – 1 кОм (100×10), а 01D – 100 кОм. Это легко, другие коды могут не быть. 85A с картинки выше 750 Ом (750×1) и 30C на самом деле 20 кОм.

Нестандартная маркировка импортных резисторов

Несмотря на принятые правила цветной маркировки, некоторые компании используют свои стандарты. К ним можно отнести:

Philips – производитель бытовой и промышленной электроники, который ввел некоторые свои стандарты в область маркировки резисторов. Так можно отметить, что цвета компания использует не только для обозначения основных характеристик, но и для отображения о технологии производства и свойствах компонентов. Для этого сам корпус окрашивается в определенный цвет, а кольца располагаются в определенном порядке друг относительно друга.
CGW и Panasonic также ввели свои правила маркировки. Так эти производители проводят нанесение информации об особых свойствах резистора.

Практически все производители в мире приняли установленные правила, что позволяет упростить процедуру идентификации номиналов.

В заключение отметим, что кроме цветовой маркировки могут присутствовать буквенно-числовые обозначения. Они наносятся на поверхность довольно крупных вариантов исполнения резисторов и также могут использоваться для выявления рабочих характеристик.

По назначению

Рассмотрим еще виды резисторов по назначению. Они бывают общего и специального назначения. Сопротивления общего назначения имеют следующие параметры:

номинал от 1 Ом до 10 МОм,
мощность от 0,125 Вт до 100 Вт,
допуск точности не менее 20%, 10 %, 5%, 2% или 1%.

Они пригодны для работы в сетях напряжением не более 1000 В. Используются как токоограничители или в качестве нагрузок для активных элементов схем. Резисторы специального назначения превосходят «обычные» по одной или нескольким характеристикам. К ним относятся:

Изготовленные с высокой точностью (максимально допустимое отклонение номинала — 1%), имеющие высокую стабильность параметров. Называют их прецизионные и сверхпрецизионные.
Высокочастотные. Имеют очень небольшую собственную емкость, благодаря чему и применяются в высокочастотных схемах.
Высоковольтные (для сетей напряжением выше 1000 В).
Высокоомные. Номинал выше 100 МОм и напряжение не менее 400 В.

Для ремонта бытовых приборов достаточно элементов с обычными характеристиками. А вообще, при замене стоит придерживаться правила: ставить элемент того же номинала и с теми же характеристиками. Если элементная база старая и найти точно такой же экземпляр сложно или стоит он несоизмеримо, ищем аналог. При подборе аналогов номинал выбираем «один в один», а характеристики могут быть немного лучше. Хуже брать не следует, так как это может стать причиной некорректной работы устройств.

Где и для чего используются делители напряжения

ПТ нормируют напряжение, чаще их используют для регулировки параметров приложения (обслуживаемого оборудования) в рамках нормальных значений, на которые оно рассчитано, когда такая функция заложена в нем самом, например, громкость звука, обороты вентилятора. Чаще встречается модель с ручной регулировкой, но есть и автоматический интегрированный потенциометр.

Также ПТ применяют, когда необходимо установить нужный режим оборудования в сложных условиях, когда определенный уровень электропараметров может вывести из строя приложение или для исследований, в целях ТО, ремонта, экспериментов, наладки.

Увеличение/уменьшение U, подаваемого на нагрузку, которое также тянет за собой изменения тока, осуществляется потенциометрами или реостатами. Разницу между ними мы рассмотрим ниже. Фактически эти термины обозначают не саму деталь (это во всех случаях переменный резистор), а режимы ее включения на схеме.

Наиболее характерные примеры, что регулируют:

мощность и другие параметры (настройка эквалайзерами) звука, яркости/оттенков видео, света (диммеры);
скорость маломощных электромоторчиков бытовых приборов, игрушек;
вентиляторы с настройкой скорости оборотов имеют делители напряжения. Даже те, у которых интенсивность вращения подразумевается, как выставленная на постоянную работу с определенным значением? часто имеют подстроечник на микросхеме;
частота генераторов;
калибровка электроцепей, на микросхемах для настройки электропараметров по напряжению (выходной его мощности).
прецизионный, в том числе автоматический высокоточный потенциометр применяется в датчиках углового, линейного перемещения.

Переменники/подстроечники применяются везде, где требуется регулировка выходного напряжения. Но надо понимать, что такой приборчик нужен только для высокоомной нагрузки и малых токов. Там, где эти параметры большие используют реостаты. Например, в диммере может стоять ПТ, но если лампа накаливания мощная, то он будет бесполезен и надо применить РС. Аналогично и по электромоторам: слабомощные могут регулироваться ПТ, но на мощных силовых установках на транспортных средствах стоят РС. Для того чтобы изучить где, что применять, надо делать вычисления по формулам з-на Ома.

Как действует на двигатель потенциометр?

Нередко владельцы современных автомобилей пытаются выжать предельную мощность из авто, нажимая до упора педаль акселератора. Такое решение не приносит успеха, поскольку агрегация между силовым агрегатом и педалью газа происходит через специальный датчик дроссельной заслонки (потенциометр). «Мерседес», «БМВ», «Фольксваген» и большинство других иномарок оснащены подобным устройством.

Прибор предназначен для регулировки подачи топлива в двигатель дозированными порциями. Кроме того, приспособление отслеживает динамику нажима на педаль акселератора и определяет число оборотов на холостом ходу. Составляющими элементами потенциометра для автомобиля являются два резистора, один из которых стабильного типа, второй – изменяемый аналог. Суммарное сопротивление элементов равняется 8 кОм.

Как проверить исправность мультиметром

Для измерения сопротивления понадобится цифровой мультиметр. Для того, чтобы замерять сопротивление, нам нужно повернуть крутилку на “измерение сопротивления”. С помощью палочки мы можем крутить резистор по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, тем самым меняя сопротивление между средним контактом и двумя крайними контактами. Правила при измерении сопротивления:

Прижимайте щупы с некоторой силой к выводам резистора. Тем самым вы исключите появление контактного сопротивления, которое при слабом нажатии будет суммироваться с измеряемым сопротивлением.
При измерении сопротивления резистора на печатной плате, еще раз убедитесь, что плата обесточена. Потом отпаяйте один конец резистора и уже тогда замеряйте его сопротивление.
Не касайтесь выводов резистора при измерении его сопротивления! Тело человека в среднем обладает сопротивлением около 1 КилоОма и зависит от многих факторов. Поэтому, касаясь выводов резистора при измерении сопротивления вы вносите погрешность в измерения.
Если вы хотите, как можно точнее измерить сопротивления резистора, зачистите его выводы либо с помощью ножа, либо с помощью самой нежной наждачной бумаги. В этом случае вы уберете слой окисла, который в некоторых случаях вносит ощутимую погрешность в измерение сопротивления.

Не измеряйте сопротивление под напряжением! Тем самым вы можете повредить мультиметр или получить удар электрическим током!

Ставим щупы по крайним контактам. Замеряем полное сопротивление переменного резистора. Для того, чтобы проверить рабочий ли он, крутим ручку переменного резистора до упора против часовой стрелки и замеряем сопротивление между левым и средним контактом. Должно получиться близко к нулю.

Проверка подстроечного резистора мультищупом.

Далее крутим ручку по часовой стрелке, но не до конца. Замеряем снова сопротивление между средним и левым контактом, далее между средним и правым. В сумме должен получиться результат сопротивления двух крайних контактов.

Ключевые показатели эффективности (KPI)

Ключевые показатели эффективности резисторов для каждого материала можно найти ниже:

Ключевые показатели эффективности резисторов в зависимости от материала
Характеристика	Металлопленочные резисторы	Толстопленочные резисторы	Тонкопленочные резисторы	Углеродные композиционные резисторы	Углеродные пленочные резисторы
Диапазон рабочих температур, °C	-55 … +125	-55 … +130	-55 … +155	-40 … +105	-55 … +155
Максимальный температурный коэффициент сопротивления	100	100	15	1200	250–1000
Максимальное напряжение, В	250–350	250	200	350–500	350–500
Шум, мкВ на 1 В приложенного постоянного напряжения	0,5	0,1	0,1	4	5
Сопротивление изоляции, кОм	10	10	10	10	10
Изменение сопротивления при пайке, %	0,20	0,15	0,02	2	0,50
Изменение сопротивления при воздействии высокой температуры и влажности, %	0,50	1	0,50	15	3,5
Изменение сопротивления при длительном хранении, %	0,10	0,10	0,00	5	2
Изменение сопротивления при работе в течение 2000 часов при температуре 70°C, %	1	1	0,03	10	4

Проверка потенциометра

Проверить потенциометр с помощью мультиметра можно, когда он находится в подключенном к схеме состоянии или после выпаивания его оттуда. Первый вариант представляется более сложным в исполнении. Проверить обычный резистор, с постоянным номиналом, прямо в цепи, не представляет никакой сложности. Но элемент с тремя выводами — это другое дело. Осуществить проверку можно, только если потенциометр впаян в начале цепи. Такое расположение переменного резистора в схеме более удобно, так как это позволяет узнать общее сопротивление между контактами с краев.

Более точная проверка сопротивления проводится после выпайки потенциометра из схемы или когда они еще не монтировались в цепь.

До начала проверки переменного резистора с использованием мультиметра, элемент нужно внимательно осмотреть. Если на нем есть механические повреждения, сколы и трещины, необходимость в дальнейшем обследовании автоматически отпадает. Если повреждений нет, а все выводы надежно держатся в корпусе, можно переходить к следующему этапу — проверке мультиметром.

Процедура проверки измерительным прибором включает в себя несколько стадий:

Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления.
Щупы или зажимы проводов измерительного устройства подсоединяются к крайним выводам переменного резистора. Полученные показания характеризуют общее сопротивление потенциометра. При исправном элементе значение, выведенное на дисплей мультиметра, не должно быть отличным от номинала на величину, превышающую установленный допуск. Это значение выражается в процентном соотношении к номиналу и его можно определить по цветовой маркировке корпуса.
В случае, если значение на дисплее соответствует номинальному сопротивлению, переходят к измерению переменных значений. Для этого щупы соединяют со средним и одним из крайних выводов.
Последним этапом проверки потенциометра является вращение его ручки в любом из направлений. При корректно работающем элементе, изменение показаний на дисплее или движения стрелки вдоль шкалы должны быть плавными.

Если же прибор неисправен — мультиметр покажет бесконечное значение сопротивления. По мнению знающих людей, главное при ремонте электроники — найти неисправный элемент. Обнаружив такую деталь, ее легко можно заменить на новую, после чего холодильник, электрогитара или станок с электродвигателем прослужат еще много лет.

Система обозначений

Все перечисленные выше особенности параметров обычно отражаются в полном наименовании потенциометра в технической или товаро-производственной документации.

Ниже приведена система обозначений переменных резисторов по действующим ТУ.

Рис. 2.2. Система обозначений переменных резисторов отечественных фирм.

Первый элемент (буквы и цифры) обозначает тип резистора и вариант конструкторского исполнения.

Второй элемент (буква) обозначает допустимую мощность рассеяния в ваттах.

Третий элемент (цифры и буквы) обозначает номинальное сопротивление.

Четвертый элемент (цифры) обозначает допустимое отклонение сопротивления от номинала (в %).

Пятый элемент (буква) обозначает зависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта.

Шестой элемент (цифры и буквы) обозначает вид выступающей части вала.

Седьмой элемент (цифры) обозначает размер выступающей части вала.

Восьмой элемент (буква) обозначает документ на поставку.

Ниже рассмотрим систему обозначений зарубежных резисторов на примере фирмы Bourns (рис. 2.3).

Первый элемент (буквы и цифры) обозначает серию (модель) переменного резистора.

Второй элемент (цифра) обозначает количество секций (групп) переменных резисторов (если секция одна, то данный элемент отсутствует).

Третий элемент (цифра или буква) обозначает расположение выводов и их форму (табл. 2.1.).

Четвертый элемент (буква) обозначает наличие («S») или отсутствие («N») дополнительного выключателя (в обозначении некоторых серий резисторов может отсутствовать).

Пятый элемент (цифры) обозначает длину вала в мм.

Шестой элемент (цифры) обозначает код номинального сопротивления

Рис. 2.3. Система обозначений переменных резисторов фирмы Bourns.

Расположение выводов резисторов относительно корпуса

Резистор (лат. resisto – сопротивляюсь) – один из наиболее распространенных радиоэлементов, а переменный резистор в простом транзисторном приемнике исчисляется до нескольких десятков, а в современном телевизоре – до нескольких сотен.

Переменный резистор – это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом.

Резисторы выступают как нагрузочные и токоограничительные элементы, делители напряжения, добавочные сопротивления и шунты в измерительных цепях и т. д. Основная задача резистора – оказывать сопротивление, то есть перекрывать протекание электротока. Сопротивление измеряют в омах, килоомах (1000 Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).

Характеристики

Важнейшими характеристиками резисторов являются величина номинального сопротивления, допуск на эту величину и температурный коэффициент изменения сопротивления.

С этими характеристиками тесно связаны допустимая рассеиваемая мощность и тепловое сопротивление между резистором и окружающей средой. Кроме того, в некоторых областях применения резисторов могут оказаться существенными их шумовые характеристики (особенно токовый шум).

Будет интересно Что такое фоторезистор?

Также временная стабильность, предельная величина рабочего напряжения, зависимость сопротивления от приложенного напряжения и частотные параметры резистора (характеристики его эквивалентной схемы на различных частотах).

Рассмотрим важнейшие из этих характеристик с точки зрения применения резисторов в аналоговых и цифроаналоговых электронных устройствах. Таковыми являются величина номинального сопротивления, допуск на эту величину и температурный коэффициент изменения сопротивления. Допуск на величину номинального сопротивления задается в процентах от номинального значения сопротивления. Номинальное значение – это величина сопротивления резистора, измеренная при фиксированных значениях факторов внешних воздействий.

Кривая нагрева и охлаждения при пайке SMD-резисторов.

Важнейшим среди этих факторов является температура. Обычно номинальное значение сопротивления приводится для температуры +20°С и нормального атмосферного давления. SMD резисторы выпускаются с допусками на номинальное сопротивление в пределах от ±0.05% до ±5%. Разработчикам следует иметь в виду, что самыми распространенными, доступными и дешевыми являются резисторы с допуском на номинальное значение ±5% и ±1%.

Более точные резисторы обычно требуют предварительного заказа и их стоимость возрастает в несколько раз. Температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) называется величина, характеризующая обратимое относительное изменение сопротивление резистора при изменении его температуры на 1°С. Следует иметь в виду, что изменение температуры резистора может происходить как из-за изменения температуры окружающей среды, так и из-за его саморазогрева.

Значение ТКС определяется по формуле:

ТКС=DR/(R*DТ)

где DR – абсолютное значение изменения сопротивления при изменении температуры резистора на величину DТ, R – номинальное значение сопротивления резистора.

Величина ТКС измеряется в 1/ °С, однако, чаще всего ее измеряют в единицах ppm (1ppm=10E-6 1/°С). Современные SMD резисторы выпускаются со значением ТКС в пределах от ±5 до ±200 ppm.

Интересно сопоставить влияние на общее отклонение от номинального значения сопротивления резистора его допуска и температурного изменения. Это сопоставление можно выполнить введением такого параметра, как критическая температура Тк, определяемая как изменение температуры резистора, при которой изменение его сопротивления, определяемое величиной ТКС, сравняется с допуском на номинальное сопротивление.

Учитывая малое значение допуска на величину номинального сопротивления резистора, можно с достаточной степенью точности утверждать, что при наихудшем сочетании допусков на резисторы допуск на значение К в два раза больше допуска на номинал резистора.

Это значит, что для применяя в данной схеме SMD резисторы наивысшей точности и без учета влияния нагрева резисторов невозможно достижение точности коэффициента передачи выше ±0.1%! Такой точности явно недостаточно для многих аналоговых устройств. К счастью, в действительности ситуация несколько легче. Дело в том, что в приведенном выражении для коэффициента передачи его точность определяется не абсолютными значениями сопротивлений резисторов R1 и R3, а их отношением.

Если для схемы используются резисторы одной фирмы и одной партии, то значения их ТКС и номинальных значений могут быть значительно ближе, чем паспортные данные на каждый резистор в отдельности. Это позволяет существенно повысить результирующую точность схемы, как при нормальной температуре, так и при ее изменении. Однако, на практике применить предложенный подход к уменьшению погрешности схем не так просто!

В рассмотренной выше схеме он хорошо работает только при К=-1, так как для этого требуются одинаковые резисторы, которые могут быть выбраны из одной партии. При других значениях К эта схема не даст требуемой точности, так как для резисторов разных номиналов вероятность расхождения параметров (особенно ТКС) существенно возрастает.

Плюсы цифровых потенциометров

Если сравнивать механические или другие виды резисторов с цифровыми их аналогами, то у последних есть ряд преимуществ. Среди них:

Цифровые потенциометры не содержат подвижные механические элементы, которые требуют специальной настройки и теряют точность при ударах.
ЦП отличаются высокой надежностью. Им не страшна вибрация или шумовые волны.
Цифровые резисторы успешно работают в условиях малого тока.
Электронный потенциометр не имеет специальных отверстий для регулировки настроек, которые в обычных устройствах нужно открывать отверткой.
ЦП быстро настраиваются.
Отличаются точностью регулировки.
При включении питания первоначально заданное положение ЦП может быть загружено из энергозависимой памяти.
Можно использовать сразу несколько цифровых потенциометров, встроенных в один корпус. При этом относительное отклонение в показателях будет составлять не более 1 %.
Габариты корпусов цифровых резисторов очень малы, что позволяет их применять в картах памяти для компьютеров, ноутбуков, телевизоров и другой аппаратуры, например, PCMCIA или аналогичных им. Чаще всего это тонкие малогабаритные корпуса (TSSOP) или SOT-23.
Цена ЦП ниже лучших версий переменных резисторов.

Все эти параметры определяют выбор потребителей и производителей электронной техники в пользу цифровых потенциометров.

Номиналы резисторов.

Сопротивления резисторов не являются произвольными числами. Существуют специальные ряды номиналов, которые представляют из себя значения от 0 до 10. Так вот номиналы резисторов (значения сопротивления) могут иметь величины, которые определяются как значение из соответствующего ряда, умноженное на 10 в целой степени. Рассмотрим основные ряды – E3, E6, E12 и E24:

Цифра в названии ряда означает количество чисел ряда номиналов в диапазоне от 0 до 10. В ряде E3 – три числа – 1.0, 2.2, 4.7, аналогично, и в других рядах. Таким образом, если резистор из ряда E3, то его номинал (сопротивление) может быть равен 1 Ом, 2.2 Ом, 4.7 Ом, 10 Ом, 22 Ом, 47 Ом … 1 КОм … 22 КОм и т. д. Также существуют номинальные ряды Е48, Е96, Е192 – их отличие от рассмотренного нами ряда состоит лишь в том, что допустимых значений еще больше