ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ И МУЛЬТИМЕТРЫ. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой мультиметров, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Устранение неисправностей твердотельных реле посредством недорогих мультиметров

В данной статье рассматриваются некоторые методы устранения неисправностей твердотельных реле и входных/выходных клемм посредством самого распространённого инструмента - мультиметра

Твердотельные реле — это полупроводниковые приборы, которые могут пропускать большие токи, но если их входные и выходные номиналы будут превышены, повреждение будет мгновенным. Эти повреждения часто не видны снаружи, что затрудняет их диагностику. Но с помощью нескольких простых шагов по устранению неполадок можно легко проверить правильность работы. 

Что такое твердотельные реле?

Основная работа твердотельного реле состоит из светодиода низкого напряжения, прикрепленного к входным клеммам, которые могут быть рассчитаны на диапазон напряжений постоянного или переменного тока. Выходные контакты представляют собой либо одиночный полевой транзистор с высоким током (FET), либо тиристорное устройство, обеспечивающее переключение нагрузки постоянного или переменного тока соответственно.

Поскольку эти реле не имеют подвижных частей, их сложнее визуально и на слух проверить, чем механические компоненты. Твердотельные компоненты внутри как входной, так и выходной сторон зависят от диодных переходов для работы, поэтому некоторые методы тестирования напоминают функции мультиметров при тестирования диодов. В отличие от механических реле, их нельзя протестировать только с помощью сопротивления

При тестировании этих реле возникает одна трудность. Поскольку они изготовлены из полупроводниковых компонентов, они будут реагировать по-разному в зависимости от величины напряжения, приложенного к выходам, и типа выхода (FET или тиристор).

Поскольку разные марки и модели мультиметров будут выдавать разные уровни напряжения и тока для выполнения определенных тестов, вы не всегда можете рассчитывать на получение определенного результата. При выполнении многих тестов с различными мультиметрами измерялись разные значения одного и того же реле, используя разные приборы. Это контрастирует с любым физическим переключателем, где контактные клеммы будут полностью открываться или закрываться, обеспечивая очевидные ожидания сопротивления и напряжения независимо от уровня напряжения.

При выполнении измерений имейте в виду, что ни один тест мультиметра не заменит надлежащее стендовое испытание, обеспечивающее точные уровни рабочего напряжения и тока в качестве фактических рабочих условий. Приведенные ниже шаги представляют собой лишь список возможных методов, которые могут использоваться для отслеживания неисправного реле. 

Входные терминалы

Вход твердотельного реле — это светодиод, включенный последовательно с токоограничивающей цепью. Обычно ограничение тока ограничивает ток до значения не более 20 мА, независимо от входного напряжения. Вот почему они могут принимать широкий диапазон напряжений. Если бы они полагались на фиксированное входное сопротивление, светодиод становился бы ярче при более высоких напряжениях, поэтому выходная цепь нагрузки реагировала бы по-разному при изменении входного напряжения. Это не идеально, когда указанное напряжение представляет собой диапазон соответствующих значений. 

Используя режим мультиметра диодного теста, входные клеммы могут быть оценены для работы внутренней светодиодной цепи. Различные мультиметры могут показывать диапазон значений от 1,2 до 2,0 вольт. 

Используя любой типичный мультиметр, функция «проверка диода» представлена схемным символом диода. Эта функция подает небольшое напряжение на диодный переход и медленно увеличивает напряжение до тех пор, пока не будет достигнуто прямое напряжение диода и не увеличится ток. Это напряжение отображается на дисплее. Его достаточно для проверки светодиодов, а также многих транзисторов. Идеально подходит для входа постоянного тока твердотельного реле.

Подключите красный щуп мультиметра к входной клемме реле, обозначенной знаком «+». Это будет присутствовать на любом входном реле постоянного тока. Подключив черный провод COM к другой входной клемме.

Когда циферблат прибора установлен в диапазоне функции «диод», напряжение должно увеличиться примерно до 1,2–2,0 вольт. Оно может быть немного больше или меньше, поскольку каждый светодиод имеет разное рабочее напряжение, и каждая модель будет иметь разные выходы. 

Вы можете обнаружить вводящие в заблуждение результаты

Стандартным диодам не нужно столько напряжения, как светодиодам, поэтому некоторые мультиметры могут не быть рассчитаны на увеличение своего тестового напряжения диода что достаточно для активации светодиода и обеспечения измерения. Они (светодиоды) будут показывать OL на дисплее прибора, но реле все равно может работать. Это будет работать только для реле низкого напряжения постоянного тока. Если вы найдете переменный ток или более высокий диапазон постоянного тока, который ожидает что-то выше примерно 5 вольт, дисплей прибора покажет OL, но реле все равно может работать. 

Выходные клеммы

Количество мощности, потребляемой нагрузкой обычного реле, намного превышает крошечную выходную мощность мультиметра, поэтому ни один измеритель не может приблизиться к имитации реальных условий. Из-за этого можно было бы ожидать, что выходные клеммы могут быть сложнее для устранения неполадок, но у нас есть несколько доступных вариантов.

Функция прибора проверки диодов по-прежнему может работать на различных выходных твердотельных реле постоянного тока. Когда реле «выключено», выход открыт и показывает очень большое падение напряжения.

При включении «включено» напряжение значительно падает, но все еще больше 0. Единственная проблема заключается в том, что при более высоких токах внутреннее сопротивление транзистора уменьшается. Поскольку измеритель выдает только небольшой ток, его может быть недостаточно, чтобы перевести мультиметр в диапазон, который может обеспечить допустимые показания, и он все еще может показывать OL.

Чтобы использовать этот тест, поместите красный провод второго измерительного прибора на выходную клемму «+», а черный провод — на другую клемму. Пока первый измеритель выполняет проверку диодов на входе, проверьте выход. Если этот тест сработает, то при отключении входных щупов мультиметра он должен показать OL, а затем напряжение не должно превышать 2,0 вольта, после чего входные щупы будут возвращены на место. 

Используя тесты сопротивления, выходные клеммы часто могут быть оценены первоначально. При выключенных входных клеммах сопротивление выхода показывает на экране мультиметра OL или разомкнутую цепь. 

Другой тест, который может пригодиться, — это тест сопротивления. Опять же, пока первый мультиметр измеряет входные клеммы в функции проверки диодов, измерьте сопротивление выходных клемм вторым мультиметром. Они, скорее всего, останутся на шокирующе высоком сопротивлении, но это только потому, что сопротивление существенно уменьшается при более высоком рабочем токе, а не выходном токе прибора.

Когда выводы отсоединяются от входных клемм, сопротивление должно подняться до OL, что указывает на разомкнутую цепь. Когда входные выводы измерителя возвращаются, выходное сопротивление может упасть до низкого диапазона МОм или кОм. В реальной работе оно упадет намного ниже этого, но это всего лишь тест для указания функциональности. 

Когда вход активируется, выходное сопротивление падает. Примечание: сопротивление зависит от тока, подаваемого на нагрузку — не ожидайте, что ваш мультиметр покажет очень низкое выходное сопротивление, даже когда реле активируется. 

Те же предупреждения, которые применялись к входам, по-прежнему применяются к выходам. Не каждый мультиметр будет выдавать одинаковые выходные значения для каждого теста. Не думайте, что поскольку эти тесты работают с одним измерителем, они будут работать для всех. Выходные реле переменного тока будет сложнее тестировать, но все же удаётся измерить значения сопротивления для некоторых из них, используя тот же метод, который был указан выше.

Твердотельные реле обладают рядом уникальных свойств, которые могут сделать их полезными в некоторых операциях переключения.

Однако из-за сложной конструкции, а также различий в выходах мультиметро, их может быть трудно устранить. Ничто не сравнится с хорошей испытательной установкой на стенде, но есть несколько тестов диодов и сопротивления, которые можно использовать для первоначальной оценки работы. 

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик мультиметров в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry