一、基本原理
電路正常工作時(shí),電路中各點(diǎn)的工作電壓都有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的正常值或動(dòng)態(tài)變化的范圍。如果電路中出現(xiàn)開(kāi)路故障、短路故障或元器件性能參數(shù)發(fā)生改變時(shí),該電路中的工作電壓也會(huì)跟著發(fā)生改變。所以電壓測(cè)量法就能通過(guò)檢測(cè)電路中某些關(guān)鍵點(diǎn)的工作電壓有或者沒(méi)有、偏大或偏小、動(dòng)態(tài)變化是否正常,然后根據(jù)不同的故障現(xiàn)象,結(jié)合電路的工作原理進(jìn)行分析找出故障的原因。
二、檢測(cè)要點(diǎn)
1.電源電壓的檢測(cè)。電源是電路正常工作的必要條件,所以當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)首先檢測(cè)電源部分。如果電源壓力表不正常,應(yīng)重點(diǎn)檢查電源電路和負(fù)載電路是否存在開(kāi)路或短路故障。在通常情況下,如果電源部分有開(kāi)路故障,電源就沒(méi)有電壓輸出;如果負(fù)載出現(xiàn)開(kāi)路故障,電源電壓就會(huì)升高;如果負(fù)載出現(xiàn)短路故障,電源電壓會(huì)降低,甚至引發(fā)火災(zāi);對(duì)開(kāi)關(guān)電源,還應(yīng)著重檢查保護(hù)電路是否正常。
2.三極管工作電壓的檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)三極管各極的電位,根據(jù)三極管在電路中的工作狀態(tài)進(jìn)行分析就能找出故障原因。所以在分析和檢測(cè)前首先必須掌握各種電路的工作原理,了解被測(cè)三極管的工作狀態(tài)。
3.集成電路工作電壓的撿測(cè)。通過(guò)檢測(cè)集成電路各引腳的電壓,然后把檢測(cè)結(jié)果與正常值進(jìn)行對(duì)比就能初步判斷集成電路本身、該集成電路的相關(guān)電路或外圍元件是否存在故障。應(yīng)著重檢測(cè)電源、時(shí)鐘、信號(hào)的輸入輸出等引腳的電壓。
4.電路中某些動(dòng)態(tài)電壓的檢測(cè)。在收音機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)等設(shè)備中,其各引腳的電壓都會(huì)根據(jù)不同情況發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)檢測(cè)這些電壓的動(dòng)態(tài)變化,就能快速找出故障原因。
在工業(yè)控制中,電流是閉環(huán)反饋電流環(huán)中的重要參數(shù),大家對(duì)電流測(cè)量都比較熟悉,也比較重視。在實(shí)際中由于電壓的測(cè)量不會(huì)直接參與到反饋控制中,多數(shù)只用來(lái)監(jiān)測(cè)電壓的狀態(tài),所以大家談?wù)摰妮^少。
雖然電壓測(cè)量不是控制領(lǐng)域的主角,但不是不可或缺。接下來(lái)談?wù)勗诠I(yè)控制電路中電壓測(cè)量的幾種方法:
常見(jiàn)的電壓測(cè)量是采用電阻測(cè)量,即在被測(cè)電壓點(diǎn)的兩端并聯(lián)大電阻,通過(guò)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓來(lái)計(jì)算被測(cè)電壓的大小,如圖1所示,通過(guò)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R3兩端的電壓V2,可以計(jì)算出被測(cè)的高壓電壓V1。
這種串并聯(lián)電阻的電壓測(cè)量方法,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,在低壓測(cè)量如小功率UPS,變頻器等設(shè)備中普遍使用。在使用中,需要注意并聯(lián)電阻的阻值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于被測(cè)電路阻抗,電阻過(guò)小會(huì)對(duì)被測(cè)電路分流過(guò)多,消耗功率。通常會(huì)是兆歐級(jí),高阻值的電阻精度都不高,需要采用多個(gè)電阻串、并聯(lián)的方式,一是可以降低單個(gè)電阻的阻值,二是可以增加精度。但串聯(lián)的電阻越多,又需要考慮整體PCB板的布局以及占板面積和安裝位置。另外,這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的測(cè)量方法,無(wú)法實(shí)現(xiàn)電氣上的隔離,除非后級(jí)增加隔離器件,但隔離器件的增加又增加了成本,有時(shí)還需要考慮涂三防漆等以降低安規(guī)方面的風(fēng)險(xiǎn)。
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