小天鹅91al半自动洗衣机上拉开机后,无电源指示灯也无机械走动约声音,当转动到
故障现象:开机无反应,指示灯也不亮。检测与判断:怀疑故障出在保护电路。测ICl (DJ2001)13脚电压为高电平,保护电路已起控。测TP8保护取样电压为34V,测V302的c、e极电压均为28V,说明取样电压正常。再测V303的c极为低电平,说明V303未导通,怀疑V303损坏,但将其更换后,故障依旧。由此说明V303并未损坏,可能是 V302虽然导通,但V303的b极电压并未降到使V303导通的门坎电压.V303 而是处于一种临界状态。当测量其b极电压时,通过万用表内阻给b极加低电平后,V303导通,但切断电源再通电,V303又不导通,说明电阻R5 (27kΩ,) 阻值太小,使V303的b极电压增大,而不能导通。维修方法:将R5换成10kΩ电阻,R5上电压降增大,V303的b极电压降低,V303导通,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机不工作(一)故障现象:接通电源,指示灯不亮,洗衣机不工作。检测与判断:洗衣机不工作,电源指示灯也不亮,一般是供电系统存在故障。按下列顺序进行检查。首先检查控制系统电路和电源输入插座有交流220V电压,说明输入端正常。用万用表交流25V挡测量变压器二次绕组电压为8V,说明变压器正常。 用万用表直流25V挡测量C2两端电压为12V,也正常。怀疑稳压管VT1不良,用万用表测VT1发射极、基极电压均不正常,说明已损坏。维修方法:更换同型号稳压管(2SD651)后,故障排除。检修经验:若测得稳压管VT1正常,可进一步测单片机IC (DJ2001)12脚电压,12脚为电源输入脚,若不正常,一般是电容Cll、C12或晶振(TJ)损坏。小天鹅XQB30-8型洗衣机不工作(二)故障现象:通电后,按任何操作键,洗衣机均不运转,不工作。检测与判断:从故障现象分析,通电,首先测量14021WFW微处理器的相关脚电压,发现26脚电源电压为OV,但测量滤波电容C7两端直流电压为12V,正常,再检测稳压电路调整管BG11的各极工作电压,发现其发射极电压为OV。,逐个检查BG11、D6、C5、C6、C1等相关元器件,发现电容C5已击穿。维修方法:更换同型号电容器C5后,试机,故障排除小天鹅XQB30-8型洗衣机不工作(三)故障现象:通电,洗衣机全部指示灯均不亮,机子不能正常工作。检测与判断:从故障现象分析,此故障一般发生在微处理器电源系统和微处理器程序控制器的时钟振荡电路。首先用万用表交流电压挡测电源电压为220V 正常,再测变压器二次电压为8V.正常。检查滤波电容C7和整流二极管Dl、 D2、D3、D4均无异常。再检测稳压电路的调整管BG11各极电压,发现发射极电压正常,但其基极电压仅为07V(正常时为67V).对D19、D8、R28、 BG11等相关元器件进行逐个检查,发现R28不良。维修方法:更换同型号R28后,装机,故障排除小天鹅XQB30-8型洗衣机不工作(四)故障现象:接通电源后,显示正常,但洗衣机不工作。检测与判断:初步判断故障发生在控制驱动电路的公共部分。用万用表测量二极管VD8负极对地电压为5V,正常。再测晶体管VT4的基极电压为07V,也正常。但测得VT4集电极电压偏高。焊下VT4测量,发现发射极和集电极、集电极和基极之间的正反向电阻均为无穷大:说明已开路。维修方法:用一只同型号晶体管更换后,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机不工作(五)故障现象:接通电源,指示灯亮,按压各功能键,蜂鸣器响,但洗衣机不工作。检测与判断:此种现象说明洗衣机机械部件不工作。根据该机控制驱动电路原理分析,可能是驱动电路的供电回路有故障。用万用表测晶体二极管VD8的负极对地电压为OV,焊下VD8,测其电阻值,发现正反向电阻值均为无穷大,判断该晶体二极管已损坏开路。维修方法;用一只同型号晶体二极管更换后,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机不工作(六)故障现象:接通电源后,所有发光二极管均不亮,洗衣机不工作。检测与判断:初步判断电脑板有故障。该机DJ2001微处理器为四位单片机,其易损元件是:电源调整管V301、控制管V304.驱动管V310~V313,及晶闸管VQ1—VQ4。由于有保护措施。估计微处理损坏的可能性很小,其故障原因是电脑板的元件发生了故障。首先测量220V电源正常,熔丝完好。怀疑电源调整管V301不良,因该管功耗较大,散热条件较差,容易发生过热烧毁现象。拆下检查已开路。维修方法:更换同型号电源调整管后,故障排除。应急处理:如购不到同型号管,可用同类NPN管直接代换,也可用7805稳压集成块代换,但应去掉R1,并将V5和El短接。小天鹅XQB30-8型洗衣机工作不正常故障现象:洗衣机接通电源后,开始显示正常,按压启动键后即出现显示紊乱,洗涤电动机旋转不停。检测与判断:造成此种现象的原因有: (1)电源滤波不良.纹波过大; (2)系统控制电路受外界干扰; (3)IC性能不稳定。由于显示紊乱,判断该故障是电源滤波不良所致。维修方法:在调整管VT1的基极与地之间并接一个100μF的电解电容,并将电容C4焊下,更换一只300μF的电解电容器,以加强电源滤波,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机工作失常故障现象:开机后显示正常,但需要改变洗涤程序时蜂鸣器不响,洗衣机的机械执行部件都不工作。检测与判断:从现象分析,故障可能发生在控制驱动电路的公共部分。测 14021WFW微处理器的19脚电压正常,再测晶体管BG12的各极工作电压,发现基极电压为OV,故判定问题出在BG12及其相关电路。断电,分别检查BG12、 R26、R27等相关元器件,发现R27不良维修方法:更换同型号R27后,试机,故障排除小天鹅XQB30-8型洗衣机工作程序紊乱(一)故障现象:开机后无显示,洗衣机不按操作程序动作。检测与判断:由于开机后电脑板指示灯无显示,电脑板或电脑板电源部分有故障。检查前应观察市电是否正常,电源插头是否接通,电源开关是否按下,在电源均正常的情况下.再作如下检查。首先用万用表测电脑板输入电路黄、橙两个插孔无220V交流电压,而电源开关端220V电压正常。再检查电源开关、触点接触良好,接插件无松动现象,判断为电脑板有故障。维修方法:更换电脑板后,故障排除。检修经验:电脑板损坏比较少见,当检修此类故障时,应重点检测电源开关是否接通,触点接触是否良好,接插件是否松动或接触不良,以免造成经济损失。小天鹅XQB30-8型洗衣机工作程序紊乱(二)故障现象:工作程序紊乱,出现甩干变洗涤现象。检测与判断:甩干变洗涤实际上是甩干衣动作时桶不转动,而只是波轮在转动。造成此种故障的原因,一是电脑板不良,造成控制失灵。经检查,该机由于抱簧内孔偏大,造成甩干时抱簧不能将离合套与脱水轴抱紧,造成洗衣机仍处于洗涤状态,故干衣变洗涤。维修方法:更换抱簧后,故障排除。检修经验:更换抱簧的拆卸步骤及拆卸时应注意的事项: (1)拆卸步骤: 1)卸下V带; 2)卸下传动带轮、垫片; 3)取出抱簧。一只手捏紧外轴,另一只手拨动棘轮松开抱簧,慢慢地向外取出。 (2)拆装时应注意事项: 1)先将抱簧内注入黄油,然后将抱簧外翘端头朝下,装入棘轮。抱簧端头应对准棘轮内孔槽内,端头扣入棘轮壁上小孔。 2)将棘轮连抱簧一起顺时针方向旋上离合器套,与外轴平面靠合; 3)调整好棘爪位置,棘爪头部对准离合器内轴轴心,保证顶开螺钉与摆动板之间的距离,使洗涤正、反转和离心的动作能正常进行。小天鹅XQB30-8型洗衣机有异常噪声故障现象:电动机轴承加油后,在工作时出现较大噪声。检测与判断:电动机轴承润滑剂添加量不当,或所使用的润滑剂质量不符合标准。太少则不能达到有效润滑和降低噪声的目的,太多则增大电动机的功耗,电动机温升,还会加速绝缘老化,同时增大噪声。该机因轴承加油后出现噪声,故判断为加油过量。维修方法:取下轴承重新添加润滑剂,其添加量以轴承空间填三分之一润滑剂,装上试机,故障排除。检修经验:电动机轴承润滑剂,可采用航空润滑油或钙基润滑脂。小天鹅XQB30-8型洗衣机声音异常故障现象:洗衣机离心脱水时,声音异常。检测与判断:分析引起此故障的元器件有:离合器、排水电磁铁、程序控制器、电动机、离心桶及减震系统等。试用手按下离心桶后,发现离心桶已侧在一边了,经检查为吊杆落下所致。处理方法:将工作台松开与箱体连接的4只自攻螺钉后,把吊杆穿好、悬挂在机子箱体上部的箱角凹坑内,前后吊杆一定不能穿错(吊杆长度一样),但是靠箱体迎面的吊杆弹簧比后边的多一圈)。加电试机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机漏电故障现象:开机工作时,人体触及箱体时有麻电现象。检测与判断:人体触及箱体时有麻电现象,经查看是由洗衣机的静电现象引起的,产生静电的原因是工作时,由不同物质相互摩擦而产生的。除去静电的方法有两种: (1)用带电体通过空气发生静电中和; (2)将带电体本身的静电泄漏放电。本机采用了低阻值的防静电传动带,并将离合器连接板通过接地导线与箱体连接,其作用是将机子运转时产生的静电通过接地线泄漏到大地中。假如此接地线断路,这时有可能出现麻电故障。卸下机子的后盖板查看,发现箱体连接离合器连接板的导线已断落。维修方法:将接地线重新连接好后,加电试机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机蜂鸣器不响(一)故障现象:当洗衣机需要蜂鸣时,蜂鸣器不响。检测与判断:引起蜂鸣器不响的故障原因有: (1)单片机lC工作不正常; (2)驱动电路有故障; (3)压电陶瓷片传声器BY损坏。 检修此类故障应按照先易后难的原则进行。首先用一只同规格的压电陶瓷片替换BY.无效,说明BY 完好。再检查单片机IC,测IC23脚为低电平,因23脚为控制信号输出脚,有控制信号输出,说明单片机IC无故障。判断故障出在驱动电路。驱动电路由VT7、VT8、VT9以及电阻组成。因用万用表R×100Ω挡测量 VT7、VT8、VT9各结的正、反向电阻,,发现VT7集电极的正、反向电阻值均为无穷大,说明集电结已开路。维修方法:更换同型号晶体管后,故障排除小天鹅XQB30-8型洗衣机蜂鸣器不响(二)故障现象:开机后,洗衣机显示正常,但蜂鸣器不响,洗衣机不能进入工作状态。检测与判断:检查洗衣机各开关及控制旋钮均正常,怀疑问题可能出在直流电源及其相关部分。测量滤泼电容器C7两端电压为12V正常,测量晶体管 BG13的各极电压时,发现BG13的发射极电压为OV,检查BG13正常,再对 BG11、D17、BG5、BY、R17、C14等相关元器件进行逐个检查,发现C14击穿。维修方法:更换同型号电容器C14后,试机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机电动机不转故障现象:接通电源后,显示正常,选择洗涤程序时,电动机不转,但可听到机内发出“嗡嗡”声。检测与判断:有“嗡嗡”声,说明电动机有电流通过。电动机转动不起来的原因有: (1)电源电压过低; (2)控制电路有故障; (3)电容器不良; (4)电动机绕组短路。微电脑全自动洗衣机的洗涤电路工作原理是:当进水到了选定水位时,水位开关将由原来断开状态转为接通状态,经水位开关流通的电流信号进入lC.则进水电路断开.IC输出端输出控制信号给电动机电路上的双向晶闸管VS1和VS2,此控制信号根据水流选择按钮所选定的电功机旋转周期交替地输给VSI和VS2.使其交替地导通,电动机作正、反向地运转。拔下电动机的插头,用万用表电阻挡(R×l kΩ)测量双向晶闸管VS1和 VS2的T1和T2极的电阻值,发现其阻值均为零,说明VS1和VS2已击穿。维修方法:VS1和VS2原型号为BCR8DM-12.用原型号双向晶闸管更换后,故障排除 检修经验:当洗衣机电动机有电流通过,而转动不起来时,不管属哪种原因造成,均应立即切断电源,以免烧坏电动机小天鹅XQB30-8型洗衣机洗涤时脱水桶跟转故障现象:洗衣机洗涤时,脱水桶随着转动。检测与判断:拆机观察脱水桶旋转的方向,发现离心桶作逆时钟方向转动,说明离合器扭簧折断或扭簧与脱水桶配合太松。维修方法:将离合器的拨叉调整螺钉进行调整,向外退出一至二扣后,拧紧,装机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机洗涤指示灯不亮(一)故障现象:接通电源后,洗涤指示灯不亮,但洗衣机能正常工作。检测与判断:初步判断是集成块IC工作不正常、限流电阻R44不良或发光二极管LED5本身损坏。首先检查限流电阻。用万用表红表笔接LED5正极,黑表笔接IC⑩脚,测得R44在路电阻值为300Ω.正常。焊下发光二极管LED5,用万用表R×lOk挡测量,发现其正反向电阻均为无穷大,由此判断发光二极管本身损坏。维修方法:更换同型号发光二极管,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机洗涤指示灯不亮(二)故障现象;通电后,洗涤指示灯不亮,但洗衣机全程序工作正常。检测与判断:由于其他程序均正常,只是洗涤指示灯不亮,说明故障只限于在洗涤指示灯相关电路。逐个检查发光二极管LED2、LED5、LED7均止常,估计故障出在发光二极管的驱动电路。断电后,逐个检查晶体管BG6、BG7、BG8 及电阻R5、R6、R7、R29、R30、R31等元器件,发现R7已变值。维修方法:更换同型号电阻R7后,试机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机波轮不转故障现象:开机后,当进水达到预定水位时,波轮不转动。检测与判断:分析引起此故障的原因有: (1)回气软管破裂或弯曲,造成回气管内部不能传递压力空气: (2)接插件松脱,使洗涤电动机不能起动; (3)洗涤电动机不良: (4)程序控制器工作失常。首先检查回气管正常。再检查接插件,发现接插件松脱,造成接触不良洗涤电动机不能起动,引起波轮不转。维修方法:将连接处的接插件修整后,通电,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机不洗涤(一)故障现象:开机后进水正常,但达到预定水位后,洗衣机不工作。检测与判断:全自动洗衣机在达到预定水位后,即会自动停止进水,转入洗涤程序,波轮作正、反向转动。停止进水后仍不洗涤,说明电气部分或机械传动部分有故障,首先应检查电气部分。电气部分故障有:程序控制器不良、电动机导线断路、电容器开路、接插件松动等。首先检查电脑板,用万用表测量电脑板的红、黄脚和蓝脚同时有220V 电压输出,正常时该三脚(红、黄、蓝)应交替输出220V电压,故判断电脑板已损坏。维修方法:更换电脑板,故障排除。检修经验:在电源正常的情况下,若测得电脑板的红、黄、蓝三脚均无电压输出,同样属电脑板故障。小天鹅XQB30-8型洗衣机不洗涤(二)故障现象:通电后,显示正常,但洗涤时,电动机不转,有“嗡嗡”声。检测与判断:由于有“嗡嗡”声,说明洗涤电动机已有交流电源,但电动机转不起来。断电,检查洗涤电动机的起动电容器正常,故判定问题出在程序控制器上。用万用表Rx lkΩ挡分别测量双向晶闸管TR1与TR2的T1、T2极的电阻值,发现其电阻值为0Ω.说明TR1和TR2已击穿短路。处理方法:更换同型号TR1、TR2,试机,故障排除。故障现象:洗涤时波轮不换向。(一)检测与判断:该机采用微电脑程序控制器,出现该故障主要检查控制电路。拆出控制板,将控制板红色线(与灰色线在一个插头上)与电路板断开,故障依旧。还原红色线,把蓝色线(与桔红色线在一个插头上)与电路断开,这时洗衣机无任何动作。再将蓝色线与红色线对调接入,波轮旋转方向随之改变。说明故障出在红色线相关电路。该红色线与双向晶闸管TR1相连。TR1是用来控制电动机单向旋转的。正常时单片机的④、⑤脚周期性输出控制信号,使Ql、Q2、TR1、TR2轮流导通,就控制了电动机周期性正、反转。开机后实测Q1基极有0—2V的电压变化,测双向晶闸管TR1的G极有5V左右的变化电压,但TR1输出极(与红线相连)无电压输出,判断TR1损坏。文章来源转载自北京小天鹅洗衣机维修中心。小天鹅XQB30-8型洗衣机波轮单向旋转(二) 故障现象:洗涤时波轮单向旋转。 检测与判断:波轮单向旋转有电气方面的故障,也有机械方面的故障。 电器方面的故障有: (1)程序控制器失灵; (2)电容接线处有一根断线; (3)换向导线开路或接错。, 机械方面的故障有: (l)排水阀、电磁铁及拨叉调整螺钉的紧固松动; (2)离合器: 1)棘爪不到位。抱簧在洗涤时没有被拨叉拨松,洗涤轴与脱水轴被抱簧抱紧,而脱水轴身又被刹车带抱紧,当离合器传动带轮转动时,抱簧并不能将洗涤轴和脱水轴再抱紧,扭簧却将洗涤轴抱紧,阻止离心轴随洗涤轴作逆时针方向转动,因此波轮可以随洗涤轴一起作逆时针方向转动,因此波轮可以随洗涤轴一起作逆时针方向转动。 2)抱簧与脱水轴、离合套相互配合太松,或抱簧的一端断裂,虽然此时拨又在正确位置,但棘爪并没有将抱簧拨松,、止洗涤轴与脱水轴分离。 3)小油封漏水,造成抱簧、离合套及离心轴表面锈蚀,此时拨叉虽然到位,但由于抱簧配合太紧,此时拨义虽然到位,但由于抱簧配合太紧,洗涤时抱簧并没有被拨松,同样会造成上述故障。 经检查机械方面来见异常,用万用表测量集成块IC的18和19脚电压.发现 19脚一直处于低电平,由此判断集成块IC损坏。 维修方法:更换电脑板后,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机波轮单转(三)故障现象:洗涤时,波轮只朝一个方向转动,不会换向。检测与判断:洗衣机在洗涤时,应能按照一定的规律作间歇换向转动。波轮不能换向转动的故障原因有: (l)单片机IC集成电路损坏,造成控制失灵; (2)电容器接线处有一断线: (3)离合器棘爪不到位,离合器抱簧与脱水轴、离合套相互配合太松或离合器抱簧、离合套表面锈蚀; (4)排水阀、电磁铁及拨叉调整螺钉的紧固件松动,导致拨叉不到位。经检查为电容器接线处有一根断线,造成波轮不会换向的故障。维修方法:用烙铁重新焊接后,故障排除小天鹅XQB30-8型洗衣机洗涤电动机旋转不停故障现象:刚通电时显示正常,但过一会儿后显示混乱,进行洗涤时,洗涤电动机旋转不停。检测与判断:从现象分析,可能是14021WFW微处器性能不稳定或受系统干扰所致。因显示混乱,故判定干扰与电源有关。经查为直流纹波电压较大,影响电路中各部分的工作,引起电动机旋转不停:维修方法:更换一个3000μF的电解电容器后,再在调整管BG11的基极和地之间并接一个100μF的电解电容器,将电解电容器C7用电烙铁焊下,加强滤波能力,试机,故降排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机脱水停机故障现象:开机后进水、洗涤均正常,但进入脱水程序时,突然停机,指示灯全部熄灭。检测与判断:根据故障现象分析,机内存在严重短路现象。开机检查,熔断器已熔断,将其更换后试机,熔断器又立即熔断,故怀疑排水电磁铁有短路现象。将排水电磁铁插头从电脑板上拔下,再将洗衣机电磁铁插头从电脑板上拔下,再将洗衣机罩于脱水工作状态,测电脑板排水电磁铁线圈直流电压正常,由此判断排水电磁铁线圈短路损坏。维修方法:更换同规格电磁铁线圈,连接好线路试机,故障排除。 小天鹅XQB30-8型洗衣机不脱水故障现象:不能脱水,其他工作正常。检测与判断:全自动洗衣机不脱水故障原因有: (1)程序控制器不良; (2)安全开关触点接触不良; (3)V带过松或脱落; (4)大油封未装好; (5)刹车带调得过紧,抱着刹车盘; (6)脱水桶与盛水桶之间夹有异物等,:检查时将电脑板上安全开关的接插件拔下,并将电脑板上的这两只脚短路后进行脱水试验,结果脱水正常。故判断为安全开关的导线开路或接插件接触不良。维修方法:检修接插件,使之接触良好,故障排除。检修经验:经检修洗衣机不能脱水故障时,若需要电动机,应注意先将电动机的正转线接人脱水线路,使离心桶能转动后再接线。小天鹅XQB30-8型洗衣机经常出现脱水不平衡程序(一)故障现象:开机后进水洗涤均正常,但在脱水时,常出现脱水不平衡程序。检测与判断:造成此种故障的原因有: (1)系统控制电路受外界干扰; (2)单片机IC的①脚元件有故障; (3)单片机工作性能不良。首先用万用表分别测量盖开关、限幅晶体二极管VD1O、电容器C17等,元件正常。判断单片机IC工作性能不良。维修方法:在单片IC的①脚和电源输出端再并接一只lOOμF的电容器,故障排除小天鹅XQB30-8型洗衣机脱水转动不平衡故障现象:开机后,洗衣机脱水转动不平衡。检测与判断:先检查机械系统正常,再进行不平衡的处理。试短路安全开关(门开关)引脚,发现脱水恢复平衡,说明开关触点压力不足。脱水时出现时断时续现象,脱水电动机反复起动,惯性不能保持,因而出现脱水不平衡故障。维修方法:更换安全开关后,试机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机不进水(一)故障现象:接通电源,打开自来水龙头,按压开启钮后,洗衣机不进水。检测与判断:开机后不进水的故障原因一般是微电脑程序控制系统有故障,或进水电磁阀有故障。首先检查微电脑程序控制器,用万用表测微电脑程序控制器220V交流电压正常,且插件、导线连接良好,说明程序控制器是正常的,再检查进水电磁阀,用万用表测进水电磁阀有220V交流电压,说明进水电磁阀线圈开路。维修方法:更换电磁阀后,试机,故障排除。小天鹅XQB30-8型洗衣机不进水(二)故障现象:开机后,洗衣机不进水。检测与判断:从现象分析,此故障一般是进水阀不良或微电脑程序控制系统有问题所引起。首先用万用表欧姆挡测进水阀的电阻为43kΩ左右,基本正常,故判定故障在电脑程序控制系统。,开机,测量微电脑程序控制器的电源为220V 交流电压,但测程序控制器板的①、④脚却无电源电压,经查为连接进水阀的灰色导绒一端已松脱。维修方法:把导线重新接好后,试机,故障排除。
目前万用表最全面的使用方法(一)
山东仪器仪表网简称仪表网:目前万用表最全面的使用方法
一、指针表和数字表的选用:
1、指针表读取精度较差,但指针摆动的过程比较直观,其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小(比如测电视机数据总线(SDL)在传送数据时的轻微抖动);数字表读数直观,但数字变化的过程看起来很杂乱,不太容易观看。
2、指针表内一般有两块电池,一块低电压的15V,一块是高电压的9V或15V,其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档,指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多,用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声,用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管(LED)。
3、在电压档,指针表内阻相对数字表来说比较小,测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准,因为其内阻会对被测电路造成影响(比如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多)。数字表电压档的内阻很大,至少在兆欧级,对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。
4、总之,在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表,比如电视机、音响功放。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表,比如BP机、等。不是绝对的,可根据情况选用指针表和数字表。
二、测量技巧(如不作说明,则指用的是指针表):
1、测喇叭、耳机、动圈式话筒:用R×1Ω档,任一表笔接一端,另一表笔点触另一端,正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响,则是线圈断了,如果响声小而尖,则是有擦圈问题,也不能用。
2、测电容:用电阻档,根据电容容量选择适当的量程,并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小:可凭经验或参照相同容量的标准电容,根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样,只要容量相同即可,例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照,只要它们指针摆动最大幅度一样,即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小:要用R×10kΩ档,但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。③、测电容是否漏电:对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容(比如彩电开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。
3、在路测二极管、三极管、稳压管好坏:因为在实际电路中,三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大,大都在几百几千欧姆以上,这样,我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时,用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性(如果正反向电阻相差不太明显,可改用R×1Ω档来测),一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右,在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右(根据不同表型可能略有出入)。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小,都说明这个PN结有问题,这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效,可以非常快速地找出坏管,甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大,如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测,可能还是正常的,其实这个管子的特性已经变坏了,不能正常工作或不稳定了。
4、测电阻:重要的是要选好量程,当指针指示于1/3~2/3满量程时测量精度最高,读数最准确。要注意的是,在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时,不可将手指捏在电阻两端,这样人体电阻会使测量结果偏小。 对于常见的进口型的大功率塑封管,其c极基本都是在中间(我还没见过b在中间的)。中、小功率管有的b极可能在中间。比如常用的9014三极管及其系列的其它型三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管,其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时,尤其是这些小功率三极管,不可拿来就按原样直接安上,一定要先测一下。
仅用万用表作为检测工具的集成电路的检测方法
编者按:虽说集成电路代换有方,但拆卸毕竟较麻烦。因此,在拆之前应确切判断集成电路是否确实已损坏及损坏的程度,避免盲目拆卸。本文介绍了仅用万用表作为检测工具的不在路和在路检测集成电路的方法和注意事项。文中所述在路检测的四种方法(直流电阻、电压、交流电压和总电流的测量)是业余维修中实用且常用的检测法。这里,也希望大家提供其他实用的(集成电路和元器件)判别检测经验。
一、不在路检测
这种方法是在IC未焊入电路时进行的,一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值,并和完好的IC进行比较。
二、在路检测
这是一种通过万用表检测IC各引脚在路(IC在电路中)直流电阻、对地交直流电压以及总工作电流的检测方法。这种方法克服了代换试验法需要有可代换IC的局限性和拆卸IC的麻烦,是检测IC最常用和实用的方法。
1在路直流电阻检测法
这是一种用万用表欧姆挡,直接在线路板上测量IC各引脚和元件的正反向直流电阻值,并与正常数据相比较,来发现和确定故障的方法。测量时要注意以下三点:
(1)测量前要先断开电源,以免测试时损坏电表和元件。
(2)万用表电阻挡的内部电压不得大于6V,量程最好用R×100或R×1k挡。
(3)测量IC引脚参数时,要注意测量条件,如被测机型、与IC相关的电位器的滑动臂位置等,还要考虑电路元件的好坏。
2直流工作电压测量法
这是一种在通电情况下,用万用表直流电压挡对直流供电电压、元件的工作电压进行测量;检测IC各引脚对地直流电压值,并与正常值相比较,进而压缩故障范围,找出损坏的元件。测量时要注意以下八点:
(1)万用表要有足够大的内阻,至少要大于被测电路电阻的10倍以上,以免造成较大的测量误差。
(2)通常把各电位器旋到中间位置,如果是电视机,源要采用标准彩条发生器。
(3)表笔或探头要采取防滑措施。因任何瞬间短路都容易损坏IC。可采取如下方法防止表笔滑动:取一段自行车用气门芯套在表笔尖上,并长出表笔尖约05mm左右,这既能使表笔尖良好地与被测试点接触,又能有效防止打滑,即使碰上邻近点也不会短路。
(4)当测得某一引脚电压与正常值不符时,应根据该引脚电压对IC正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行,才能判断IC的好坏。
(5)IC引脚电压会受元器件影响。当元器件发生漏电、短路、开路或变值时,或电路连接的是一个阻值可变的电位器,则电位器滑动臂所处的位置不同,都会使引脚电压发生变化。
(6)若IC各引脚电压正常,则一般认为IC正常;若IC部分引脚电压异常,则应从偏离正常值最大处入手,检查元件有无故障,若无故障,则IC很可能损坏。
(7)对于动态接收装置,如电视机,在有无时,IC各引脚电压是不同的。如发现引脚电压不该变化的反而变化大,该随大小和可调元件不同位置而变化的反而不变化,就可确定IC损坏。
(8)对于多种工作方式的装置,如录像机,在不同工作方式下,IC各引脚电压也是不同的。
3交流工作电压测量法
为了掌握IC交流的变化情况,可以用带有dB插孔的万用表对IC的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡,正表笔插入dB插孔;对于无dB插孔的万用表,需要在正表笔串接一只01~05μF隔直电容。该法适用于工作频率比较低的IC,如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同,波形不同,所以所测的数据是近似值,只能供参考。
4总电流测量法
该法是通过检测IC电源进线的总电流,来判断IC好坏的一种方法。由于IC内部绝大多数为直接耦合,IC损坏时(如某一个PN结击穿或开路)会引起后级饱和与截止,使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断IC的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降,用欧姆定律计算出总电流值。
以上检测方法,各有利弊,在实际应用中最好将各种方法结合起来,灵活运用。
如何借助万用表检测可控硅
单向可控硅和双向可控硅两种,都是三个电极。单向可控硅有阴极(K)、阳极(A)、控制极(G)。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T2极,其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连,其引出端称T2极,剩下则为控制极(G)。
1、单、双向可控硅的判别:先任测两个极,若正、反测指针均不动(R×1挡),可能是A、K或G、A极(对单向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G极(对双向可控硅)。若其中有一次测量指示为几十至几百欧,则必为单向可控硅。且红笔所接为K极,黑笔接的为G极,剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧,则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测,其中必有一次阻值稍大,则稍大的一次红笔接的为G极,黑笔所接为T1极,余下是T2极。
2、性能的差别:将旋钮拨至R×1挡,对于1~6A单向可控硅,红笔接K极,黑笔同时接通G、A极,在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极,指针应指示几十欧至一百欧,此时可控硅已被触发,且触发电压低(或触发电流小)。然后瞬时断开A极再接通,指针应退回∞位置,则表明可控硅良好。
对于1~6A双向可控硅,红笔接T1极,黑笔同时接G、T2极,在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极,指针应指示为几十至一百多欧(视可控硅电流大小、厂家不同而异)。然后将两笔对调,重复上述步骤测一次,指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧,则表明可控硅良好,且触发电压(或电流)小。
若保持接通A极或T2极时断开G极,指针立即退回∞位置,则说明可控硅触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量,对于单向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K灯仍不息灭,否则说明可控硅损坏。
对于双向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K,灯应不息灭。然后将电池反接,重复上述步骤,均应是同一结果,才说明是好的。否则说明该器件已损坏。
万用表使用之一二
万用表的使用的注意事项
(1)在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时 ,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。
(2)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。
(3)在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时 ,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。
(4)万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时, 还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。
(5)万用表使用完毕,应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果不使用 ,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其它器件。
欧姆挡的使用
一、选择合适的倍率。在欧姆表测量电阻时,应选适当的倍率,使指针指示在中值附近。最好不使用刻度左边三分之一的部分,这部分刻度密集很差。
二、使用前要调零。
三、不能带电测量。
四、被测电阻不能有并联支路。
五、测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时,必须注意两支笔的极性。
六、用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时,测出电阻值是不相同的。这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的,机械表中,一般倍率越小,测出的阻值越小。
万用表测直流时
一、进行机械调零。
二、选择合适的量程档位。
三、使肜万用表电流挡测量电流时,应将成用表串联在被子测电路中,因为只有串连接才奶使流过电流 表的电流与被测支路电流相同。测量时,应断开被测支路,将万用表红、黑表笔串接在被子断开的两点之间。特别应注意电流抄录能并联接在被子测电路中,这样做是很危险的,极易使万表烧毁。
四、注意被测电量极性。
五、正确使用刻度和读。
六、当选取用直流电流的25A挡时,万用表红表笔应插在25A测量插孔内,量程开关可以置于直流电流挡的任意量程上。
七、如果被子测的直流电流大于25A,则可将25A挡扩展为5A挡 。方法很简单,使用者可以在“25A”插孔和黑表笔插孔之间接入一支024欧姆的电阻 ,这样该挡位就变成了5A电流挡了。接入的024A电阻应选取用2W以上的线绕电阻 ,如果功率太小会使之烧毁。
用万用表判断扬声器的正负极
首先,把指针式万用表拨到直流0~5mA挡,然后将两表笔分别接在待测扬声器的两个焊片上。用手轻按扬声器的纸盆,观察万用表指针的摆动方向,若指针正向偏转,则红表笔接的是扬声器负极,黑表笔接的是扬声器正极。反之,红表笔接的是正极,黑表笔接的是负极。
2用万用表判断压电陶瓷的好坏
压电陶瓷是一种人工合成的压电材料。当受到外界压力时,两面会产生电荷,电荷量与压力成正比,这种现象称为压电效应。压电陶瓷具有压电效应,即在外电场作用下,会产生形变,所以压电陶瓷片可用作发声元件。
利用压电陶瓷片的压电效应,可用万用表判断其好坏。
将压电陶瓷片的两极引出两根导线,然后把陶瓷片平放到桌子上,将两根引线分别接至万用表两表笔上,把万用表拨至最小电流挡,然后用铅笔橡皮头轻按陶瓷片,若万用表指针明显摆动,说明陶瓷片完好,否则,说明已损坏。
万用表的使用方法
一、36V以下的电压为安全电压,在测高于36V直流,25V交流电时,要检查表笔是否可靠接触,是否正确连接,是否绝缘良好等,以免电击。
二、换功能和量程时,表笔应离开测试点,测试时选择正确的功能和量程,谨防误操作。
三、直流电压测量,先将量程开关转至相应的DCV量程上,然后将测试表笔跨接在被测电路上,红表笔所接的该点电压与极性显示在屏幕上。
四、交流电压测量,先将量程开关转至相应的ACV量程上,然后将测试表笔跨接在被测电路上。
五、直流电流测量,先将量程开关转至相应的DCA档位上,然后将仪表串入被测电路上。
六、交流电流测量,先将量程开关转至相应的ACA档位上,然后将仪表串入被测电路上。
七、电阻测量,将量程开关转到相应的电阻量程上,将两表笔跨接在被测电阻上。
八、电容测量,将量程开关转到相应的电容量程上,将测试表笔跨接在被测电容、两端进行测量,必要时注意极性。
九、极管及通断测试,将量程开关置 档。将红表接二极管正极,黑表笔接二极管负极。如测线路的通断时,将表笔连接在待测线路的两端,如蜂鸣器响则电路通,反之电路断开。
十、管放大倍数测量,将量程开关置于hFE档,决定所测晶体管为NPN型或PNP型,将发射极,基极,集电极分别插入相应的孔里。
如何使用万用表
万用表是电子中必备的测试工具。它具有测量电流、电压和电阻等多种功能。
本节将介绍万用表的结构和使用万用表的方法。同学们应努力学会使用万用表。
一、观察和了解万用表的结构。
万用表种类很多,外形各异,但基本结构和使用方法是相同的。常用万用表的结构和外形见彩页附图。
万用表面板上王要有表头和选择开关。还有欧姆档调零旋钮和表笔插孔。下面介绍各部分的作用:
(一)表头
万用表的表头是灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符,刻度线和数值(如图3-4(B))。符A一V一Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。表盘上印有多条刻度线,其中右端标有“Ω”的是电阻刻度线,其右端为零,左端为∞,刻度值分布是不均匀的。符“-”或“DC”表示直流,“~”或“AC”表示交流,“~”表示交流和直流共用的刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。
表头上还设有机械零位调整旋钮,用以校正指针在左端指零位。
(二)选择开关
万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。用来选择测量项目和量程。(如图3一4(B))。一般的万用表测量项目包括:“mA”;直流电流、“V”:直流电压、“V”:交流电压、“Ω”:电阻。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。
(三)表笔和表笔插孔
表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表笔插入标有“+”的插孔,黑色表笔插入标有“-”的插孔。
二、万用表的使用方法
(一)万用表使用前,应做到:
1万用表水平放置。
2应检查表针是否停在表盘左端的零位。如有偏离,可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮,使表针指零。
3将表笔按上面要求插入表笔插孔。
4将选择开关旋到相应的项目和量程上。就可以使用了。
(二)万用表使用后,应做到:
1拔出表笔。
2将选择开关旋至“OFF”档,若无此档,应旋至交流电压最大量程档,如“又1000V”档。
3若不用,应将表内电池取出,以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。
硬件类一般都上硬之城看那里比较专业,专业的问题专业解决,这是最快的也是最好的方法,好过自己瞎搞,因为电子元器件的电子型号那些太多了一不小心就会弄错,所以还是找专业的帮你解决。
超声换能器是将电能转化为机械振动并放大振幅的部件,主要包括超声换能器,超声波变幅杆和超声波焊头。超声波塑料焊接机上的超声换能器的工作原理,就是利用压电陶瓷材料的逆压电效应产生振动工作的。
将一压电晶体置于外电场中,在电场的作用下,引起晶体内部正负电荷重心的移动,这一极化位移又导致晶体发生形变,这就叫做逆压电效应。
扩展资料:
超声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。
超声波清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应, 对清洗件上的污物产生的机械起剥落作用, 同时能促进清洗液与污物发生化学反应, 达到清洗物件的目的。超声波清洗机所用的频率根据清洗物的大小和目的可选用10~500 kHz, 一般多为20~50 kHz。
电子陶瓷虽然命名容易被人混淆,但是实际上它和我们印象中的传统陶瓷产品还是有很大区别的,从用途上看来,电子陶瓷可以在能源、家用电器等方面可以广泛应用;从化学成分、微观结构和机电性能上看来,它又具有难以代替的优势价值,所以市面上的电子陶瓷扮演着不可或缺的角色,而且对应的厂家价位也是极其多的,消费者的选择也不少。
一、电子陶瓷生产厂家
1、无锡市惠丰电子有限公司成立于1998年,是一家集研制、生产和供应压电陶瓷片、压电元器件、超声换能器、超声传感器等压电陶瓷产品和服务为一体的专业股份制公司。
无锡惠丰电子位于江苏省无锡市新区硕放工业区,拥有150名员工,工厂占地面积11000平方米,一期厂房建筑面积7000平方米。引进全新生产线,采用先进的离心式造粒和全自动液压成型工艺,具有月产压电陶瓷粉料、压电陶瓷晶片30万片、超声波换能器3万件等产品的能力。公司根据用户需要,进行OEM产品的设计和生产。
2、河北恒永电力器材有限公司是集电气生产、科研、贸易一体的公司,拥有多年产品生产经验在参照国际电气标准的同时,更严格执行国家电气标准,以确保产品不合格率为零。主要生产线路瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、复合绝缘子、氧化锌避雷器、隔离开关、跌落式熔断器等六大类产品。
3、 宜兴市晨光瓷业有限公司座落在被誉为“陶都”的江苏宜兴市丁蜀镇,环境优美,交通方便。本公司专业生产以氧化铝陶瓷为基体的各类无线电装置瓷零件,各种混合集成电路基板,电力半导体元件陶瓷外壳和其它各行各业的装置瓷及陶瓷金属化,广泛用于电子、机械、化工、纺织、仪表等各个领域。本公司设备齐全,技术力量雄厚,质量稳定可靠,深受用户的好评。
电子陶瓷按功能和用途可以分为五类,按照尺寸规格更是能够对应多种多样的选择,作为消费者,有必要提前学习了解,通过对自己专业知识的把控来入手加以准确的分析,并且能够筛选出真正合适合理的一款。那么上文所述的就是关于电子陶瓷生产厂家推荐方面的知识,大家可以借助企业的信息,从规模技术或者是经营理念方面入手分析。
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陶瓷片,顾名思义就是陶瓷的碎片,它们的原材料是陶瓷,往往是一些手工艺品打碎后的一些片状结构,或者是特意制作成片状结构的一些陶瓷原材料为主的工具和配件,一方面这种陶瓷片看起来好像没有什么价值,但是通过进一步的拼接,可以成为独一无二的艺术品,另外一方面市面上的陶瓷片往往比较低廉,可以用在生产加工各个基础环节,也能够再利用成为一些具有使用价值的材料产品。
一、陶瓷片厂家推荐
1、“华宇电子”创建于1994年,是一家专业从事电磁式、压电式,电子蜂鸣器及金属化电容器的开发与生产的科技型民营企业。公司位于风景绚丽素有“鱼米之乡”称的郑板桥故乡——兴化陈堡工业园区。占地面积15万平方米,净化厂房6千平方米,在800名员工中有20%的中高技术人员,本公司1999年已通过ISO9001:2000质量体系认证。 公司优势: 研究发展 1、拥有多台进口的专用生产设备。 2、结合科学管理方针,在同类产品质量中独占鳌头。 3、强化产品功能,创造稳定、高附加价值的产品。 4、建立应用导向的团队,与客户一起开发新项目。 销售规划 1、以客户为中心提供全方位服务。 2、国内各大主要城市设有销售分公司。 3、产品远销东南亚等国家。 4、优良的品质,极其竞争的价格。
2、东莞市科森电子塑胶有限公司是中国大陆一家专业研发、生产、销售各类电声元器件的有自主品牌(KS)的自营进出口企业。工厂占地3000多平米,员工近200人,分为:电子部(主要生产电声器件、超声波器件、压电陶瓷等电子产品);塑胶部(注塑蜂鸣器外壳、传感器外壳等塑胶材料)。企业凭借着十几年专业的技术沉淀,现代化ISO9001的管理体系和营销团队,每年业绩在持续增长,立志成为中国电声领域的领跑者。 主要产销:蜂鸣器|蜂鸣片|贴片蜂鸣器|压电式蜂鸣器|电磁式蜂鸣器|有源蜂鸣器|无源蜂鸣器|机械式蜂鸣器|压电陶瓷晶片|超声波晶片|超声波雾化片|微孔雾化片|超声波传感器|超声波探头|压电超声波喇叭|超声波换能器|等电声元器件。 我司的研发部、工模部、注塑部为公司的生产及研发提供了强有力的保障
3、深圳市佳日丰泰电子科技有限公司成立于二零一零年,隶属佳日丰泰集团(香港)有限公司旗下的子公司,是一家专业致力于电子导热绝缘材料研发、生产、销售为一体的高科技企业。公司主营四大系列产品:一导热硅胶系列:(高)导热硅胶片、(高)导热矽胶布(片)、导热灌封胶、RTV单组分硅胶、导热硅脂、导热泥、硅(矽)胶管、TO-220/3P绝缘帽套、导热双面胶;二导热陶瓷系列:氧化铝陶瓷片(常规TO-220,TO-3P,TO-247陶瓷片、异形)氧化铝陶瓷管、氧化铝陶瓷结构异形件、碳化硅陶瓷(常规/异形),氮化铝陶瓷片(常规/异形)陶瓷产品都可接受来图加工定做;三电磁屏蔽系列:NFC铁氧体片(70mm115mm/125mm125mm)、吸波材料可定做加工;
上文为大家推荐的是关于能够提供陶瓷片的厂家之间的介绍,由此入手可以得知陶瓷这种基础的原材料在许多领域都有着宽泛的应用,尤其是在建筑建材装潢装修过程中就有陶瓷地砖和陶瓷手工艺品,今天为大家推荐举例的就是以陶瓷这种原材料制作而成的片状结构,可能是一些瓷砖打破的碎块,也有可能是特意制作片状结构的陶瓷产品,总的来说,它们可以进一步进行加工和利用。
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压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
材料原理,材料分类,无机压电材料,有机压电材料,材料套用,换能器,驱动器,感测器,机器人,发展现状,细晶粒压电陶瓷,PbTiO3系压电陶瓷,压电复合材料,多元单晶压电体,材料参数, 基本介绍 受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。1880年,法国物理学家P 居里和J居里兄弟发现,把重物放在石英晶体上,晶体某些表面会产生电荷,电荷量与压力成比例。这一现象被称为压电效应。随即,居里兄弟又发现了逆压电效应,即在外电场作用下压电体会产生形变。压电效应的机理是:具有压电性的晶体对称性较低,当受到外力作用发生形变时,晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合,导致晶体发生巨观极化,而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影,所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷。反之,压电材料在电场中发生极化时,会因电荷中心的位移导致材料变形。 利用压电材料的这些特性可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换。因而压电材料广泛用于感测器元件中,例如地震感测器,力、速度和加速度的测量元件以及电声感测器等。这类材料被广泛运用,举一个很生活化的例子,打火机的火花即运用此技术。 材料原理 压电现象是100多年前居里兄弟研究石英时发现的。那么,什么是压电效应呢? 当你在点燃煤气灶或热水器时,就有一种压电陶瓷已悄悄地为你服务了一次。生产厂家在这类压电点火装置内,藏着一块压电陶瓷,当用户按下点火装置的弹簧时,传动装置就把压力施加在压电陶瓷上,使它产生很高的电压,进而将电能引向燃气的出口放电。于是,燃气就被电火花点燃了。压电陶瓷的这种功能就叫做压电效应。 压电效应的原理是,如果对压电材料施加压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),反之施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超音波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。 压电石英晶体材料 压电材料可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的套用。例如,压电材料已被用来制作智慧型结构,此类结构除具有自承载能力外,还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能,在未来的飞行器设计中占有重要的地位。 材料分类 无机压电材料 分为压电晶体和压电陶瓷,压电晶体一般是指压电单晶体;压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结,由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体。具有压电性的陶瓷称压电陶瓷,实际上也是铁电陶瓷。在这种陶瓷的晶粒之中存在铁电畴,铁电畴由自发极化方向反向平行的180 畴和自发极化方向互相垂直的90畴组成,这些电畴在人工极化(施加强直流电场)条件下,自发极化依外电场方向充分排列并在撤消外电场后保持剩余极化强度,因此具有巨观压电性。如:钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等。这类材料的研制成功,促进了声换能器,压电感测器的各种压电器件性能的改善和提高。 压电材料 压电晶体一般指压电单晶体,是指按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。这种晶体结构无对称中心,因此具有压电性。如水晶(石英晶体)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁电晶体铌酸锂、钽酸锂等。 相比较而言,压电陶瓷压电性强、介电常数高、可以加工成任意形状,但机械品质因子较低、电损耗较大、稳定性差,因而适合于大功率换能器和宽频滤波器等套用,但对高频、高稳定套用不理想。石英等压电单晶压电性弱,介电常数很低,受切型限制存在尺寸局限,但稳定性很高,机械品质因子高,多用来作标准频率控制的振子、高选择性(多属高频狭带通)的滤波器以及高频、高温超声换能器等。由于铌镁酸铅Pb(Mg1/3Nb2/3)O3单晶体(Kp ≥90%, d33≥900×10-3C/N, ε≥20,000)性能特异,国内外上都开始这种材料的研究,但由于其居里点太低,离使用化尚有一段距离。 有机压电材料 又称压电聚合物,如聚偏氟乙烯(PVDF)(薄膜)及以它为代表的其他有机压电(薄膜)材料。这类材料及其材质柔韧,低密度,低阻抗和高压电电压常数(g)等优点为世人瞩目,且发展十分迅速,水声超声测量,压力感测,引燃引爆等方面获得套用。不足之处是压电应变常数(d)偏低,使之作为有源发射换能器受到很大的限制。第三类是复合压电材料,这类材料是在有机聚合物基底材料中嵌入片状、棒状、杆状、或粉末状压电材料构成的。至今已在水声、电声、超声、医学等领域得到广泛的套用。如果它制成水声换能器,不仅具有高的静水压回响速率,而且耐冲击,不易受损且可用与不同的深度。 换能器 材料套用 压电材料的套用领域可以粗略分为两大类:即振动能和超声振动能-电能换能器套用,包括电声换能器,水声换能器和超声换能器等,以及其它感测器和驱动器套用。 换能器 换能器是将机械振动转变为电信号或在电场驱动下产生机械振动的器件压电聚合物电声器件利用了聚合物的横向压电效应,而换能器设计则利用了聚合物压电双晶片或压电单晶片在外电场驱动下的弯曲振动,利用上述原理可生产电声器件如麦克风、立体声耳机和高频扬声器。对压电聚合物电声器件的研究主要集中在利用压电聚合物的特点,研制运用其它现行技术难以实现的、而且具有特殊电声功能的器件,如抗噪声电话、宽频超声信号发射系统等。 压电聚合物水声换能器研究初期均瞄准军事套用,如用于水下探测的大面积感测器阵列和监视系统等,随后套用领域逐渐拓展到地球物理探测、声波测试设备等方面。为满足特定要求而开发的各种原型水声器件,采用了不同类型和形状的压电聚合物材料,如薄片、薄板、叠片、圆筒和同轴线等,以充分发挥压电聚合物高弹性、低密度、易于制备为大和小不同截面的元件、而且声阻抗与水数量级相同等特点,最后一个特点使得由压电聚合物制备的水听器可以放置在被测声场中,感知声场内的声压,且不致由于其自身存在使被测声场受到扰动。而聚合物的高弹性则可减小水听器件内的瞬态振荡,从而进一步增强压电聚合物水听器的性能。 超音波感测器 压电聚合物换能器在生物医学感测器领域,尤其是超声成像中,获得了最为成功的套用、PVDF薄膜优异的柔韧性和成型性,使其易于套用到许多感测器产品中。 驱动器 压电驱动器利用逆压电效应,将电能转变为机械能或机械运动,聚合物驱动器主要以聚合物双晶片作为基础,包括利用横向效应和纵向效应两种方式,基于聚合物双晶片开展的驱动器套用研究包括显示器件控制、微位移产生系统等。要使这些创造性构想获得实际套用,还需要进行大量研究。电子束辐照P(VDF-TrFE)共聚合物使该材料具备了产生大伸缩应变的能力,从而为研制新型聚合物驱动器创造了有利条件。在潜在国防套用前景的推动下,利用辐照改性共聚物制备全高分子材料水声发射装置的研究,在美国军方的大力支持下正在系统地进行之中。除此之外,利用辐照改性共聚物的优异特性,研究开发其在医学超声、减振降噪等领域套用,还需要进行大量的探索。 感测器 1压电式压力感测器 压电式压力感测器是利用压电材料所具有的压电效应所制成的。压电式压力感测器的基本结构如右图所示。由于压电材料的电荷量是一定的,所以在连线时要特别注意,避免漏电。压电式压力感测器的优点是具有自生信号,输出信号大,较高的频率回响,体积小,结构坚固。其缺点是只能用于动能测量。需要特殊电缆,在受到突然振动或过大压力时,自我恢复较慢。 2压电式加速度感测器 压电元件一般由两块压电晶片组成。在压电晶片的两个表面上镀有电极,并引出引线。在压电晶片上放置一个质量块,质量块一般采用比较大的金属钨或高比重的合金制成。然后用一硬弹簧或螺栓,螺帽对质量块预载入荷,整个组件装在一个原基座的金属壳体中。为了隔离试件的任何应变传送到压电元件上去,避免产生假信号输出,所以一般要加厚基座或选用由刚度较大的材料来制造,壳体和基座的重量差不多占感测器重量的一半。 测量时,将感测器基座与试件刚性地固定在一起。当感测器受振动力作用时,由于基座和质量块的刚度相当大,而质量块的质量相对较小,可以认为质量块的惯性很小。因此质量块经受到与基座相同的运动,并受到与加速度方向相反的惯性力的作用。这样,质量块就有一正比于加速度的应变力作用在压电晶片上。由于压电晶片具有压电效应,因此在它的两个表面上就产生交变电荷(电压),当加速度频率远低于感测器的固有频率时,感测器给输出电压与作用力成正比,亦即与试件的加速度成正比,输出电量由感测器输出端引出,输入到前置放大器后就可以用普通的测量仪器测试出试件的加速度;如果在放大器中加进适当的积分电路,就可以测试试件的振动速度或位移。 机器人 机器人安装接近觉感测器主要目的有以下三个:其一,在接触对象物体之前,获得必要的信息,为下一步运动做好准备工作;其二,探测机器人手和足的运动空间中有无障碍物。如发现有障碍,则及时采取一定措施,避免发生碰撞;其三,为获取对象物体表面形状的大致信息。 超音波是人耳听见的一种机械波,频率在20KHZ以上。人耳能听到的声音,振动频率范围只是20HZ-20000HZ。超音波因其波长较短、绕射小,而能成为声波射线并定向传播,机器人采用超声感测器的目的是用来探测周围物体的存在与测量物体的距离。一般用来探测周围环境中较大的物体,不能测量距离小于30mm的物体。 超声感测器包括超声发射器、超声接受器、定时电路和控制电路四个主要部分。它的工作原理大致是这样的:首先由超声发射器向被测物体方向发射脉冲式的超音波。发射器发出一连串超音波后即自行关闭,停止发射。同时超声接受器开始检测回声信号,定时电路也开始计时。当超音波遇到物体后,就被反射回来。等到超声接受器收到回声信号后,定时电路停止计时。此时定时电路所记录的时间,是从发射超音波开始到收到回声波信号的传播时间。 利用传播时间值,可以换算出被测物体到超声感测器之间的距离。这个换算的公式很简单,即声波传播时间的一半与声波在介质中传播速度的乘积。超声感测器整个工作过程都是在控制电路控制下顺序进行的。 压电材料除了以上用途外还有其它相当广泛的套用。如鉴频器、压电震荡器、变压器、滤波器等。 发展现状 下面介绍几种处于发展中的压电陶瓷材料和几种新的套用。 细晶粒压电陶瓷 以往的压电陶瓷是由几微米至几十微米的多畴晶粒组成的多晶材料,尺寸已不能满足需要了。减小粒径至亚微米级,可以改进材料的加工性,可将基片做地更薄,可提高阵列频率,降低换能器阵列的损耗,提高器件的机械强度,减小多层器件每层的厚度,从而降低驱动电压,这对提高叠层变压器、制动器都是有益的。减小粒径有上述如此多的好处,但同时也带来了降低压电效应的影响。为了克服这种影响,人们更改了传统的掺杂工艺,使细晶粒压电陶瓷压电效应增加到与粗晶粒压电陶瓷相当的水平。制作细晶粒材料的成本已可与普通陶瓷竞争了。人们用细晶粒压电陶瓷进行了切割研磨研究,并制作出了一些高频换能器、微制动器及薄型蜂鸣器(瓷片20-30um厚),证明了细晶粒压电陶瓷的优越性。随着纳米技术的发展,细晶粒压电陶瓷材料研究和套用开发仍是热点。 PbTiO3系压电陶瓷 PbTiO3系压电陶瓷具最适合制作高频高温压电陶瓷元件。虽然存在PbTiO3陶瓷烧成难、极化难、制作大尺寸产品难的问题,人们还是在改性方面作了大量工作,改善其烧结性。抑制晶粒长大,从而得到各个晶粒细小、各向异性的改性PbTiO3材料。近几年,改良PbTiO3材料报导较多,在金属探伤、高频器件方面得到了广泛套用。该材料的发展和套用开发仍是许多压电陶瓷工作者关心的课题。 压电复合材料 无机压电陶瓷和有机高分子树脂构成的压电复合材料,兼备无机和有机压电材料的性能,并能产生两相都没有的特性。因此,可以根据需要,综合二相材料的优点,制作良好性能的换能器和感测器。它的接收灵敏度很高,比普通压电陶瓷更适合于水声换能器。在其它超音波换能器和感测器方面,压电复合材料也有较大优势。国内学者对这个领域也颇感兴趣,做了大量的工艺研究,并在复合材料的结构和性能方面做了一些有益的基础研究工作,正致力于压电复合材料产品的开发。 多元单晶压电体 传统的压电陶瓷较其它类型的压电材料压电效应要强,从而得到了广泛套用。但作为大应变,高能换能材料,传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足要求。于是近几年来,人们为了研究出具有更优异压电性的新压电材料,做了大量工作,现已发现并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A=Zn2+,Mg2+)。这类单晶的d33最高可达2600pc/N(压电陶瓷d33最大为850pc/N),k33可高达095(压电陶瓷K33最高达08),其应变>17%,几乎比压电陶瓷应变高一个数量级。储能密度高达130J/kg,而压电陶瓷储能密度在10J/kg以内。铁电压电学者们称这类材料的出现是压电材料发展的又一次飞跃。美国、日本、俄罗斯和中国已开始进行这类材料的生产工艺研究,它的批量生产的成功必将带来压电材料套用的飞速发展。 材料参数 压电系数d33