电路板电阻元件检修技术图解

电阻是模拟电路和电源电路以及驱动电路中最常见的元器件，阻值和外观差异明显，而在数字电路中，电阻大多并联在开路输出模式总线和电源VCC之间做为上拉电阻，或者串联在总线上以保护数字芯片，通常这些电阻是4个、8个或16个一组，或者干脆以排阻形式出现，外观一致性明显。所以大致可以此项特征来区分电路板上数字电路和模拟电路。

早期电阻多以插件封装出现，现在以贴片封装居多，以节省电路板空间，改善电气特性和节省制造成本。

（1）各种电阻

 

碳膜电阻

 

金属膜电阻

 

金属氧化膜电阻

 

大功率电阻

  

      

高压电阻

   

贴片电阻

 

  温度保险电阻

采样电阻 

   

可加散热器的电阻

图1.1 各种电阻外观

电阻可大致可按图1.2划分类型

图1.2 电阻类型

（2）电阻的单位

电阻的单位是欧姆，简称“欧”，符号Ω，另外常用单位还有毫欧（mΩ），千欧（kΩ），兆欧（MΩ），这些单位的换算关系是：

1mΩ=0.001Ω      1kΩ=1000Ω      1MΩ=1000kΩ=1000000Ω

识别时请注意大小写，不要混淆mΩ（毫欧）和MΩ（兆欧）

（3）电阻的标识

不同外观和型号电阻的阻值大小、功率、阻值精度、温度系数等参数会有不同的标识形式，如图1.3所示。

（a）直接标注

（b）色环标注

图1.3 电阻标识方法

较大功率的电阻，因为有较多的标识空间，会直接将电阻的参数印刷上去，如水泥电阻印有“3W10RJ”字样，表示该电阻是一个功率为3瓦，阻值为10欧姆，阻值精度为5%（代码J表示精度5%）的电阻。

大部分圆轴型电阻会使用色环来标注，色环标识含义见图1.4所示色环电阻表示方法图。对于4色环电阻，第1，2色环表示的是数字，第3道色环表示的是前面数字基础上须要在后面相乘10的多少次方，也即在前面数字基础上添加0的个数，最后得到的数值就是电阻值，单位是欧姆。如色环分别是红、绿、橙、金的4色环电阻，第1，2道色环表示数字25，第3色环橙色表示须在25后乘以10³，即25x10³Ω=25000Ω=25kΩ，最后一道色环表示电阻精度误差，金色表示5%的误差；5色环的电阻前面3道色环表示数字，第4道色环表示相乘10的倍率，如色环依次是蓝、黄、白、红、棕的电阻，表示电阻值是649x10¹=6490Ω=64.9kΩ，精度1%；6色环电阻前面5道色环表示方法和5色环相同，增加的第6色环表示温度系数。

图1.4 色环电阻表示方法图

贴片电阻的标识方法，如图1.5所示，如果是3个数字的，第1、2个表示数值，第3个表示乘以10的多少次方，误差是5%,如“103”表示10x10³Ω=10000Ω=10kΩ，“151”表示15x10¹Ω=150Ω，“100”表示10x10⁰Ω=10Ω；如果是4个数字的，第1、2、3个表示数值，第4个表示乘以10的多少次方，精度误差1%，如“1273”表示127x10³Ω=127000Ω=127kΩ，“1822”表示182x10²Ω=18200Ω=18.2kΩ。另外为了防止数字倒过来看引起误读，“562”会标成“562”，防止被误读成“295”。另有电阻标记成“R100”，“30R9”， 读数识别时可将“R”看成小数点，即“R100”表示0.100Ω，“30R9”表示30.9Ω。

图1.5 贴片电阻的表示方法

另有使用代码来标注的0603封装1%精度的贴片电阻，如图1.6所示。电阻表面标识由两个数字代码和一个字母代码组成，两个数字对应3个数字，字母对应数字相乘10的多少次方。例如标注“29B”的电阻，通过查表“29”对应“196”，“B”对应“10¹”，则该电阻的电阻值为196x10¹Ω=1960Ω=1.96kΩ，标注“10X”的电阻，查表“10”对应“124”，“X”对应“10^-1”，则该电阻的电阻值为124x10^-1Ω=12.4Ω

图1.6代码标注的贴片电阻

（4） 排阻

排阻，英文“resistor network”或者“resistor arry”,即“电阻网络”或“电阻阵列”的意思，将数个相同阻值的电阻做成一体，便于使用相同阻值的电阻在电路板上焊装，如图1.7所示。排阻有单排插装的封装，双列直插封装，还有贴片封装。

图1.7排阻

图1.8所示，排阻分为A型排阻和B型排阻。A型排阻有一个公共端，插孔排阻用白色的圆点表示公共端，贴片排阻公共端是最边上的引脚。有公共端的排阻常见在数字电路中做上拉电阻使用，以匹配集电极开路输出或漏极开路输出的芯片，这类电阻阻值往往在千欧姆以上；B型排阻没有公共端，内部电阻是独立的，这类排阻往往串联在总线使用，阻值往往在100Ω以下。

图1.8 排阻类型，A型（左），B型（右）

（5）电阻的功率

电阻都有一个额定功率，实际功率不能超过其额定功率，否则，电阻有可能因过热而烧毁。电阻的额定功率基本上由其体积决定，体积越大，功率也越大。体积较大的电阻，其标称功率一般会印在电阻表面上，而色环电阻、贴片电阻，额定功率和封装大小存在对应关系，以下表格列出了常用电阻的功率-封装对应关系，维修代换时应注意。

功率	封装(贴片式)	功率	封装(插接式)
1/16W	0402	1/8W	AXIAL0.3
1/10W	0603	1/4W	AXIAL0.4
1/8W	0805	1/2W	AXIAL0.5
1/4W	1206	1W	AXIAL0.6
1/3W	1210	2W	AXIAL0.8
1/2W	1812	3W	AXIAL1.0
3/4W	2010	5W	AXIAL1.2
1W	2512

图1.9电阻功率-封装对应关系表

（6）贴片电阻的封装尺寸

图1.10 贴片电阻的封装尺寸

如图1.10所示，电阻的封装尺寸分英制尺寸和公制尺寸，一般按照英制尺寸区分的较为常见，购买代换时请注意。

（7）电阻的精度

经常使用的电阻会按照精度等级规定某些阻值，如E24系列，常用于精度5%，从1Ω开始，按照5%精度递增，阻值有1Ω，1.1Ω，1.2Ω，1.3Ω，1.5Ω…,E96系列，常用于精度1%，按照1%精度递增，阻值有1Ω，1.02Ω，1.05Ω，1.07Ω…

（8）电位器和可调电阻

一般把带手柄可调的，体积、功率相对较大的电阻叫做电位器，而用小螺丝刀来调节的，体积、功率较小的电阻叫可调电阻，各种外观如图1.11所示。工控电路板常用到的为多圈精密可调电阻，一般用作模拟量的调整，调整好后用螺丝胶固定住，避免他人再去调整。维修时若怀疑某处模拟参数异常，在没有把握的情况下不可贸然调整可调电阻，如要调整，须将调整前的位置标记好，以防误调整后的恢复。

    电位器和可调电阻的阻值标识方法与印字的电阻器基本相同。

图1.11电位器和可调电阻

（9） 热敏电阻

图1.12热敏电阻

热敏电阻是对温度敏感的元件，不同的温度下表现出不同的电阻值。电阻值随着温度升高而变大的称为PTC（正温度系数热敏电阻），电阻值随着温度升高而变小的称为NTC（负温度系数热敏电阻）。另有专门做温度传感器使用的铂电阻，如PT100和PT1000，这类传感器的电阻值与其感知的温度有对应关系，电路通过测试传感器的电阻值就可以知道感温头的温度。

（10）光敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻

图1.13光敏电阻光照强度-阻值曲线

图1.14湿敏电阻湿度-电阻曲线

 

图1.15 压敏电阻及电压-电流曲线

光敏电阻的电阻外观如图1.13所示，电阻值随着光照强度增大而减小；湿敏电阻的外观如图1.14所示，阻值随着湿度增加而减小。压敏电阻是过压保护元件，压敏电阻的外观如图1.15所示，当两端电压不超过其阀值时，流过的电流非常小，一旦超过阀值，电流迅速增大，从而保护后级元件不受电压过高危害。

（11） 常见电阻元件好坏检测判定方法

电阻是各种电路板中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏的情形包括以下方面：

1.开路

2.阻值变大

3.阻值变小

电阻损坏以开路和阻值变大最为常见，阻值变小十分罕见。小阻值电阻（100Ω以下）损坏时往往因为过流有烧黑的痕迹，从外观比较容易辨别。电阻失效除了电流过大引起的损坏，工作环境因素引起的损坏也是主要原因。通过观察电路板的新旧程度，可判别电阻损坏的可能性大小。一般观察电路板有电池或电解电容漏液，受漏液影响的电阻损坏可能性大；电路板整体元件引脚和焊盘上的焊锡晦暗无光泽，甚至有明显锈蚀痕迹，则板上电阻损坏的可能性大。

电阻为什么呈现以上损坏特点呢？我们可以看一下电阻的内部结构。常见电阻的内部结构如图1.16所示。

薄膜电阻内部结构

贴片电阻内部结构

绕线电阻内部结构

 碳芯电阻内部结构

图1.16常见电阻内部结构

如图1.17和图1.18所示，螺旋形的黑色电阻体某个区域因遭到侵蚀而变细或者断开，最终造成电阻的开路或阻值增大失效。电阻体被侵蚀的原因往往是因为水汽透过电阻的保护表层，在直流电场的作用下发生了电化学反应，造成电阻体截面的缺损，截面积变小，则电阻值变大。

 

 

图1.17薄膜电阻开路

图1.18薄膜电阻阻值增大

图1.19的贴片电阻因为使用过程中引出脚银的腐蚀和迁移造成空洞不断扩大，引发阻值变大甚至开路。

图1.19贴片电阻引出脚银被腐蚀

另外，绕线电阻的内部就是电阻丝，电阻丝也会受到类似的电化学腐蚀作用，从而减少截面积，造成电阻值变大。

电阻的测量及失效判断

基于以上原因，绝大多数电阻损坏表现为阻值变大或开路，所以我们可以通过在线测试电路板上电阻的阻值就可以判断电阻是否损坏，注意在线测试时不能使用指针万用表，要尽量使用具有真有效值测量功能的数字万用表，此类万用表的测量显示速度比较快。

常看见许多初学者检修电路时在电阻上折腾，又是拆又是焊的，其实，你只要了解了以上电阻的损坏特点，就不必大费周章。

电路原理告诉我们：电阻在电路中和其它元件并联以后的阻值必定小于或等于此电阻本身的阻值，根据这个特点，我们可以不从电路板上拆下电阻而在线测量其阻值，如果测得的阻值在误差范围内比被测电阻的标称阻值大，（要注意等阻值显示稳定后才下结论，因为电路中有可能并联电容元件，有一个充放电过程），则此电阻一定损坏！如果测得的阻值比标称阻值小或相等，由于电路可能有其它元件并联的原因，则一般不用理会它，除非电阻阻值变小了，而这种情况十分罕见，笔者也只见过4-20mA电流取样电路中的取样电阻有过一次这样的情形。在维修故障不明的电路板时，可以对电路板上每一个电阻都量一遍，即使“错杀一千”，也不会放过一个！如果万用表反应够快，检测所耗工时也不会太多，万一真测出来那么一个阻值变大的“坏家伙”，很有可能它就是电路板异常罢工的“罪魁祸首”！笔者使用此法在维修实践中屡试不爽。

电阻变小的一个特别例子是电路板上的脏污引起的电阻并联效应。电路板长期工作，粉尘、湿气、盐雾等因数会在电阻两端沉积一层微导电的灰垢，灰垢的电阻可以视为兆欧以上级别，如果此兆欧以上级别电阻并联在电路板上10kΩ以下级别的电阻两端，会使得并联总阻值有1%以下的变化，对电路参数的影响可以忽略不计；如果并联在100kΩ以上级别的电阻两端，会使得并联总阻值有10%以上的变化，这样对电路参数的影响就不能忽略不计了。所以，针对包含有100kΩ以上电阻值的脏污电路板，不妨对电阻周边脏污加以清洗，或者整板清洗烘干，这样处理后往往故障会得到解决。

万用表测试电阻时，有时候须要排地雷式检查。因为针对的电阻值各不相同，须要使用万用表的自动换档测试功能，而自动换档功能下，万用表阻值显示速度会比较慢，这样会降低检修效率，容易引发维修人员焦虑，也容易疏忽漏查真实故障点。而在检修电路板数字电路部分时，电阻多为阻值相同的大量分布，因此测试电阻时可以选择某个手动档位测试，比自动档测试速度会快很多。以FLUKE万用表为例，当自动档测试到某个电阻阻值稳定时，此时万用表表笔不要离开测试电阻，然后按下万用表上“RANGE”按键，则万用表针对当前电阻值转换成最佳手动档，以此档就可以测试附近其它电阻了。

毫欧姆级别的电阻，例如某些电流采样电阻，使用万用表的电阻档是测试不出来的，因为万用表表笔的导线电阻和接触电阻的阻值就超过了毫欧姆级别，而且还不稳定。判断这样的电阻需要使用毫欧表或者带电阻测试功能的数字电桥。

（12）电位器、热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻的检测维修

电位器的损坏大多是因为频繁调节引起的接触不良，或电阻体磨损过度引起的开路及阻值调节不连续故障。可以通过一边调节一边测试阻值的办法来确认故障，如果调节电位器时阻值不连续，可判断损坏。损坏后取相同参数规格的代换即可。

热敏电阻串联在电路做保护时，电阻值较小，一般都在50Ω以下，测试发现开路可判断损坏。某些做温度补偿或温度检测的热敏电阻，可在线测试电阻时，使用热的电烙铁头靠近热敏电阻，观察电阻值是否随着靠近时发生变化，如果变化明显，则可确定热敏电阻是好的。

压敏电阻使用万用表测量时，正常显示是开路的。压敏电阻损坏时一般会爆裂，有明显烧损痕迹，压敏电阻代换时要注意选用相同的尺寸和电压值。

（13）电阻的代换

在不完全清楚手头电路板原理的情况下，应该遵循的所有元件的代换原则是：以同级或更高级参数的元件来代换。于电阻则是：取相同或更高功率的电阻来代换，取相同或更高精度电阻值的电阻来代换，取相同或更高温度系数品质的电阻来代换。在对频率敏感的电路中，更要注意代换电阻对频率可能的影响。如果对电路的原理结构非常熟悉，知晓不同参数在电路中的影响大小，也可以根据手头现有元件方便行事。有时手头缺少某款阻值的电阻，也不妨采用串、并联的方法来组成所需阻值的电阻，串、并联时要注意电阻功率的选取，进行必要的计算，考虑实际工作时每个电阻都不得超出其额定功率。

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