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1、电装电调实习指导书温度测控仪的制作与调试机械与控制工程学院电工电子实验室2011年6月I本课程的地位、作用与任务电装电调实习课程是一门实践性的技术基础课，它是电子工程师基本训练的重要环节之一，是大学自动化、电子信息、通通信等理工科专业的学生的一门必修课程。通过学习和实践，使学生进一步接触电子元器件，电子材料及电子产品的生产实际，了解电子工艺的一般知识和掌握最基本的电路板的制作、元件的焊接、产品的组装等技能，了解电子工艺生产线的流程和基本管理知识，为今后的专业实验、毕业设计准备必要的工艺知识和操作技能。同时培养学生严谨的工作作风，养成良好的工作习惯。它既是基本技能和工艺知识的入门向导，又是创新实
2、践的开始和创新精神的启蒙。本课程的基本内容与要求电装电调实习安排为三周时间，课程内容以少量的时间讲授理论和大量的时间从事实践操作，并以实践为主进行教学。实习要求：1. 掌握常用电子元器件的种类、性能、选用原则及质量判别；2. 掌握电子产品装配工艺；3. 初步学会印刷电路板的制作，掌握锡焊原理及手工焊接工艺技术；4. 学会简单电子小产品的装配、焊接、调试；5. 学会使用常用电子测试仪器设备，初步具有借助说明书或资料掌握常用工具、仪器的使用能力。实习内容：1、电原理图设计（分析）：设计（分析）温度测控测器的电源、温度监测和显示等部分的工作原理；2、电路板设计、制作设计、制作温度测控测器的电源、温度
3、测控和显示三个模块的电路板；（三个同学为一组，每个同学完成其中一个模块）；3、模块电路单元板安装制作：小组三个成员分别完成一个相应模块电路单元板安装、制作与调试；4、系统调试：各小组将三个成员分别完成的模块电路单元进行组合并进行整体调试，以实现仪器温度测控等功能。第1章 常用电子元件1.1 元件主要规格参数（1）允许偏差在实际生产中，加工出来元器件无法做到和标称值完全一样，即阻值具有一定分散性。为了便于生产的管理和使用，又规定了元器件的精度等级，确定了元器件在不同等级下的允许偏差。例如，电阻的允许偏差有5%、10%、20%三种，分别用字母J、K、M标志它们的精度等级（以前曾用I、II、III表
4、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（%）0.50.250.5151020+20-10+30-20+50-20+80-20+1000符号BCDFJKMSEH曾用符号0IIIIIIIVVVI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
5、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
6、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
7、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560s）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
8、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2.3 RJ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）0.252500.5500127503）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
9、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： 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。 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。 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。 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。 对于电位器、可变电
10、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。（
11、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
12、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
13、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
14、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，使通过元器件的脉动直流电源元器件VA图2-1 简易电老化电路电流达到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
15、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
16、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
17、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，如表示电阻器、表示电容器、表示电感器、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表示，三极管的主称用数字表示，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
18、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，
19、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。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。例如：l 对于电阻器的标注，100表示其阻值为10100=10，223表示其阻值为22103=22K；l 对于电容器的标注，103表示其容量为10103=10 000PF=0.01uF，47表示其容量为47105=4
20、7000PF=4.7uF；l 对于电感的标注，820表示其电感量为82100=0.01uH。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。例如：l 对于电阻器的标注，3R9表示其阻值为3.9K；l 对于电容器的标注，1R5表示其容量为1.5PF；l 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
21、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）允许偏差（%）黑0100棕11011红21022橙3103黄4104绿5105蓝61060.5紫71070.25灰81080.1白9109金-20+50银10-15无色201234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22102=2 200，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
22、），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。色点棕红橙黄绿蓝紫灰白黑分档00152525404055558080120120180180270270400400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
23、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：1-10M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。阻值范围：0.1-620M
24、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。阻值范围：0.1-5M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。阻值范围：1-200K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。阻值范围：4.7-22M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。10106M线绕电位器 稳定性
25、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。阻值范围：4.7100K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：1004.7M（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）
26、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、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
27、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l 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2-2l 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。l 电阻器的引线不要从根部打弯，否则容易折断。l 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。l 电阻器的功率大于10W时，应保证有散热的空间。图2-3l 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
28、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
29、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
30、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0.005uF1.0uF）；通常电解电容器的容量
31、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器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不
32、得超过电容器的额定电压。（4）损耗角正切（tg） 在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说，要求RS愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角要小。 这个关系为：tg=RS/XC=2*3.14*f*C*RS。因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大而影响寿命。 电容器的温度特性。通常是以20基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。（5）使用寿命 电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。（
33、6）绝缘电阻 由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。2.2.2电容器分类 电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。表2-2列出了常见电容器的字母符号。表2-2 常见电容器的字母符号字母电容器介质材料字母电容器介质材料A钽电解N铌电解L聚脂等极性有机薄膜C高频陶瓷B聚笨乙烯等非极性有机薄膜O玻璃膜D铝电解Y云母T低频陶瓷I玻璃釉G合金电解Q漆膜V云母纸E其他材料电解H纸膜复合Z纸J金属化纸（8）电容的耐压和绝缘电阻： 电容长期可
34、靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。表3-3是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值，只限电解电容用。 表2-3： 常用固定电容的直流电压系列1.646.310162532*405063100125*160250300*400450*5006301000由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命
35、，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。2.2.3 电容器的测试视电解电容器容量大小，通常选用万用表的R10、R100、R1K挡进行测试判断。红、黑表笔分别接电容器的负极（每次测试前，需将电容器放电），由表针的偏摆来判断电容器质量。若表针迅速向右摆起，然后慢慢向左退回原位，一般来说电容器是好的。如果表针摆起后不再回转，说明电容器已经击穿。如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停位，则说明电容器已经漏电。如果表针摆不起来，说明电容器电解质已经干涸推失去容量。有些漏电的电容器，用上述方法不易准确判断出好坏。当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时，根据电解电容器正向充电时漏电电流小，反向充电时漏
36、电电流大的特点，可采用R10K挡，对电容器进行反向充电，观察表针停留处是否稳定（即反向漏电电流是否恒定），由此判断电容器质量，准确度较高。黑表笔接电容器的负极，红表笔接电容器的正极，表针迅速摆起，然后逐渐退至某处停留不动，则说明电容器是好的，凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电，不能继续使用了。表针一般停留并稳定在50200K刻度范围内。2.3 三极管参数2.3.1参数1）集电极一基极反向饱和电流Icbo，发射极开路（Ie=0）时，基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流，它只与温度有关，在一定温度下是个常数，所以称为集电极一基极的反向饱和电流
37、。良好的三极管，Icbo很小，小功率锗管的Icbo约为110微安，大功率锗管的Icbo可达数毫安，而硅管的Icbo则非常小，是毫微安级。 2）集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流)基极开路（Ib=0）时，集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的倍即Iceo=(1+)Icbo ，而 Icbo和Iceo受温度影响极大，它们是衡量管子热稳定性的重要参数，其值越小，性能越稳定，小功率锗管的Iceo比硅管大。 3）发射极-基极反向电流Iebo 集电极开路时，在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流，它实际上是发射结的反向饱和电流。 4）直流电流放大系
38、数1（或hef） 这是指共发射接法，没有交流信号输入时，集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值，即：1=Ic/Ib （2）交流参数 1）交流电流放大系数（或hfe） 这是指共发射极接法，集电极输出电流的变化量Ic与基极输入电流的变化量Ib之比，即：= Ic/Ib一般晶体管的大约在10200之间，如果太小，电流放大作用差，如果太大，电流放大作用虽然大，但性能往往不稳定。 2）共基极交流放大系数（或hfb） 这是指共基接法时，集电极输出电流的变化是Ic与发射极电流的变化量Ie之比，即： =Ic/Ie因为IcIe，故1。高频三极管的0.90就可以使用与之间的关系： = /（1+） = /（1
39、-）1/（1-） 3） 截止频率 f、f 当下降到低频时的0.707倍的频率，就是共发射极的截止频率f；当下降到低频时的0.707倍的频率，就是共基极的截止频率f。f、f是表明管子频率特性的重要参数，它们之间的关系为： f（1-）f 4）特征频率fT 因为频率f上升时，就下降，当下降到1时，对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。（3）极限参数 1）集电极最大允许电流ICM 当集电极电流Ic增加到某一数值，引起值下降到额定值的2/3或1/2，这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时，虽然不致使管子损坏，但值显著下降，影响放大质量。 2）集电极-基极击穿电压BVCBO 当发射
40、极开路时，集电结的反向击穿电压称为BVCBO。3）发射极-基极反向击穿电压BVEBO 当集电极开路时，发射结的反向击穿电压称为BVEBO。4）集电极-发射极击穿电压BVCEO 当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，使用时如果VceBVCEO，管子就会被击穿。 5）集电极最大允许耗散功率PCM 温度要升高，管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率等于集电极直流电压和电流的乘积，即Pc=UceIc.使用时应使PcPCM。PCM与散热条件有关，增加散热片可提高PCM。PNPCBECBENPNCBECBE(a) PNP管(b) NPN管图
41、3-1 晶体管的结构示意图2.3.2功率晶体三极管的测量无论是NPN型还是PNP型三极管，均可看作由两只半导体二极管反极性串联而成。图3-1(a)、(b)分别代表PNP管和NPN管，利用PN的单向导电性，用判别二极管的方法，可以很容易地用机械表找出三极管的基极，并判断其导电类型是PNP型还是NPN型。（1）基极的判断：将红表笔插入表的“+”端，黑表笔插入“-”端，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极（注意：数字万用表刚好相反）。以NPN型三极管为例说明测试方法。用机械表的欧姆档，选择“X1K”档或“X100”档，首先选定被测三极管的一个引脚，假定它为基极，将表的黑笔固定
42、接在上面，红笔分别接在另两个引脚上，得到两个电阻值；然后再将红表笔与该假设基极相接，用黑笔分别接另两个引脚，又得到两个阻值。若第一次测量的电阻值较小，第二次测量的电阻值较大，说明假设的基极是正确的；否则假设的基极错误，应重新假设别的脚为基极，重复上述步骤，直到出现符合上述的情况为止！判别理由：利用基极对发射极、集电极具有对称性的结构特点。（2）判断硅管与锗管：三极管基极确定后，可用机械表的黑表笔接基极，红笔接另外两管脚引线的任意一个，如果测得电阻值很大（几百干欧以上），则该管是PNP型管；如果测得的电阻值很小（几干欧以下），则该管是NPN型管。硅管、锗管的判别方法同二极管，即硅管PN结正向电阻
43、约为几干欧，锗管的PN结正向电阻约为几百欧。（3）集电极的判别：测NPN型三极管的集电极时，先在除基极以外的两个电极中任设一个为集电极，并将机械表的黑笔搭接在假设的集电极上，红表笔接在假设的发射极上，用一大电阻R（可用手指代替）接基极和假设的集电极，如果表指针有较小的偏转，则以上假设正确，如果表指针偏转很大，则假设不正确。为准确起见，一般将基极以外的两个电极先后假设为集电极，进行两次测量，表指针偏转较小那次测量，与黑笔相连的是三极管的集电极。 测PNP型的集电极时，将表的红笔接在假设的集电极上，黑笔接在假设的发射极上，这时假设的集电极与基极之间不与任何电阻相接，如果指针有较大偏转时（电阻小）则
44、假设正确，否则错误。R1kEBRB（手指电阻）黑笔红笔C图3-2 判定晶体管C、E等效电路判别理 由：图3-2是测量的等效电路图，手指电阻代替基极偏置电阻RB，其阻值约为几百千欧至几兆欧，与人体电阻、干燥程度及接触电阻有关（可蘸湿手指以减少电阻）。由被测管的极电结上施以反向偏压，发射结加正向偏压，所以管子进入放大区正常工作，此时电流放大倍数较高，产生的集电极电流IC 使表针明显的偏转。C、E极接反，管子就无法正常工作，放大倍数大为降低（例如从几十倍降低几倍），因此表针基本不动。第3章 温度测控仪的装配与调试 3.1温度检测控制模块电路原理（电源模块和A/D转换与显示模块电路自己设计） 桥式测温电桥差动放大电桥滞回比较器驱动继电器加热电源A/D转换显示电源温度检测控制3-1 温度测控仪原理框图 温度测控仪框图及其电路如图3-1、3-2所示， 它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC元件）Rt 为一桥臂组成测温电桥， 其输出经测量放大器放大后由滞回比较器输出“加热”与“停止”信号，经三极管放大后控制加热器“加热”与“停止”。改变滞回比较器的比较电压UR即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器
