Цветная и кодовая маркировка компонентов.

By | 10.08.2016

Предисловие.

У самодельщиков часто возникают вопросы, связанные с обозначением детали, и с расшифровкой цветовых кодов, нанесенных на ее корпус.

Попробую коротко рассказать, как прочитать закодированную информацию о номинале конденсатора, или резистора, как определить рабочее напряжение емкости, и что скрывается за буквами, часто присутствующими в обозначении многих деталей.

Все, что будет сказано ниже, касается только пассивных элементов: резисторов, конденсаторов и индуктивностей. Расшифровка обозначений активных элементов (транзисторов, микросхем и диодов) гораздо сложнее поддается классификации, и заслуживает отдельного, более пристрастного обсуждения.

Итак, какими основными параметрами характеризуется та, или иная деталь?

Единицы измерения.

Прежде всего – это номинал, или цифровое обозначение величины сопротивления, емкости или индуктивности.

Большинство из радиолюбителей знает, что величина сопротивления выражается в Омах, величина емкости – в Фарадах, а величина индуктивности – в Генри. Названия величин происходят от фамилий ученых-физиков, открывших эти параметры, поэтому их принято писать в заглавной буквы. Кроме того, значение любого из этих параметров может иметь приставку-множитель, показывающую, на сколько порядков отличается от базового номинал конкретной детали.

Забегая немного вперед, дам расшифровку основных, наиболее часто используемых в радиотехнике приставок, начиная с самой меньшей:

  • пико    – 10-12     (0,000000000001, десять в минус двенадцатой степени, или одна «миллион-миллионная» часть),
  • нано    – 10-9       (0,000000001, или одна миллиардная часть),
  • микро  – 10-6      (0,000001, или одна миллионная часть),
  • мили    – 10-3       (0,001, или одна тысячная часть),
  • кило     – 103      (1000, десять в третьей степени, или умножение на тысячу),
  • Мего     – 106      (10000000, десять в шестой степени, или умножение на миллион).
  • Гиго      – 109      (10000000000, десять в девятой степени, или умножение на миллиард).
  • Терро    – 1012    (10000000000000, десять в двенадцатой степени, или умножение на «миллион-миллионов»).

Возможно, вы обратили внимание, что все приставки у меня написаны с прописной буквы, а последние три – с заглавной. Не могу объяснить, почему, но все приставки, больше «кило» (Мего, Гиго, Терро, и т.д.) , в технике принято писать с заглавной буквы. Видимо, это дань уважения их весомости и значимости.

Часто, наименование приставки и сама величина сокращаются до нескольких букв из ее полного названия.

Так как приставки являются греческими словами, при их написании и обозначении стараются использовать буквы греческого алфавита, которые в некоторых случаях не имеют аналогов в кириллице и даже в латинице. В таких случаях, в латинице используют буквы, наиболее похожие по написанию с греческим символом. Это касается, в первую очередь приставки «микро» которая в греческом алфавите начинается с буквы «мю» ( µ ), и которой нет ни в латинице, ни в кириллице. В латинице «мю» заменяют на «u», а в кириллице, пишут две буквы – «мк».

Так, вместо килоОма обычно пишут «кОм» (на латинице – «kOhm»), вместо пикоФарады – пишут «пФ» (pF), а вместо микроГенри пишут «мкГ» (uH).

Таким образом, если вы видите на схеме номинал, допустим, 5,6 кОм, это значит, что величина данного сопротивления равняется 5600 Омам, если написано 12 uH, это эквивалентно 0,000012 Генри (двенадцати миллионных частей Генри), а надпись 68 nF означает, что перед вами конденсатор емкостью 68 миллиардных долей Фарады.

В разговорном общении допускается применения сокращений-«вульгаризмов».

Чаще всего это касается емкостей. Так, например, обычно вместо «наноФарада» говорят «нана», вместо «пикоФарада», говорят «пика», «пикушка», вместо «микроФарада» говорят «мика», «микруха», и т.д.

Повторю это сленговые термины, которых вы никогда не встретите в серьезной технической литературе.

Допуски.

Следующий параметр, который характеризует конкретную деталь, это ее допуск(в латинице – «tolerance»).

Допуск выражается в процентах от значения номинала, и означает, что фактический номинал конкретной детали с таким допуском не будет отличаться от значения, нанесенного на деталь, больше чем на определенное количество процентов (определяющих допуск) в ту, или другую сторону.

В радиотехнике и электронике принят следующий ряд допусков: ±20%, ±10%, ±5%, ±2%, ±1% и т.д.

Но, в бытовой технике, обычно применяются детали трех старших допусков: ±20%, ±10% и ±5%. По советским ГОСТАМ был еще допуск ±30%.

В латинице цифровые значения допусков имеют буквенные эквиваленты. Приведу те, с которыми наверняка может столкнуться любой из нас:

  • ±20% = «M»
  • ±10% = «K»
  • ±5% = «J»
  • ±2% = «G»
  • ±1% = «F»

Каждому значению допусков соответствует свой ряд номиналов. В каждом ряду допусков свое количество «базовых» номиналов. Базовыми номиналами называются номиналы, которые повторяются в каждом «порядке» значений.

Меньше всего «базовых» номиналов у деталей с допуском ±20% – всего шесть:

  • 1,0
  • 1,5
  • 2,2
  • 3,3
  • 4,7
  • 6,8

Это – ряд базовых номиналов, который в радиотехнике так и называется – ряд Е6. (Крайне редко встречается ряд Е3, в котором всего 3 базовых номинала — 1, 1,2, 1,5. Но этот ряд является атавизмом, и скорее всего не заслуживает внимания.) Наверняка, эти цифры вызовут у любого из вас определенные ассоциации – 6,8 нФ, 3,3 кОм, 1,5 МОм, 4,7 uH. Очевидно, что базовый номинал должен сопровождаться «множителем», т.е. для описания того, или иного значения. В моем примере это 10-9 (для детали с номиналом 6,8 нан), 103 (для 3,3. кОм), 106 (для 1,5 МОм) и 10-6 (для 4,7 uH). Очевидно, также, что множители полностью соответствуют «приставкам», о которых я рассказал выше.

Кроме ряда Е6, есть еще ряды Е12, Е24, Е48, Е96, E192, и т.д. Цифры после буквы Е указывают количество базовых номиналов в конкретном ряду. Понятно, что если в ряде Е6 всего 6 номиналов, то в ряде Е24 их будет 24, а в ряде Е192 – уже 192!

Почему же в ряде Е6 всего шесть базовых номиналов, а в ряде Е96 их 96?

Все очень просто. Если взять два любых смежных базовых номинала одного ряда, то окажется, что в процессе производства разброс фактических значений номиналов конкретных деталей позволит выбрать «из кучи» любое требуемое значение!

Допустим, вам нужно сопротивление с точным значением, равным 264 Ом. Но в ряду Е6 нет такого значения. Но есть номиналы 2,2*102 и 3,3*102 (220 Ом и 330 Ом). А это значит, что среди «кучки» сопротивлений с номиналом 220 Ом мы сможем найти сопротивление с любым значением в диапазоне ±20% от 220 Ом – от 176 Ом до 264 Ом.

Точно также, среди сопротивления номиналом 330 Ом мы сможем найти любой номинал от 264 Ом до 396 Ом.

Точно так же, и значения других смежных базовых номиналов будут «перекрываться», позволяя при необходимости подобрать любое нужное сопротивление.

Приведу базовые номиналы еще для двух рядов:

  • Е12 — 1,0 1,2, 1,5, 1,8, 2,2, 2,7, 3,3, 3,9, 4,7, 5,6, 6,8, 8,2.
  • Е24 – 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,5, 1,6, 1,8, 2,0, 2,2, 2,4, 2,7, 3,0, 3,3, 3,6, 3,9, 4,3, 4,7, 5,1, 5,6, 6,2, 6,8, 7,5, 8,2, 9,1.

Видно, что новые значения базовых номиналов старшего ряда находятся примерно посередине между смежными базовыми номиналами младшего ряда.
Так как радиолюбителям редко приходится иметь дело с деталями, имеющими допуск менее ±5%, для более старших рядов, при необходимости, вы сами можете составить такую «лестницу».

Реальные детали – сопротивления, конденсаторы, индуктивности – имеют еще ряд характеризующих их параметров. Прежде всего, это предельно допустимые параметры (мощность, напряжение, ток), а так же параметры, характеризующие стабильность основного параметра (номинала) от различных дестабилизирующих факторов – температуры, влажности, и т.д.
Но нас интересует прежде всего предельно допустимые параметры.

Предельно допустимая мощность.

Предельно допустимая мощность — ПДМ (у нас этот параметр относится к сопротивлениям) – электрическая мощность, которую долговременно может рассеивать в окружающее пространство сопротивление.

Все сопротивления по ПДМ делятся на несколько классов: 0,062 Вт, 0,125 Вт (их называют – «восьмушки»), 0,25 Вт («четвертушки»), 0,5 Вт, 1,0 Вт, 2,0 Вт, 5,0 Вт, 7,0 Вт, и т.д.

markirovka_rez_power

markirovka_rez_power_

Производитель гарантирует, что сопротивление определенного класса по ПДМ может сохранять рабочие параметры только в том случае, если на нем рассеивается мощность, не превышающая указанную для данного класса. Чаще всего, любое конкретное сопротивление может выдержать и более напряженный режим работы, но злоупотреблять этим не следует. Чтобы определить, сопротивление какого класса по ПДМ можно поставить в ту, или иную цепь схемы, нужно знать два значения – требуемый номинал сопротивления, и максимальное напряжение, которое может быть приложено к этому сопротивлению. Тогда мощность, рассеиваемая сопротивлением, будет равна:

P = U * I = U * U / R = U2 / R

P- мощность в Ваттах,

U – напряжение в Вольтах,

К – сопротивление в Оммах.

Очевидно, что при батарейном питании максимальное напряжение в схеме не может превышать ЭДС батареи (конечно, если в схеме нет повышающих преобразователей напряжения!). Значит, для гарантии при расчете мощности рассеяния следует брать именно это напряжение.

Давайте рассчитаем, какие сопротивления, в зависимости от ПДМ, можно использовать в схемах с батарейным питанием.

Допустим, у нас батарея «Крона», и ее ЭДС равно 9 Вольтам. Посчитаем, при каком значении сопротивления мощность, рассеиваемая на нем, достигнет ПДМ 0,062 Вт, 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, и т.д. Для этого преобразуем нашу формулу для расчета мощности:

R = U2 / P, куда подставим значения U (оно равно ЭДС батареи), и ПДМ.

Тогда для ПДМ = 0,062 Вт сопротивление, при котором мощность, рассеиваемая сопротивлением, окажется равной ПДМ будет равно ~ 1,3 кОм,

для ПДМ = 0,125 Вт, сопротивление будет равно ~ 650 Ом,

для ПДМ = 0,25 Вт, сопротивление будет равно ~ 330 Ом, и так далее.

Вроде бы, это означает, что если питание схемы равно 9 Вольтам, то любое сопротивление с номиналом меньше 1,3 кОм должно иметь ПДМ не менее 0,125 Вт, с номиналом меньше 650 Ом должно иметь ПДМ не менее 0,25 Вт, и т.д.

Но, на практике практически никогда не бывает так, чтобы напряжение питания подавалось на цепь, состоящую только из одного сопротивления. В абсолютном большинстве случаев значение номинала, при котором фактическая мощность станет равна ПДМ, можно увеличивать в несколько раз.

Во всяком случае, в любую цепь педали с 9-вольтовым питанием можно смело устанавливать любые сопротивления с ПДМ от 0,125 Вт, не зависимо от того, предусмотрено питание от внешнего адаптера, или нет. Если же примочка будет питаться только от батарейки, то так же смело можно применять резисторы 0,062 Вт.

В ламповых цепях не все так просто, и для того, чтобы не попасть впросак, лучше провести предварительный расчет мощности каждой цепи.

Для конденсаторов ПДМ не нормируется, т.к. на них рассеивается не активная, а реактивная мощность, расчет которой немного сложнее. Но, как правило, в большинстве цепей самодельных устройств (исключая радио-частотные генераторы) эта реактивная мощность пренебрежимо мала, и ей не стоит уделять никакого внимания. Чего нельзя сказать о предельно допустимом рабочем напряжении.

Предельно допустимое напряжение.

Предельно допустимое напряжение конденсаторов (ПДН) зависит от их конструкции. Оно может лежать в диапазоне от 6,3 вольт (для самых маленьких электролитических и конденсаторов), до нескольких тысяч вольт (для керамических).

В звуковых устройствах стараются использовать металлопленочные емкости, существует мнение что они «звучат» лучше. В какой-то степени это соответствует действительности, но во многих случаях это просто дань моде, и слепой вере в устоявшиеся стереотипы.

Величину рабочего напряжения чаще всего указывают в маркировке конденсатора, наряду с номиналом, и классом точности (допуском). Обычно это 2-4 цифры, часто без букв, обозначающих напряжение (В или V). На емкостях маленького размера допускается не указывать в маркировке значение предельного рабочего напряжения. В таких случая, это можно выяснить из технической документации, или сопроводительных документов.

При маркировке конденсаторов, так же, как и чип-сопротивлений (миниатюрных резисторов для SMD-монтажа), нередко используется совмещение значений номинала и множителя в одном числе. При этом предполагается, что значение номинала указывается в пикоФарадах. Допустим, если на корпусе конденсатора вы видите число, к примеру, 475, или 333, то это соответствует емкости 47*105 = 0,47 мкФ, или 33*103 = 33 нФ. Обычно, после цифр следует буква, соответствующая допуску, а затем 2-4 цифры, указывающие предельно допустимое рабочее напряжение.

Совмещенная маркировка номинала + множителя часто используется и при маркировке катушек индуктивности и дросселей. У этих компонентов свой предельный параметр – величина предельно допустимого рабочего тока (ПДТ).

Предельно допустимый ток.

Как у резисторов ПДМ, ПДТ у индуктивностей прежде всего напрямую связан с рассеиваемой мощностью, но не только.

Дело в том, что очень часто дроссели и индуктивности представляют собой катушку, намотанную на магнитопроводе из ферромагнитного материала, который, в свою очередь, имеет свои физические ограничения. Прежде всего, эти ограничения относятся к намагничиванию и размагничиванию (петля Гистерезиса магнитной индукции) самого сердечника. Для того, чтобы сердечник такой катушки сохранял свою работоспособность, он не должен чрезмерно намагничиваться, и выходить за пределы этой петли Гистерезиса. А на намагничивание сердечника влияет ток, протекающий по катушке, и ее число витков. Поэтому для каждого типоразмера сердечника нормируется параметр, который называется ампер-витками. Так как и ток, и число витков катушки прямо пропорционально влияют на эти самые ампер-витки, то при увеличении витков приходится уменьшать максимальный ток, при котором магнитопровод еще не войдет в насыщение.

Максимальный рабочий ток индуктивности практически никогда (кроме как на силовых дросселях) не указывается на самом изделии, и его можно узнать только из справочных данных.

Цветовая маркировка.

В последние годы, в связи с уменьшением физических размеров электронных компонентов, их прямая цифровая маркировка стала заменяться цветовой маркировкой, которая гораздо более технологична, и менее затратна в производстве.

Сейчас практически все резисторы с ПДМ менее 2-5 Вт, все малогабаритные индуктивности, и многие емкости цилиндрической формы с аксиально расположенными выводами, маркируются цветовыми кольцами. Некоторые детали маркируются цветовыми полосами, изредка — цветовыми точками.

Существует несколько международных стандартов для такой маркировки. Чаще всего используется маркировка тремя, четырьмя, пятью или шестью кольцами различных цветов.

Каждый цвет соответствует определенной цифре (или наоборот, каждой цифре от 0 до 9 соответствует определенный цвет:

  • 0 – Черный;
  • 1 – Коричневый;
  • 2 – Красный;
  • 3 – Оранжевый;
  • 4 – Желтый;
  • 5 – Зеленый;
  • 6 – Голубой (синий);
  • 7 – Фиолетовый;
  • 8 – Серый;

Для обозначения множителей с размерностью 0,1 и 0,01 используют еще два цвета — золотистый и серебристый.

markirovka_oboznachenie

Для маркировки класса точности (допуска), применяю следующие цвета:

  • золотистый
  • серебристый
  • коричневый
  • зеленый
  • синий
  • фиолетовый
  • серый

Так, золотистое кольцо означает, что деталь из ряда Е12, и имеет допуск не хуже ±10%.

Серебристое кольцо, указывает на принадлежность детали к ряду Е24 (точность ±5%).

Красным кольцом маркируются компоненты с точностью номинала ±2% (ряд Е48).

А коричневым, зеленым, синим, фиолетовым или серым цветами маркируются самые точные электронные элементы, имеющие допуск ±1% (ряд Е96), ±0,5% (ряд Е192), ±0,25%, ±0,1% или ±0,05%.

На элементы рядов Е3 и Е6 цветовая маркировка класса точности не наносится.

markirovka_nominal_22k

markirovka_nominal_4-7m

Температурный коэффициент сопротивления.

На некоторые элементы наносится шестое кольцо, обозначающее Температурный Коэффициент Сопротивления (ТКС, ppm/C):

  • Коричневый,    ТКС = 100;
  • Красный,           ТКС = 50;
  • Желтый,            ТКС = 25;
  • Оранжевый,      ТКС = 15;
  • Синий,               ТКС = 10;
  • Фиолетовый,     ТКС = 5;
  • Белый,                ТКС = 1.

Кроме того, иногда шестое кольцо несет информацию не о ТКС, а о статистической надежности элемента, точнее — о вероятности его отказа в процентах:

  • Коричневый — 1%;
  • Красный — 0,1%
  • Оранжевый — 0,01%;
  • Желтый — 0,001%

ТКС — это величина относительного изменения сопротивления от изменения температуры на 1 градус по Кельвину.

У конденсаторов аналогичный коэффициент называется ТКЕ — температурный коэффициент емкости.

Как читать номинал детали?

Маркировочные кольца наносятся на деталь параллельно, с небольшим смещением к одному из выводов – для того, чтобы легче было определить, в какой последовательности следует читать маркировочный код. Первым читается цвет кольца, которое находится максимально близко к одному из выводов, затем последовательно цвет остальных 2-х, 3-х, 4-х или 5-ти колец.

Если количество колец не позволяет сместить их к одному из выводов, ширина первого кольца делается несколько шире, чем у остальных.

При трех кольцах, первые два кольца – это базовый номинал, а третье кольцо – множитель.

При четырех кольца, первые две цифры – базовый номинал, третье кольцо – множитель, четвертое кольцо – допуск.

Пять и шесть колец используется для обозначения особо точных компонентов самых старших рядов базовых номиналов, начиная с ряда Е48, где номинал уже имеет трехзначное цифровое значение.

При пяти кольцах, первые три из них – это базовый номинал, четвертое кольцо – множитель, а пятое – допуск.

Шестое кольцо наносится, когда наряду с номиналом требуется указать и температурную стабильность элемента.

Допустим, вы видите на резисторе 4 цветных кольца – голубое, серое, желтое и серебристое. Голубое и серое кольца соответствуют номиналу 68 (читается как двухзначное целое число), желтое кольцо означает, что номинал нужно умножить на 10000 (680000 Ом = 680 кОм), а серебристое говорит о том, что этот резистор относится к ряду Е12, т.е. имеет точность (допуск) не хуже ±10%.

Нужно помнить, что некоторые западные фирмы (например, фирмы Philips, Panasonic, Bourns, и некоторые другие) используют собственные стандарты маркировки, информацию о которых можно найти в интернете.