- Что такое фоторезистор?
- Устройство
- Составляющие фоторезистора
- Принцип работы
- Особенности фоторезисторов
- Обозначение на схеме
- Виды
- Фоторезистор с внутренним фотоэффектом
- Фоторезистор с внешним фотоэффектом
- Технические характеристики
- Чувствительность фоторезистора
- Чувствительность фоторезистора от длины волны
- Инертность фоторезистора
- Единица измерения
- Символ фоторезистора на схеме
- Преимущества и недостатки
- Преимущества фоторезистора
- Недостатки фоторезистора
- Применение
- Автоматика уличного освещения
- Датчики наличия других условий
- Подключение к микроконтроллеру
- Как проверить фоторезистор мультиметром
- Для получения более точных и исчерпывающих сведений о фоторезисторе снимают следующие характеристики:
- Алгоритм поиска неисправности
- Визуальный осмотр
- Проверка резистора на обрыв
- Проверка короткого замыкания
- Определяем номинал резистора
- Как проверить переменный резистор и потенциометр
- Можно ли обойтись без резисторов?
Что такое фоторезистор?
Остановимся подробнее на описании полупроводникового фоторезистора. Во-первых, давайте определимся.
Фоторезистор — это полупроводниковый прибор (датчик), который при облучении светом изменяет (уменьшает) свое внутреннее сопротивление.
В отличие от фотоэлементов других типов (фотодиодов и фототранзисторов) этот прибор не имеет p-n перехода. Это означает, что фоторезистор может проводить ток независимо от его направления и может работать не только в цепях постоянного тока, где есть постоянное напряжение, но и с переменными токами.
Устройство
Конструкция разных моделей фоторезисторов может отличаться формой материала корпуса. Но в основе каждого из этих устройств лежит подложка, обычно керамическая, покрытая слоем полупроводникового материала. Поверх этого полупроводника змея наносит тонкий слой золота, платины или другого устойчивого к коррозии металла. (см рисунок 1). Слои наносятся распылением.
Рис. 1. Фоторезисторное устройство
Напиленные пласты соединены с электродами, на которые подается электрический ток. Всю эту конструкцию часто покрывают прозрачным пластиком и помещают в коробку с окном для входа световых лучей (см рис. 2).
Рис. 2. Оформление фоторезиста
Форма корпуса, его размеры и материал зависят от модели фоторезистора, определяемой технологией производителя. Примеры моделей показаны на рисунках 3 и 4.
Рис. 3. Датчик на основе фоторезистора
Рис. 4. Фотодетектор
В продаже сегодня можно увидеть детали в металлическом корпусе, чаще пластиковые или модели открытого типа. Некоторые модели изготавливаются без метода напыления, а вырезают тонкий резистивный слой прямо из полупроводника. Существуют также технологии изготовления пленочных фотодатчиков (см рис. 5).
Рис. 5. Конструкция пленочного фоторезистора
Для нанесения полупроводникового слоя используются различные фоторезистивные материалы. Селенид и сульфид кадмия используются для фиксации спектра видимого света.
Более широкий спектр материалов восприимчив к инфракрасному излучению:
- чистый германий или легированный примесями золота, меди, цинка;
- кремний;
- сульфид свинца и другие химические соединения на его основе;
- антимонид или арсенид индия;
- другие химические соединения, чувствительные к инфракрасным лучам.
Чистый германий или кремний применяют при изготовлении фоторезисторов с внутренним фотоэффектом, а вещества, легированные примесями, — для структур с внешним фотоэффектом. Независимо от типа используемого фоторезистивного материала оба типа фоторезисторов обладают одинаковыми свойствами: обратной, нелинейной зависимостью сопротивления от силы светового потока.
Составляющие фоторезистора
В общем случае фоторезистор представляет собой керамическую подложку, на которую в качестве первого покрытия нанесен светочувствительный слой, а в качестве второго — металлический слой с зазором в виде изогнутой линии — «змейки». Зазор разделяет оболочку на два отдельных контактных слоя, к которым крепятся штифты для припоя. Форма выреза «змейка» обеспечивает хорошее освещение светочувствительного материала.
В качестве светочувствительного слоя могут быть использованы следующие материалы: сульфид кадмия, сульфид свинца, селенит кадмия и другие.
Выбор материала при изготовлении фоторезистора определяет его спектральную характеристику, то есть диапазон длин волн при освещении, который позволит правильно изменить сопротивление элемента. Поэтому при выборе фоторезистора нужно учитывать, на каком спектре он работает.
Принцип работы
В неактивном состоянии полупроводник проявляет свойства диэлектрика. Для того чтобы он проводил ток, необходимо воздействовать на вещество внешним раздражителем. Таким стимулятором может быть тепловое воздействие или свет.
Под действием фотонов света полупроводник насыщается электронами, в результате чего становится способным проводить электрический ток. Чем больше произведено электронов, тем меньше сопротивление току имеет полупроводниковый материал. Зависимость силы тока от освещенности иллюстрирует график на рис. 6.
Рис. 6. График зависимости от текущей силы освещения
На этом принципе основано действие фоторезисторов. Формированию электронов способствует как видимый, так и невидимый спектр света. Кроме того, фоторезист более чувствителен к инфракрасным лучам, имеющим более высокую энергию. Чистые материалы обладают низкой чувствительностью к видимому свету.
Для повышения чувствительности слоя фоторезиста его легируют различными добавками, формирующими обновленную внешнюю зону, расположенную на вершине валентной зоны полупроводника. Такое внешнее насыщение электронами потребует меньше энергии для перехода в состояние насыщения с управляющим фототоком. Возникает внешний фотоэффект, стимулируемый видимым спектром излучения.
Подбирая легирующие примеси, можно создавать фоторезисторы для работы в различных спектральных диапазонах. Фоторезистор имеет спектральную чувствительность. Если длина волны света выходит за пределы зоны проводимости, устройство перестает реагировать на эти лучи. Освещение в таких случаях уже не может влиять на электропроводность изделия.
Выбор спектральных характеристик зависит от условий эксплуатации изделия и решаемых задач. Если интенсивности излучения недостаточны для стабильной работы прибора, его эффективность можно повысить, подобрав чувствительные элементы с соответствующим полупроводниковым слоем.
Важно помнить, что инерционность фоторезисторов заметно больше, чем у фотодиодов и фототранзисторов. Инерция устройства возникает из-за того, что для насыщения полупроводникового слоя требуется время. Поэтому датчик всегда дает сигнал с некоторой задержкой.
Особенности фоторезисторов
Фоторезистор предназначен не для точного измерения освещенности, а для определения того, стало ли окружение светлее или темнее.
Фоторезисторы не имеют p-n перехода, поэтому вы можете подключить компонент к цепи, не беспокоясь о плюсе или минусе.
Фоторезистор обладает инерционностью, то есть между изменением сопротивления освещенности имеется запаздывание. Для значительного падения сопротивления от воздействия светового луча требуется около 10 миллисекунд.
При обратном действии для сброса значения сопротивления потребуется около 1 секунды. Благодаря этим свойствам фоторезистор постепенно вытесняется другими компонентами, быстро улавливающими резкие скачки света.
Обозначение на схеме
Отличить фоторезистор в схеме от обычного резистора достаточно просто. Значок фоторезиста имеет две стрелки, направленные внутрь прямоугольника. Эти стрелки символизируют поток света (см рис. 7). В одних схемах символ резистора помещают внутри круга, а в других он обозначается прямоугольником без кружка. Но главное отличие — это наличие стрелок.
Рис. 7. Фоторезистор на схеме
Виды
Несмотря на разнообразие фотодатчиков, их можно разделить всего на два типа:
- Фоторезисторы с внутренним фотоэффектом;
- Датчики с внешним фотоэффектом.
Отличаются они только технологией производства, а точнее составом слоя фоторезиста. К первым относятся фоторезисторы, в которых полупроводник выполнен из чистых химических элементов, без примесей. Они нечувствительны к видимому свету, но хорошо реагируют на тепловые лучи (инфракрасный свет).
Фоторезисторы внешнего эффекта содержат примеси, легированные основным составом полупроводникового вещества. Спектр чувствительности этих датчиков намного шире и смещается в сторону видимого спектра и даже в зону УФ-излучения.
По принципу действия эти два типа фоторезисторов не отличаются. Его внутреннее сопротивление нелинейно уменьшается с увеличением интенсивности светового потока в зоне чувствительности.
Фоторезистор с внутренним фотоэффектом
Запатентованные фоторезисторы изготавливаются из чистых полупроводниковых материалов, таких как кремний или германий. Внешняя оболочка любого атома может содержать до восьми валентных электронов. Однако в кремнии или германии каждый атом состоит только из четырех валентных электронов. Эти четыре валентных электрона от каждого атома образуют четыре ковалентные связи с четырьмя соседними атомами, полностью заполняя внешнюю оболочку. В результате не остается ни одного свободного электрона.
Когда мы применяем световую энергию к фоторезистору с внутренним эффектом, только небольшое количество валентных электронов получает достаточно энергии и высвобождается из родительского атома. Поэтому генерируется небольшое количество носителей заряда. В результате через внутренний фоторезистор протекает лишь небольшой электрический ток.
Внутренние фоторезисторы менее чувствительны к свету, поэтому они ненадежны для практического применения.
Фоторезистор с внешним фотоэффектом
Фоторезисторы с внешним фотоэффектом изготавливаются из внешних полупроводниковых материалов. Рассмотрим пример внешнего фоторезистора, изготовленного из комбинации атомов кремния и примесей фосфора.
Каждый атом кремния имеет четыре валентных электрона, а каждый атом фосфора имеет пять валентных электронов.
Четыре валентных электрона атома фосфора образуют четыре ковалентные связи с четырьмя соседними атомами кремния. Однако пятый валентный электрон атома фосфора не может образовать ковалентную связь с атомом кремния, так как атом кремния имеет только четыре валентных электрона. Поэтому пятый валентный электрон каждого атома фосфора высвобождается из атома. Таким образом, каждый атом фосфора генерирует один свободный электрон.
Образовавшийся свободный электрон сталкивается с валентными электронами других атомов и освобождает их. Точно так же один свободный электрон порождает несколько свободных электронов. Поэтому добавление небольшого количества примесных атомов (фосфора) генерирует миллионы свободных электронов.
Внешние фоторезисторы уже имеют большое количество носителей заряда. Следовательно, обеспечение небольшого количества световой энергии генерирует еще больше носителей заряда. Поэтому электрический ток быстро увеличивается.
Увеличение электрического тока означает уменьшение сопротивления. Сопротивление внешнего фоторезистора быстро уменьшается с небольшим увеличением приложенной световой энергии. Внешние фоторезисторы надежны для практического применения.
Технические характеристики
Какие критерии применять при выборе фоторезистора?
В первую очередь обратите внимание на спектральные характеристики. При неправильном выборе этого параметра, скорее всего, устройство не будет работать или его работа будет нестабильной. Например, фоторезисторы с внутренним эффектом не реагируют на дневной свет. Если вы не планируете использовать инфракрасный излучатель в качестве облучателя, остановите свой выбор на втором типе устройства.
Другие важные особенности:
- встроенная чувствительность;
- силовая характеристика (порог чувствительности);
- инерция.
Вольт-амперная характеристика показывает зависимость величины тока от приложенного напряжения. Графически эта характеристика изображается в виде гиперболы. Но если выполняется условие стабильности интенсивности освещения, то световой поток Ф = постоянен, то зависимость силы тока от напряжения будет линейной, а график – прямой линией. (см рис. 8а).
Энергетическая характеристика показывает, как сила тока зависит от величины светового потока, при постоянном напряжении (см рис. 8 б). На графике видно, как изменяется кривая энергии: сначала она устремляется вверх, а при достижении определенного предела плавно меняет направление и становится почти параллельной оси светового потока. Это объясняется тем, что после насыщения полупроводникового элемента его сопротивление минимально и в дальнейшем не зависит от интенсивности света.
Рисунок 8. Характеристики фоторезистора
Что касается инерции, то она присутствует в большей или меньшей степени во всех типах датчиков. Если вам нужен сверхбыстрый отклик на свет, то вам лучше использовать фотодиод.
Чувствительность фоторезистора
Фоторезисторы имеют меньшую чувствительность, чем фотодиоды и фототранзисторы. Фотодиоды и фототранзисторы представляют собой полупроводниковые устройства, которые используют свет для управления потоком электронов и дырок через PN-переход, в то время как в фоторезисторах этот PN-переход отсутствует.
Если интенсивность света находится на стабильном уровне, сопротивление все равно может существенно меняться из-за перепадов температуры, так как LDR тоже чувствительны к перепадам температуры. Это качество фоторезистора делает его непригодным для точного измерения силы света.
Чувствительность фоторезистора от длины волны
Чувствительность фоторезистора зависит от длины волны света. Если длина волны находится за пределами рабочего диапазона, то свет не повлияет на LDR. Можно сказать, что LDR не чувствителен в этом диапазоне длин волн света.
Различные материалы имеют разные уникальные спектральные характеристики формы сигнала в зависимости от кривых чувствительности. Внешне светозависимые резисторы обычно разрабатываются для более длинных волн со смещением в сторону инфракрасного (ИК). При работе в ИК-диапазоне необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать перегрева, который может повлиять на измерения из-за изменения сопротивления фоторезистора из-за теплового воздействия.
На следующем рисунке показан спектральный отклик фотопроводящих детекторов, изготовленных из различных материалов.
Инертность фоторезистора
Еще одним интересным свойством фоторезистора является наличие инерции (времени задержки) между изменением освещенности и изменением сопротивления.
Для падения сопротивления до минимума при полном освещении требуется около 10 мс, а для увеличения сопротивления фоторезистора до максимума после наступления темноты — около 1 секунды.
По этой причине LDR нельзя использовать в приложениях, где необходимо учитывать внезапные изменения освещения.
Единица измерения
Единица света в системе СИ называется люкс, что формально означает «световой поток на единицу площади». В фотометрии люкс используется как мера интенсивности света, входящего или проходящего через поверхность, воспринимаемую человеческим глазом.
0,002 | Ясное ночное небо без луны |
0,25–1 | Полнолуние |
пятьдесят | Гостиная |
80 | Прихожая/туалет |
сто | Темный пасмурный день |
300–500 | Восход или закат солнца в ясный день |
1000 | Пасмурный день / Типичное освещение для телестудии |
10 000–25 000 | Полный дневной свет (не прямые солнечные лучи) |
32 000–30 000 | Полный дневной свет (прямой солнечный свет) |
Символ фоторезистора на схеме
Символ американского стандарта и международный символ фоторезиста показаны на рисунке ниже.
Преимущества и недостатки
Сильные стороны фоторезисторов – высокая надежность и низкая цена. Иногда полезным свойством является его вольтамперная характеристика, когда ток нарастает не молниеносно, а постепенно. Преимуществом является низкий порог чувствительности.
К недостаткам можно отнести инерционность датчиков. Задержка сигнала снижает производительность термисторных устройств, что часто недопустимо.
Преимущества фоторезистора
- Маленький по размеру
- Бюджет
- Легко переносить с одного места на другое.
Недостатки фоторезистора
- Точность фоторезистора очень низкая.
Применение
Из-за низкого порога чувствительности фоторезисторы часто используются для обнаружения слабых пучков световых волн.
Это качество используется:
- в сортировочных машинах;
- в полиграфии для фиксации факта обрыва бумажной ленты;
- в сельскохозяйственных машинах для контроля густоты посева зерна;
- в световых реле для включения/выключения освещения, в фотоэкспонометрах и т.д.
В промышленной электронике фоторезисторы используются для учета продуктов, движущихся по конвейерной ленте или падающих в емкость для хранения.
Сам датчик не может выполнять вычисления, но его сигналы используются и обрабатываются микроконтроллерами с последующими вычислениями. Сигналы фоторезистора воспринимаются как аналоговыми, так и цифровыми логическими схемами. Задержка сигнала в доли секунды в большинстве случаев не является препятствием для использования фоторезисторов.
На основе фоторезисторов производятся оптопары — устройства с собственным источником света, которым можно управлять. Пример такого устройства показан на рис. 9.
Рис. 9. Схема оптопары
Несмотря на некоторые недостатки приборов, век фоторезисторов, по-видимому, еще не закончился.
Автоматика уличного освещения
Автоматы, включающие уличное освещение, способны определять наличие/отсутствие солнечного света.
С наступлением сумерек и в течение ночи сопротивление ЛДР увеличивается, что вызывает уменьшение напряжения на переменном резисторе R2. Транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт и, таким образом, на реле, включающее лампу, подается напряжение.
Это полностью рабочая схема фотореле, но ее главный недостаток — отсутствие гистерезиса. Это приводит к тому, что реле издает короткий гудок в сумерках при незначительных изменениях освещения.
Эта электронная часть помогает отслеживать степень освещенности в окружающей среде.
Датчики наличия других условий
В полиграфии конструкции на специальном фоторезисторе следят за обрывом рулона бумаги. Их также можно использовать для подсчета листов бумаги на конвейере.
Подключение к микроконтроллеру
При подключении фоторезистора к микроконтроллеру, например Arduino или Espruino, возникнет проблема: контроллеры не могут считать сопротивления компонентов. Для подключения фоторезистора к микроконтроллерам используется схема делителя напряжения.
Резисторный делитель представляет собой два резистора, соединенных последовательно между плюсом и минусом, называемых плечами. Сумма плечевых напряжений равна входному напряжению питания. Плечо между минусом и серединой называется низом, а второе плечо — вершиной.
Составим схему, где:
- R1 — простой резистор, например 220 Ом.
- R2 — фоторезистор.
- Ты в. — входное напряжение.
- Ваш выход — выходное напряжение.
Подключить к мультиметру в режиме измерения напряжения или к АЦП микроконтроллера.
В результате показания сопротивления будут преобразованы в показания напряжения, с которыми уже может работать АЦП микроконтроллера.
Почувствуйте себя настоящим инженером: соберите свой первый датчик света на основе резисторного делителя в нашем электронном наборе Omka.
А если вы уже обновили свои знания в схемотехнике и хотите продвинуться дальше в IT-технологиях, воспользуйтесь электронным конструктором КиберКодер, где вы запрограммируете устройство «на свой вкус и цвет».
Как проверить фоторезистор мультиметром
Для получения более точных и исчерпывающих сведений о фоторезисторе снимают следующие характеристики:
а) люкс-ампер, представляющий собой зависимость силы тока, протекающего через фоторезистор, от интенсивности падающего на него потока излучения;
б) спектральный, определяющий чувствительность фоторезистора при воздействии излучения определенной длины волны;
в) вольтамперная, позволяющая установить пределы линейности характеристики и сопротивления фоторезистора;
г) частота, характеризующая инерционность фоторезистора.
Информация, необходимая для оценки и применения фоторезисторов
Во избежание необратимых изменений параметров неизолированных фоторезисторов, которые могут возникнуть при их нагреве паяльником, рекомендуется соединять провода голых фоторезисторов с другими элементами схемы не пайкой, а прижимными контактами.
Алгоритм поиска неисправности
Визуальный осмотр
Любой ремонт начинается с внешнего осмотра платы. Необходимо без приборов осмотреть все узлы и обратить особое внимание на пожелтевшие, почерневшие детали и узлы со следами нагара или копоти. Для визуального осмотра может помочь увеличительное стекло или микроскоп, если вы работаете с плотно упакованными компонентами SMD. Сломанные детали могут свидетельствовать не только о локальной проблеме, но и о проблеме в элементах обвязки этой детали. Например, взорвавшийся транзистор мог утащить за собой пару элементов жгута.
Участок на плате, не всегда желтоватый от температуры, свидетельствует о последствиях износа детали. Иногда это происходит в результате длительной работы устройства; при проверке все детали могут быть целыми.
Помимо осмотра внешних изъянов и следов гари, стоит принюхаться на неприятный запах, похожий на горелую резину. Если вы обнаружили почерневший элемент, его следует проверить. Он может иметь одну из трех неисправностей:
Иногда неисправность настолько очевидна, что ее можно определить без мультиметра.
Проверка резистора на обрыв
Проверить исправность можно обычным маркером или тестером в режиме проверки диодов со звуковой индикацией (см фото ниже). Стоит отметить, что по маркировке можно проверить только резисторы сопротивлением в единицы Ом — десятки кОм. И не все циферблаты выдерживают 100кОм.
Для проверки нужно просто подключить оба щупа к выводам резистора, не важно SMD компонент или выходной. Быструю проверку можно провести без выпайки, после чего выпаять подозрительные элементы и снова проверить на обрыв.
Внимание! Проверяя деталь, не выпаивая ее из печатной платы, будьте внимательны: параллельные элементы могут вас запутать. Это справедливо как при проверке без приборов, так и при проверке мультиметром. Не поленитесь и лучше припаяйте подозрительную деталь. Таким образом, вы можете проверить только те резисторы, где вы уверены, что в цепи параллельно им ничего не установлено.
Проверка короткого замыкания
Помимо обрыва, резистор мог быть закорочен. Если вы используете непрерывность, она должна быть с низким сопротивлением, например, в лампе накаливания. Потому что высокоомные светодиодные кольца непрерывности «кольца» «кольцевые» цепи с сопротивлением и десятками кОм без существенного изменения яркости яркости. Звуковые индикаторы лучше справляются с этой задачей, чем светодиоды. По частоте гудков можно судить о целостности цепи; сложные измерительные приборы, такие как мультиметр и омметр, занимают первое место по надежности.
Проверка на короткое замыкание осуществляется одним способом, рассмотрим пошаговую инструкцию:
- Измерьте участок цепи омметром, прозвонкой или другим прибором.
- Если его сопротивление падает до нуля, а прозвонка указывает на короткое замыкание, выпаивается подозрительный элемент.
- Проверьте участок цепи, на котором больше нет элемента, если КЗ ушло, вы нашли неисправность, если нет, то пропаивайте соседей, пока не исчезнет.
- Остальные элементы собираются заново, тот, что исчезает после замены КЗ.
- Проверить результаты работы на наличие короткого замыкания.
Вот наглядный пример того, что сгоревший резистор оставил следы на соседних резисторах, возможно они тоже повреждены:
Резистор почернел из-за высокой температуры, на соседних элементах видны не только следы обгорания, но и следы перегретой краски, изменился ее цвет, возможно повреждена часть токопроводящего резистивного слоя.
На следующем видео наглядно показано, как проверить сопротивление мультиметром:
Определяем номинал резистора
У советских резисторов номинал указывался буквенно-цифровым. У современных выходных резисторов значение зашифровано цветными полосками. Для замены резистора после проверки исправности нужно расшифровать маркировку сгоревшего.
Для определения маркировки по цветным полоскам существует множество бесплатных приложений для Android. Раньше использовались специальные столы и приспособления.
Вырежьте цветные круги, проткните их по центру и соедините, самый большой сзади, самый маленький спереди. Выстраивая круги, вы определяете сопротивление элемента.
Кстати, в современных керамических резисторах используется и явная маркировка, указывающая сопротивление и мощность элемента.
Если говорить о SMD элементах, то здесь все достаточно просто. Допустим, отметка «123»:
12*10 3 = 12000 Ом = 12 кОм
Есть и другие метки из 1, 2, 3 и 4 символов.
Если кусок сгорел так, что следа вообще не видно, стоит попробовать потереть его пальцем или ластиком, если это не поможет, у нас есть три варианта:
- Посмотрите на электрическую схему.
- В некоторых дорожках есть несколько одинаковых дорожек, в этом случае вы можете проверить значение произведения в соседнем каскаде. Пример: подтягивающие резисторы в кнопках для микроконтроллеров, индикаторные ограничительные резисторы.
- Измерьте сопротивление уцелевшего участка.
О первых двух способах добавить нечего, давайте разберемся, как проверить сопротивление сгоревшего резистора.
Начнем с того, что нужно очистить покрытие на детали. После этого включите на мультиметре режим измерения сопротивления, обычно оно имеет обозначение «Ом» или «Ом».
Если вам повезло и область непосредственно возле розетки сгорела, просто измерьте сопротивление на концах резистивного слоя.
В примере как на фото можно измерить сопротивление резистивного слоя или определить по цвету маркировочных полосок, здесь они не покрыты копотью — удачное совпадение.
Ну а если вам не повезло и часть резистивного слоя выгорела, остается замерить небольшой участок и умножить результат на количество таких участков по всей длине резистора. На изображении видно, что щупы соединены в отрезок, равный 1/5 общей длины:
Такая проверка позволяет получить результат, близкий к действительному номиналу сгоревшего элемента. Подробно этот способ показан в видео:
Как проверить переменный резистор и потенциометр
Чтобы понять, что такое потенциометрический тест, давайте рассмотрим его структуру. Переменный резистор отличается от потенциометра тем, что первый регулируется отверткой, а второй рукояткой.
Потенциометр представляет собой трехножку. Он состоит из ползунка и резистивного слоя. Ползунок скользит по резистивному слою. Крайние ножки — это концы резистивного слоя, а средняя соединена с бегунком.
Чтобы узнать импеданс потенциометра, нужно измерить сопротивление между крайними ножками. А если вы проверите сопротивление между одним из крайних плеч и средним, то найдете текущее сопротивление в двигателе относительно одного из краев.
Но самая частая неисправность такого резистора — это не подгорание концов, а износ резистивного слоя. Из-за этого сопротивление меняется неправильно, может пропадать контакт на определенных участках, и тогда сопротивление скачет до бесконечности (обрыв цепи). Когда ползунок занимает положение, при котором снова появляется контакт ползуна с накладкой, сопротивление снова «правильное». Возможно, вы заметили эту проблему при регулировке громкости на старых динамиках или усилителе. Проблема в том, что при повороте ручки вы периодически будете слышать громкие щелчки или глухие удары из динамиков.
А вообще плавность хода потенциометра удобнее проверять аналоговым мультиметром со стрелкой, т.к на цифровом дисплее дефект можно и не заметить.
Потенциометры могут быть сдвоенными, иногда называемыми «стереопотенциометрами», тогда они имеют 6 контактов, логика проверки одинакова.
На следующем видео наглядно показано, как проверить потенциометр мультиметром:
Методы проверки сопротивлений просты, но для получения нормального результата проверки необходим мультиметр или омметр с различными пределами измерений. С его помощью вы также можете измерять напряжение, ток, емкость, частоту и другие величины, в зависимости от модели вашего устройства. Это основной инструмент мастера по ремонту электроники. Резисторы иногда выходят из строя с внешней целостностью, иногда выходят за пределы номинального значения сопротивления. Проверка необходима, чтобы определить, соответствуют ли детали номинальным характеристикам, а также убедиться, что деталь работает или нет. На практике способы проверки могут отличаться от описанных, хотя принцип тот же, все зависит от ситуации.
Можно ли обойтись без резисторов?
Фактически, в некоторых случаях вы не можете использовать токоограничивающий резистор. Рассмотренный нами светодиод может питаться напрямую от двух батареек 1,5В. Поскольку его рабочее напряжение составляет 3,2 В, ток, который будет протекать через него, будет меньше номинального тока, и ему не потребуется балласт. Конечно, при таком блоке питания светодиод не будет давать полного светового потока.
Иногда в цепях переменного тока вместо резисторов в качестве токоограничивающих элементов используются конденсаторы (подробнее о расчете конденсатора). Примером могут служить переключатели с подсветкой, в которых конденсаторы представляют собой «бесватные» резисторы.