Измеритель емкости конденсаторов без выпаивания: принцип работы, схема и практическое применение

Конденсатор — элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделённых диэлектриком. Предназначен для использования его электрической ёмкости. Конденсатор, ёмкостью С, к которому приложено напряжение U, накапливает заряд Q на одной стороне и — Q — на другой. Ёмкость здесь в фарадах, напряжение — вольтах, заряд — кулоны. Когда ток силой 1 А протекает через конденсатор ёмкостью 1 Ф напряжение изменяется на 1 В за 1 с.

Одна фарада ёмкость огромная, поэтому обычно применяются микрофарады (мкФ) или пикофарады (пФ). 1Ф = 106 мкФ = 109 нФ = 1012 пФ. На практике используются значения от нескольких пикофарад до десятков тысяч микрофарад. Зарядный ток конденсатора отличается от тока через резистор. Он зависит не от величины напряжения, а от скорости изменения последнего. По этой причине для измерения ёмкости требуются специальные схемные решения, применительно к особенностям конденсатора.

Обозначения на конденсаторах

Проще всего определить значение ёмкости по маркировке, нанесённой на корпус конденсатора.

Электролитический (оксидный) полярный конденсатор, ёмкостью 22000 мкФ, рассчитанный на номинальное напряжение 50 В постоянного тока. Встречается обозначение WV — рабочее напряжение. В маркировке неполярного конденсатора обязательно указывается возможность работы в цепях переменного тока высокого напряжения (220 VAC).

Плёночный конденсатор ёмкостью 330000 пФ (0.33 мкФ). Значение в этом случае, определяется последней цифрой трёхзначного числа, обозначающей количество нолей. Далее буквой указана допустимая погрешность, здесь — 5 %. Третьей цифрой может быть 8 или 9. Тогда первые две умножаются на 0.01 или 0.1 соответственно.

Ёмкости до 100 пФ маркируются, за редкими исключениями, соответствующим числом. Этого достаточно для получения данных об изделии, так маркируется подавляющее число конденсаторов. Производитель может придумать свои, уникальные обозначения, расшифровать которые не всегда удаётся. Особенно это относится к цветовому коду отечественной продукции. По стёртой маркировке узнать ёмкость невозможно, в такой ситуации не обойтись без измерений.

Вычисления с помощью формул электротехники

Простейшая RC — цепь состоит из параллельно включённых резистора и конденсатора.

Выполнив математические преобразования (здесь не приводятся), определяются свойства цепи, из которых следует, что если заряженный конденсатор подключить к резистору, то он будет разряжаться так, как показано на графике.

Произведение RC называют постоянной времени цепи. При значениях R в омах, а C — в фарадах, произведение RC соответствует секундам. Для ёмкости 1 мкФ и сопротивления 1 кОм, постоянная времени — 1 мс, если конденсатор был заряжен до напряжения 1 В, при подключении резистора ток в цепи будет 1 мА. При зарядке напряжение на конденсаторе достигнет Vo за время t ≥ RC. На практике применяется следующее правило: за время 5 RC, конденсатор зарядится или разрядится на 99%. При других значениях напряжение будет изменяться по экспоненциальному закону. При 2.2 RC это будет 90 %, при 3 RC — 95 %. Этих сведений достаточно для расчёта ёмкости с помощью простейших приспособлений.

Схема измерения

Для определения ёмкости неизвестного конденсатора следует включить его в цепь из резистора и источника питания. Входное напряжение выбирается несколько меньшим номинального напряжения конденсатора, если оно неизвестно — достаточно будет 10–12 вольт. Ещё необходим секундомер. Для исключения влияния внутреннего сопротивления источника питания на параметры цепи, на входе надо установить выключатель.

Сопротивление подбирается экспериментально, больше для удобства отсчёта времени, в большинстве случаев в пределах пяти — десяти килоом. Напряжение на конденсаторе контролируется вольтметром. Время отсчитывается с момента включения питания — при зарядке и выключении, если контролируется разряд. Имея известные величины сопротивления и времени, по формуле t = RC вычисляется ёмкость.

Удобнее отсчитывать время разрядки конденсатора и отмечать значения в 90 % или 95 % от начального напряжения, в этом случае расчёт ведётся по формулам 2.2t = 2.2RC и 3t = 3RC. Таким способом можно узнать ёмкость электролитических конденсаторов с точностью, определяемой погрешностями измерений времени, напряжения и сопротивления. Применение его для керамических и других малой ёмкости, с использованием трансформатора 50 Hz, вычислением емкостного сопротивления — даёт непрогнозируемую погрешность.

 Измерительные приборы

Самым доступным методом замера ёмкости является широко распространённый мультиметр с такой возможностью.

В большинстве случаев, подобные устройства имеют верхний предел измерений в десятки микрофарад, что достаточно для стандартных применений. Погрешность показаний не превышает 1% и пропорциональна ёмкости. Для проверки достаточно вставить выводы конденсатора в предназначенные гнёзда и прочитать показания, весь процесс занимает минимум времени. Такая функция присутствует не у всех моделей мультиметров, но встречается часто с разными пределами измерений и способами подключения конденсатора. Для определения более подробных характеристик конденсатора (тангенса угла потерь и прочих), используются другие устройства, сконструированные для конкретной задачи, не редко являются стационарными приборами.

В схеме измерения, в основном, реализован мостовой метод. Применяются ограничено в специальных профессиональных областях и широкого распространения не имеют.

Самодельный С — метр

Не принимая во внимание разные экзотические решения, такие как баллистический гальванометр и мостовые схемы с магазином сопротивлений, изготовить простой прибор или приставку к мультиметру по силам и начинающему радиолюбителю. Широко распространённая микросхема серии 555 вполне подходит для этих целей. Это таймер реального времени со встроенным цифровым компаратором, в данном случае используется как генератор.

Частота прямоугольных импульсов задаётся выбором резисторов R1–R8 и конденсаторов С1, С2 переключателем SA1 и равняется: 25 kHz, 2.5 kHz, 250 Hz, 25Hz — соответственно положениям переключателя 1, 2, 3 и 4–8. Конденсатор Сх заряжается с частотой следования импульсов через диод VD1, до фиксированного напряжения. Разряд происходит во время паузы через сопротивления R10, R12–R15. В это время образуется импульс длительностью, зависимой от емкости Сх (больше ёмкость — длиннее импульс). После прохождения интегрирующей цепи R11 C3 на выходе появляется напряжение, соответствующее длине импульса и пропорциональное величине ёмкости Сх. Сюда и подключается (Х 1) мультиметр для измерения напряжения на пределе 200 mV. Положения переключателя SA1 (начиная с первого) соответствуют пределам: 20 пФ, 200 пФ, 2 нФ, 20 нФ, 0.2 мкФ, 2 мкФ, 20 мкФ, 200 мкФ.

Наладку конструкции необходимо делать с прибором, который будет применяться в дальнейшем. Конденсаторы для наладки надо подобрать с ёмкостью, равной поддиапазонам измерений и как можно точнее, от этого будет зависеть погрешность. Отобранные конденсаторы поочерёдно подключаются к Х1. В первую очередь настраиваются поддиапазоны 20 пФ–20 нФ, для этого соответствующими подстроечными резисторами R1, R3, R5, R7 добиваются соответствующих показаний мультиметра, возможно придётся несколько изменить номиналы последовательно включённых сопротивлений. На других поддиапазонах (0.2 мкФ–200 мкФ) калибровка проводится резисторами R12–R15.

Провода, соединяющие резисторы с переключателем должны быть как можно короче, а если позволяет конструкция — размещены на его выводах. Переменные желательно использовать многооборотные, лучше вообще — постоянные, но это не всегда возможно. Тщательнейшим образом необходимо отмыть печатную плату от флюса и другой грязи, иначе паразитные ёмкости и сопротивления между проводниками могут привести к полной неработоспособности изделия.

При выборе источника питания следует учитывать, что амплитуда импульсов напрямую зависит от его стабильности. Интегральные стабилизаторы серии 78хх вполне здесь применимы Схема потребляет ток не более 20–30 миллиампер и конденсатора фильтра ёмкостью 47–100 микрофарад будет достаточно. Погрешность измерений, при соблюдении всех условий, может составить около 5 %, на первом и последнем поддиапазонах, по причине влияния ёмкости самой конструкции и выходного сопротивления таймера, возрастает до 20 %. Это надо учитывать при работе на крайних пределах.

Конструкция и детали

R1, R5 6,8k R12 12k R10 100k C1 47nF

R2, R6 51k R13 1,2k R11 100k C2 470pF

R3, R7 68k R14 120 C3 0,47mkF

R4, R8 510k R15 13

Диод VD1 — любой маломощный импульсный, конденсаторы плёночные, с малым током утечки. Микросхема — любая из серии 555 (LM555, NE555 и другие), русский аналог — КР1006ВИ1. Измерителем может быть практически любой вольтметр с высоким входным сопротивлением, под который проведена калибровка. Источник питания должен иметь на выходе 5–15 вольт при токе 0.1 А. Подойдут стабилизаторы с фиксированным напряжением: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

Вариант печатной платы и расположение компонентов

Видео по теме

Хорошая реклама

РадиоКот :: Измеритель LOW ESR конденсаторов

Измеритель LOW ESR конденсаторов

Что такое ЭПС, или по английскому ESR все знают. Существуют множество пробников по выявлению неисправных или некачественных конденсаторов (если покупаете на рынке). А вот как определить некачественный конденсатор с низким внутренним сопротивлением LOW ESR, которые все чаще устанавливаются в различной технике, компьютерах, и т д.? Очень часто неисправности плат возникают из-за повышенных пульсаций питающего напряжения, а в цепях питания почти всегда присутствуют электролитические конденсаторы. Именно они в первых рядах имеют самую низкую надежность. Практика показывает, что большинство материнских плат, работающих с внезапными перезагрузками и выключениями, а также нестабильностью работы, связаны в большинстве случае неисправностью электролитических конденсаторов. Например, глючит видеокарта, вы снимаете её ставите заведомо исправную и все работает. Тогда начинаете ближе разбираться с неисправной в надежде возобновить исправную работу. Визуально все нормально, конденсаторы все как новые ровные, не надутые. Но  ведь даже у визуально не вспухшего конденсатора может быть  недопустимо высокий ESR — 0,10 ом! Такой конденсатор ощутимо разогревается, и может протечь на плату, попортив переходные отверстия электролитом. Для работы в ШИМ-преобразователях он просто не годится. Предельно допустимое значение для LOW ESR конденсаторов  в ответственных и нагруженных цепях — 0,04 Ом, а лучше до 0,03 и менее.

Внешний вид устройства. В данный момент на фото запечатлен найденный неисправный конденсатор, который, если очень внимательно рассмотреть слегка надут в отличие от рядом стоящего.

Это и была настоящая неисправность, из-за которой видеокарту подвергли не нужному прогреву чипа, накручиванию большого радиатора и, в конце концов,  она была доломана и отдана мне на детали (но было уже поздно, на платформе чипа прокрутили саморезом дорожки, при установке еще большего радиатора на не греющийся чип : ) )…..

А это показания исправного конденсатора:

Общий вид измерителя

Цели, которые достигались при проектировании измерителя:

— максимальная простота

— высокая надежность

— измерение на частоте 100 — 110 кГц

— измерение низким напряжением (до 0,2 вольт)

— точность измерения

— растянутая шкала в диапазоне до 0,5 Ома

— низкое энергопотребление

— работа от одного аккумулятора напряжением 1,2 вольта

— длительная работа без зарядки аккумулятора

— отсутствие неудобных проводов витой пары

— мощные щупы для пробивания окислов и лака

— минимум корректирующих настроек

— повторяемость

— минимальная стоимость

Было собрано несколько вариантов измерителей. Варианты, когда схема с измерителем и микроамперметром находятся в коробке, а щупы выведены проводами крайне не удобна, так как провода необходимо плотно скручивать вместе, и они не могут быть длинными. При частоте 100 кГц даже слегка раскрутившийся провод, дает ухудшение показаний и исправный конденсатор может быть ошибочно забракован, а реальная неисправность не найдена. Фото старого варианта исполнения измерителя:

Решено было перенести схему с высокочастотной частью и питанием в отдельный блок в виде пинцета, а микроамперметр отдельно. Так как микроамперметр питается постоянным напряжением, то провода к нему не нужно скручивать и они могут быть любой длинны.

Для особо пугливых к трансформаторам, то предупрежу заранее, ничего мотать не придется, просто берутся готовые трансформаторы ТМС, со старых CRT мониторов, которые сейчас все выбрасывают (про трансы расскажу дальше).

Схема измерителя безупречно проста, и полностью соответствует цели, которая была поставлена в начале статьи.

Приведу структурную схему устройства для более понятного назначения каждого компонента:

 Схема состоит из автоколебательного блокинг – генератора,
 
 

 собранного на транзисторе VTI, выпаянном из серверной материнки:
 
 

Но можно и любой другой например аналог КТ3102 в smd корпусе.

Генератор выполнен по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практике схеме «индуктивной трехточки». Имеет эмиттерную RC-цепочку, задающую режим работы транзистора по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности есть отвод (из-за того что трансы готовые, то он сделан от середины). Нестабильность работы генераторов на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации незначительно меняется. Но нам для наших нужд данный момент не страшен.

Далее идет мост сопротивлений или Мост Уинстона (мост Уитстона, мостик Витстона) через развязывающий конденсатор (он же резонансный, входит в контур),  устройство для измерения электрического сопротивления, предложенное в 1833 Самуэлем Хантером Кристи, и в 1843 году усовершенствованное Чарльзом Уитстоном. Принцип измерения основан на взаимной компенсации сопротивлений двух звеньев, одно из которых включает измеряемое сопротивление. В качестве индикатора обычно используется чувствительный гальванометр, показания которого должны быть равны нулю в момент равновесия моста. Работает как на постоянном токе, так и на переменном.

Далее идет согласующий трансформатор повышающий сопротивление и выходное напряжение для работы удвоителя и микроамперметра.

О трансформаторах.

В схеме используются трансформаторы типа ТМС (трансформатор межкаскадный строчный) используемый в CRT мониторах, коих великое множество пошло на разбор и детали.

Стоит он обычно около выходного строчного транзистора
   

Довольно часто он собран на Ш-образном железе. Он то нам и надо. Только вот у него по схеме включения нет отвода от середины. Нужно выбрать для ТР1 такой, у которого этот отвод есть, но вывод укорочен и не используется в самом мониторе. Его необходимо подпаять до нормальной длинны.
 
 

 Для ТР2 можно ставить без выведенного отвода (таких большинство).
 

Наконечники пинцета выполнены из латунного клемника от счетчика электроэнергии, и заточены на наждаке.
 
 

При проверке конденсаторов, для лучшего контакта необходимо с усилием надавливать на наконечники, поэтому они сделаны с обратной стороны широкими, что бы было удобно нажимать пальцами, и не соскальзывал пинцет.
 

Некоторые фото проведенных измерений:
 

Установка в ноль проводится замыканием пинцета с усилием, для обеспечения хорошего контакта.
 
 

Шкалу не затирал, а просто дописал значения выше. Фото шкалы.
 
 

Настройка:

Заключается в установке режимов работы по постоянному току и устойчивому возбуждению на 100 кГц, а не на 2-3 мГц.

Для этого вместо R1, R2 впаиваем переменное сопротивление (только не проволочное) сопротивлением 4,7к или 10к. бегунок на базу, 1 конец на + 1,2 в,  2 конец на -1,2 вольта. Выставляем на середину. Замыкаем пинцет, (запаиваем проволочку). Подключаем микроамперметр. Резистор установки 0 в минимальное сопротивление. Включаем вместо включателя миллиамперметр на предел 200мА. далее вращая переменное сопротивление в сторону уменьшения части, которая относилась к R1 и смотрим за потребляемым током и отклонением микроамперметра. Показания будут расти, а затем падать, а ток потребления расти, а потом резко увеличится. Выставить такое положение когда показания почти на максимуме, но немного меньше, то есть не переходят за порог их уменьшения. Ток при этом примерно будет 50 — 70 мА. Теперь резисторы замерять и впаять постоянные. Далее настроим С2 по максимуму отклонения стрелки микроамперметра. Всё, далее настраиваем 0 и берем низкоомные сопротивления, и тарируем деления на шкале. Использовать магазин сопротивлений нельзя, также нельзя использовать проволочные сопротивления. Если нет микроамперметра на 50 мкА, то можно использовать на 100 мкА, но питание надо поднять до 2,4 вольт, (от двух аккумуляторов) и провести настройку на данное напряжение заново как написано выше. 

Сигналы на эмиттере могут принимать самые причудливые формы. Но на выходе пинцета будет такой или похожий почти всегда.

Как видно амплитудное напряжение не превышает 0,2 вольт. Поэтому никакой полупроводник не откроется, и измерения можно проводить вполне безопасно.

Также было проведено испытание на устойчивость к заряженному от сеи конденсатору.
 
   
 

Была небольшая искра, потом измерение. Током не бьет, хотя держу руками контакты площадок. Диоды VD1, VD2 защищают вход схемы и ваши пальцы.

 Желаю побольше отремонтированных вами устройств с помощью данного измерителя, и больше прибыли, а также больше свободного времени, которое поможет высвободить данный пинцетик!

P.S.  Так же не забывать про «черный список» (GSC, G-Luxon, Licon (или Li-con, или Lycon), Jackcon, JPcon, D.S VENT, Chssi, OST) конденсаторов, которые надо менять не зависимо от их состояния всегда, что бы устранить проблемы в будущем.

Плату еще оптимизирую, и выложу на форум. (хотя она очень простая).

800

Файлы:
31.jpg — площадка
01.rar — ESR

Все вопросы в Форум.

Прибор для проверки конденсаторов: схема, без выпайки

Чтобы убедиться в исправности конденсаторов, необходимо провести определение их исправности и соответствия номинальных параметров. Для этой цели можно использовать тестер конденсаторов. Существует несколько видов таких приборов. Для определения исправности этих деталей возможно использовать более простые способы.

Что такое тестер конденсаторов

Конденсатор представляет собой радиодеталь, состоящую из двух обкладок, сделанных из проводников и диэлектрического слоя между ними. Электрическая емкость элемента измеряется в фарадах. Эта величина очень большая, поэтому на практике используются микрофарады или пикофарады.

Выполнение измерения емкости

Конденсаторы обычно бывают электролитическими или пленочными. В последних параметры мало меняются с течением времени. У электролитических ситуация другая. Жидкий состав, находящийся внутри, постепенно высыхает, и деталь теряет свои полезные свойства. Часто по внешнему виду нельзя судить по его исправности. Для проверки его нужно выпаивать.

Другая ситуация, когда важно проверить емкость, — это нарушение его работы от различных причин случайного характера — скачков напряжения или работы в условиях повышенной температуры. Неисправный элемент может послужить причиной неисправной работы всего устройства.

Чтобы изучить ситуацию, необходимо определить, соответствует ли емкость конденсатора номинальному значению. Для этой цели применяют тестеры конденсаторов.

Они могут быть цифровыми или аналоговыми. Во время проверки может определяться емкость или ESR, параметр, который представляет собой последовательное эквивалентное сопротивление.

Высокоточное измерение

В некоторых мультиметрах имеется возможность непосредственной проверки емкости.

ESR-измерители производят определение эквивалентного последовательного сопротивления. Здесь речь идет о реактивном сопротивлении, которое обусловлено емкостью. Оно может существенно возрастать при увеличении частоты. Этот параметр оценивают с помощью сложных алгоритмов. Если он принимает слишком большую величину, то в некоторых ситуациях может быть нарушен температурный режим работы элемента. Это особенно опасно для электролитических элементов.

Существуют специальные измерители емкости.

Аналоговое устройство

ESR-метр

Такой измерительный прибор оснащен жидкокристаллическим дисплеем. У него имеются 2 щупа: красный и черный. Первый считается положительным, второй — отрицательным. Перед тем, как проверять, элемент разряжают, закорачивая выводы друг на друга. Чтобы провести измерение, щупы соединяют с выводами конденсатора. Если используется полярная модель, необходимо при этом учитывать полярность щупов.

Затем прибор включают и через несколько секунд на экране появляются величины емкости и параметра ESR.

Измеритель емкости

Мультиметр

Для определения исправности конденсатора мультиметр можно перевести в режим определения сопротивления. Переключатель нужно установить на 2 МОм или 200 Ком. Нужно подобрать этот параметр таким образом, чтобы зарядка происходила не сразу, а в течение нескольких секунд.

К его выводам элемента, который нужно выпаять из схемы, подключают красный и черный щупы. Теперь необходимо следить за данными на дисплее. Если там 0, то это означает обрыв контактов или другое механическое повреждение. Если tester показывает увеличивающиеся цифры и в конце концов появляется 1, то это говорит о работоспособности детали. Если сразу появляется единица, то это означает, что в конденсаторе произошел пробой.

При использовании аналогового прибора у исправной детали можно будет увидеть постепенное движение стрелки. Мгновенная установка минимального значения говорит об обрыве, а максимального — свидетельствует о пробое.

В мультиметре предусмотрена возможность непосредственного измерения емкости. Для этого нужно установить переключатель аппарата для ее измерения и выбрать наиболее подходящую шкалу. Обычно для контактов конденсатора предусматриваются особые клеммы. Если их нет, надо воспользоваться красным и черными щупами. В последнем случае необходимо воспользоваться такими же клеммами, как при измерении сопротивления.

Если значение емкости равно или близко к номинальному, то элемент исправен и может быть использован. В противном случае он неработоспособен. Считается, что совпадение с разницей не более 20% говорит о радиотехнической пригодности детали.

Протечка электролита

Принцип действия прибора для проверки конденсаторов

Перед тем, как производить измерение, нужно выполнить разрядку конденсатора. Для этого его выводы соединяют друг с другом.

Щупы мультиметра обеспечивают разность потенциалов, которая может быть использована для зарядки конденсатора. По времени зарядки можно приблизительно оценить емкость. Измеряя сопротивление, можно определить наличие повреждений или пробой конденсатора.

При измерении параметра ESR используются сложные алгоритмы. В таком тестере используются специальные микросхемы для управления процессом проверки.

Виды конденсаторов

Параметры приборов

У каждого конденсатора предусмотрено использование номинального напряжения. При тестировании его работы нужно, чтобы измерительный прибор был настроен именно на эту величину.

Для косвенных измерений можно использовать омметр или вольтметр. Некоторые радиолюбители собирают самодельный измерительный прибор.

Как сделать прибор для проверки конденсаторов своими руками

Провести измерение емкости можно с помощью несложного прибора. Для него необходимы следующие детали:

• источник постоянного тока;
• резистор;
• конденсатор;
• вольтметр.

Эта схема подойдет для проверки электролитических конденсаторов. Нужно выбрать входное напряжение таким, чтобы оно было немного меньше по сравнению с номинальным напряжением конденсатора. Один из выводов конденсатора к источнику питания подсоединяют через резистор. Вольтметр присоединяют к выводам конденсатора.

Схема проверки

После подключения измерителя начинается процесс зарядки конденсатора. Нужно засечь время, в течение которого он будет длиться. Величину сопротивления можно подобрать в значительной степени произвольно. При этом нужно ориентироваться на скорость зарядки. Нужно, чтобы она была такой, которую удобно измерять.

При проведении зарядки на вольтметре можно будет увидеть возрастание напряжения. В какой-то момент оно достигнет предельной величины и перестанет расти. Это будет конечный момент отсчета времени. Для вычисления емкости достаточно воспользоваться формулой: t=RC. В ней известно время и величина сопротивления резистора. Емкость можно определить из соотношения C=t/R.

Использование мультиметра

Проверяют конденсатор на наличие пробоя с помощью схемы самоделки — последовательно соединенной с ним лампочки 40 Вт, включенных в обычную сеть переменного тока. Если лампочка светит в половину накала, то деталь исправна. При ярком свете имеется пробой, при отсутствии — повреждены контакты.

Как правильно использовать прибор

Если номинальное напряжение неизвестно, то можно действовать исходя из того, что оно составляет 10-12 В. Обычно используют резисторы, имеющие сопротивление 5-10 КОм.

Чтобы проверить деталь, не выпаивая ее из схемы, параллельно с ней можно подсоединить конденсатор с такими же параметрами в рабочем состоянии. Если схема восстановит свою работу, то это означает, что деталь была неисправна и ее следует заменить.

Мостовая схема

Измерение емкости без выпаивания с платы сложно и доступно только профессиональному специалисту. Прибор для проверки электролитических конденсаторов без выпайки может быть использован только с учетом схемы подключения конденсатора. Дело в том, что полученный результат будет существенно зависеть от способа подключения детали и в различных ситуациях может показать труднообъяснимые результаты. Например, если параллельно с ним включена катушка, то при измерении емкости без выпайки будет показано нулевое сопротивление.

Если неисправен конденсатор, надо его проверить, применив один из имеющихся методов. В случае неисправности потребуется его заменить, чтобы плата восстановила свою работоспособность.

ESR метр MESR-100 v2 — отзыв о покупке на Алиэкспресс внутрисхемного переносного измерителя для проверки параметров конденсатора без выпаивания с таблицей ESR на лицевой панели китайского прибора Предлагаю вашему вниманию обзор портативного прибора для проверки ESR(ЭПС) конденсаторов MESR-100 v2 который имеет LCD экран с подсветкой и разъем MicroUSB для подключения внешнего источника питания…

Что такое ESR (ЭПС) и как это устроено, полезная информация для ознакомления
go-radio.ru/esr-kondensatora.html
en.wikipedia.org/wiki/Equivalent_series_resistance

Комплект поставки, коробка, вес прибора с батарейками

Технические характеристики прибора, сравнение с первой версией

Compare MESR100 old V1 and new V2 Improvement:
1) Change square wave to sine wave 100 KHz, reduce square wave’s high frequency component, and affect the reading passing the test
leads and capacitor.

2) Higher Resolution up to 0.001 ohm.

3) 128X64 dot matrix LCD, with more larger value display and information

4) Embedded 25V capacitor table at LCD, auto display the capacitor is good or bad reference to common 25V electrolytic capacitor.

5) New plastic case, curve design for hand carrying. New stand for 60 degree stand on desk.

6) Use 2X AA battery, more convenience and longer battery life than 9V battery.

7) Support external USB power, using standard micro-USB port.

Внешне прибор выглядит вполне прилично


Таблица ESR на лицевой панели

Имеется складная подставка для его вертикального расположения

Питание осуществляется от 2X AA батареек

Прибор также может питаться от MicroUSB разъема расположенного на его боковой стенке

Замер тока потребления устройства в режиме измерения ёмкости

Включается и управляется прибор тремя кнопками.
Включение и отключение — нажатие и удержание на 1-2 секунды
Кнопка ZERO — калибровка и кнопка MODE RANGE — ручной выбор диапазона измерений
При включении прибора высвечивается сначала название и версия прошивки

Калибровка ESR метра сводится лишь к нажатию и удержанию кнопки ZERO на пару секунд при замкнутых щупах или перемычке на колодке между её + и — т.е. в зависимости от способа измерения

Начинка этого прибора

MESR-100 V2 построен на основе микроконтроллера PIC18F24K20



Дисплей — монохромный LCD с подсветкой из двух светодиодов

Для проверки MESR-100 я подобрал несколько радиодеталей

Подручные ESR измерители; показатели разнятся несильно за исключением плёночных конденсаторов, ну и время измерения оказалось худшее у MG328

В процессе тестирования посмотрел на входы щупов осциллографом Instrustar ISDS 220A; когда к ним ничего не подключено

Заявленная частота 100 KHz совпадает
Измерение ёмкости 22uf(плохой, с подсохшим электролитом)

Хороший конденсатор Panasonic Low Esr (FC серии) на 470мкфх25В

Замеры конденсаторов. Перед замером разряжать их обязательно

Замеры сопротивлений

Подборка видеоматериала по MESR-100

Резюме

Плюсы
MESR-100 показал довольно неплохую точность (после калибровки «0» перед измерениями).
Универсальное питание.
Экран с подсветкой.
Быстрый результат измерений пределах 1-ой секунды на любой ёмкости конденсатора
Возможность измерить ЭПС конденсаторов без выпайки их из платы, но для этого придётся менять штатные щупы
Минусы
При измерениях <0,1 Ом через щупы, прибор выдаёт иногда плавающие показания, а вставить в его клеммную колодку проводник толщиной более 0,6мм нельзя, как тут не вспомнить про зажим Кельвина.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Испытатель конденсаторов.

С помощью такого прибора можно проверить, нет ли внутри конденсаторов обрыва короткого замыкания, или значительной утечки. Рассчитан он на конденсаторы емкостью более 50 пФ. Основа прибора генератор прямоугольных импульсов, собранный на элементах DD1.1- DD1.3, частота следования которых составляет около 75 кГц, а скважность примерно 3. Элемент DD1.4, включенный инвертором, исключает влияние нагрузки на работу генератора. С его выхода импульсное напряжение идет по цепи: резистор R3, конденсатор С2 и проверяемый конденсатор, подключенный к гнездам XS1 и XS2 и далее через диод VD1, микроамперметр РА1 и шунтирующий их резистор R2. Детали этой нагрузочной цепи подобраны таким образом, что без проверяемого конденсатора в ней ток через стрелочный прибор РА1 не превышает 15 мкА. При подключении проверяемого конденсатора и нажатии кнопки SB1 ток в цепи увеличивается до 40 … 60 мкА, и если прибор будет показывать ток в этих пределах, то независимо от емкости проверяемого конденсатора можно сделать вывод о его исправности. Эти пределы тока цепи отмечают на шкале прибора цветными метками. Если емкость проверяемого конденсатора больше 5 мкФ, то при нажатии на кнопку стрелка индикатора резко отклонится до конечной отметки шкалы, а затем, возвращаясь назад, устанавливается в пределах отмеченного сегмента. Полярный конденсатор выводом положительной обкладки подключают к гнезду XS1.При внутреннем обрыве проверяемого конденсатора стрелка индикатора останется на исходной отметке, а если конденсатор пробит или его внутренне сопротивление, характеризующее ток утечки, менее 60 кОм, стрелка индикатора отклоняется за пределы контрольного сегмента и даже может зашкаливать. 

Налаживание:
После включения питания стрелка должна отклониться до деления примерно 15 мкА. В случае необходимости такой ток устанавливают подбором резистора R3. Затем к гнездам «Сх» подключают конденсатор емкостью 220 … 250 пФ и подбором резистора R2 добиваются отклонения стрелки индикатора до отметки 50 мкА. После этого замкнув гнезда, убеждаются в отклонении стрелки за пределы шкалы. Монтажную плату устройства вместе с питающей его батареей 3336Л следует разместить в корпусе подходящих размеров.
Испытатель можно питать и от любого другого источника с напряжением 5V и током не менее 50 мА.

Рис.1 Принципиальная схема измерителя конденсаторов

Монтажная плата испытателя конденсаторов показана на рисунке. В конструкции использован стрелочный микроамперметр от китайского мультиметра:

Шкала прибора заменена другой с обозначением сектора для исправных конденсаторов, который располагается между 8 и 20 Омами по предыдущей верхней шкале:

Для нормальной работы микроамперметра сопротивление R3 снижено до 100 Ом.
Устройство питается от 4-х батареек 1,5V. Ток потребления в дежурном режиме с микросхемой К131ЛА3 составил 20,3 мА, в режиме измерения 20,5 мА.

Источник: http://radio-hobby.org/

---

Прибор предназначен для измерения емкости оксидных конденсаторов в составе узла, в котором они применены
(т. е. без выпаивания).
Параметры входных цепей прибора рассчитаны таким образом, что на точность измерения практически не влияют ни сопротивление подключенных к проверяемому конденсатору цепей аппарата, ни полярность этих элементов, ни полярность подключения самого прибора.

Пределы измерения емкости — 1… 1000 мкФ,
Относительная погрешность измерения в интервале значений 20…500 мкФ — не более —20 и +40 %.

Принципиальная схема.

Принцип его действия основан на измерении падения переменного (50 Гц) напряжения на делителе, состоящем из резисторов R1, R2 и проверяемого конденсатора Сх. Снимаемый с делителя сигнал усиливается микросхемой DA1 и поступает на выпрямитель, выполненный по схеме удвоения напряжения на диодах VD1, VD2. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения   через   логарифмирующую цепь R7,VD3,R8 (она расширяет пределы измерения емкости) поступает на микроамперметр РА1, и его стрелка отклоняется на угол, обратно пропорциональный емкости конденсатора Сх.
 В приборе можно использовать постоянные резисторы МЛТ, переменные резисторы СП4-1 (СП5-2, ППЗ-45),
конденсаторы КМ-6, МБМ(С1), КТ-1(СЗ). К50-6. К50-16, К53-1 (остальные). Трансформатор Т1—любой, мощностью более 1 Вт с напряжением на вторичной обмотке 2X22V.
Для подключения прибора к проверяемому конденсатору и прокалывания защитного лака, которым обычно покрыты печатные платы радиоаппаратуры, рекомендуется изготовить специальный щуп. По сути, это — два склеенных корпусами цанговых карандаша, в которые вместо грифелей вставлены стальные иглы. К утолщенным концам игл припаивают гибкий экранированный провод, который подключают к гнездам XS1, XS2.

Налаживание прибора сводится к подгонке (попеременным изменением сопротивлений резисторов R3, R7 и R8) шкалы путем измерения емкости заведомо исправных конденсаторов с возможно меньшим допускаемым отклонением емкости от номинала (конденсаторы с  допуском   10%).
Шкалу микроамперметра градуируют непосредственно в микрофарадах или пользуются при работе градировочной таблицей. Если применен микроамперметр с током полного отклонения стрелки 100 мкА, то отметка 5 мкА соответствует емкости 1000 мкФ, отметки 10, 20, 40, 60, 80 и 90 мкА — соответственно 500, 200, 100, 50, 20 и 10 мкФ, отметка 100 мкА — 0.
Перед измерением прибор калибруют переменным резистором R8, ось которого выведена на лицевую панель, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 на отметку 0 (100 мкА).
Пределы измерения емкости можно сместить в сторону больших или меньших значений, для чего достаточно заменить резисторы R1 и R2 резисторами соответственно меньших или больших сопротивлений, сохранив неизменным их отношение.
     Микросхему К548УН1А в испытателе можно заменить на К140УД7, К554УД2 и т. п., обеспечив им напряжения питания +15V и — 15V.
Необходимые для питания ОУ DА1 напряжения получены выпрямлением переменного напряжения обмотки II трансформатора Т1 и последующей стабилизацией его параметрическими стабилизаторами R9,VD4 и R10,VD5.

Для расширения пределов измерения емкости в сторону меньших значений в прибор необходимо ввести еще один делитель входного напряжения, подключив его как показано на рис.1 (нумерация новых деталей продолжает начатую на схеме в начале статьи, пропуск в нумерации означает, что элемент исключен). Делитель R11, R12 подключают к прибору, переключателем SA1.
Замена подстроечного резистора R7 постоянным, и введение резистора R14 облегчают налаживание испытателя.

Чертеж печатной платы модернизированного прибора показан на рис. 2, смонтированную плату закрепляют непосредственно на шпильках зажимов микроамперметра  РА1.

Простой прибор, за основу которого взяты предыдущие варианты схем.
Конструкция размещена в корпусе милливольтметра SUNWA YX1000A:

Для установки «нуля» использован переменный резистор R8, определяющий коэффициент усиления ОУ DA1. Если сопротивление микроамперметра РА1 отличается от 1 кОм, то номинал переменного резистора должен быть соответственно изменен. Для уменьшения чувствительности усилителя к «наводкам» от сетевого напряжения номинал разделительного конденсатора С1 увеличен в 10 раз (1 мкФ).
Для градуировки шкалы индикатора рассчитывают отклонения стрелки (в процентах от всей шкалы) для каждой емкости из ряда Е12 (от 2,2 мкФ до 220 мкФ) по формуле: (Сх/Roбp)x100%.
Образцовые резисторы R4—R6 подбирают с максимально возможной точностью. Желательно, чтобы резисторы R1—R3 отличались друг от друга по сопротивлению точно в 10 раз, иначе придется устанавливать стрелку индикатора на «нуль» при каждой смене диапазона.
Операционный усилитель должен быть с полной внутренней коррекцией и высоким входным сопротивлением, например: К140УД8, К140УД18, К140УД22. Диоды VD1—VD4 — германиевые с малым прямым напряжением. VD5.VD6 — любые с обратным напряжением более 30V. Конденсатор С1 — любой малогабаритный, а С2 — обязательно с малым током утечки (К52, К53). Переключатель диапазонов SA1 — штатный, галетный. Для более плавной установки «нуля», резистор R8 рекомендуется заменить цепочкой из последовательно соединенных переменного и постоянного резисторов, чтобы переменным можно было компенсировать любые изменения сетевого напряжения.
Для приборов, описанных выше, также желателен сетевой трансформатор с увеличенным числом витков на вольт. Конденсатор C1 нужно использовать емкостью 1 мкФ, резистор R3 заменить переменным («установка нуля»), а переменные и подстроенные — постоянными. Резистором R6 устанавливать стрелку на нуль нельзя, поскольку будет «растягиваться» или «сжиматься» шкала из-за нелинейности характеристики диода VD3.

Источник: «РАДИО» №9 1990г, №11 1996г.

---

 

 

Схема питается от двух 3-хвольтовых батареек, соединенных последовательно, потребляя:
6,5мА при разомкнутых щупах и 10мА — при замкнутых.

 

Схема: В качестве генератора использована МС КР1211ЕУ1 Datasheet (частота при номиналах на схеме около 70кГц), трансформаторы могут быть применены фазоинверторные от БП АТ/АТХ — одинаковые параметры (коэффициенты трансформации в частности) практически от всех производителей.

Внимание!!! В трансформаторе Т1 используется лишь половинка обмотки.

Головка прибора имеет чувствительность 300мкА, но возможно использование других головок. Предпочтительно использование более чувствительных головок.
Шкала прибора растянута на треть при измерении до 1-го Ома. Десятая Ома легко отличимая от 0,5 Ома, в шкалу укладываются 22 Ома.
Растяжку и диапазон можно варьировать с помощью добавления витков к измерительной обмотке (с щупами) и/или к обмоткам III того или иного трансформатора.

Источник: http://datagor.ru/

---

 

 

Предлагаемый вариант схемы и конструкции компактного прибора для оценки ЭПС оксидных конденсаторов с питанием от батареи отличается от опубликованных ранее использованием распространенных деталей и стабилизатором напряжения питания, повышающим точность измерения.
Конструкция оформлена в виде малогабаритного переносного прибора со съемным щупом—иглой, вторым щупом на гибком проводе и стрелочным индикатором с градуировкой в Омах.
Диапазон измерения сопротивления — 0,5… 100 Ом. Питание — от батареи напряжением 9V («Крона» и аналогичные).
Прибор предназначен для использования не в качестве средства измерения ЭПС, а для быстрой проверки исправности оксидных конденсаторов. Как показала практика, «высохшие» оксидные конденсаторы, потерявшие емкость, также имеют и повышенные значения ЭПС. Таким образом, оценивая эквивалентное последовательное сопротивление, можно выявлять неисправные конденсаторы с полной или частичной потерей емкости.

Схема прибора рис. 1.

Он состоит из нескольких узлов: высокочастотного генератора на элементе DD1.1, который вырабатывает колебания с частотой 350…400 кГц, буферного усилителя на DD1.2—DD1.6, делителя напряжения R2—R4 и усилителя переменного тока на транзисторе VT2. Полученное переменное напряжение выпрямляется диодами VD2—VD5, сглаживается конденсатором С5 и поступает на микроамперметр РА1, проградуированный как омметр, по показаниям которого оценивается ЭПС и пригодность конденсатора. Микросхема DD1 питается через стабилизатор на транзисторе VT1; это необходимо для стабилизации амплитуды испытательного сигнала на щупах прибора Х1 — XS1. Потребляемый микросхемой ток не превышает 15 мА.
Настройку прибора начинают с установки частоты ВЧ генератора. Подключив осциллограф к щупам XS1 (Х1) и XS2, устанавливают частоту в интервале 350…400 кГц (в авторском варианте период колебаний равен 2,66 мкс). Подстроечником катушки L1 устанавливают частоту; если частота не укладывается в заданные пределы, можно изменить число витков катушки L1, добавив или отмотав их. Затем подстроечным резистором R2 устанавливают амплитуду колебаний, равную 50 мВ. После этого нужно установить рабочий режим транзистора VT2. До впаивания конденсатора СЗ подбором резистора R5 устанавливают напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2, примерно равным половине напряжения питания прибора. Затем впаивают конденсатор СЗ.

Рис. 3

Сопротивление переменного резистора R8 устанавливают таким, чтобы при разомкнутых щупах прибора стрелка устанавливалась на максимальное значение, не зашкаливая при этом. Затем градуируют шкалу в Омах.
Для этого вскрывают микроамперметр РА1, на его шкалу наклеивают бумагу и, последовательно подключая резисторы сопротивлением 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50, 100 Ом, делают риски карандашом на шкале прибора. После окончательного оформления шкалы микроамперметр собирают.

В приборе использованы детали:

Транзисторы КТ3102Г (возможно КТ3102Б, КТ3102В) — желательно с наибольшим коэффициентом передачи И21э. Микроамперметр РА1 — индикатор М4762-М1, такие использовались в индикаторах уровня записи отечественных магнитофонов.
Конденсаторы — импортные от старого китайского плейера.
Катушка L1 намотана на пластмассовом каркасе диаметром 7 мм проводом ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм и содержит 125 витков (в секции I — 50 витков). Подстроечник — ферритовый с резьбой М4 и длиной 7 мм. Для катушки можно использовать каркасы от контуров ПЧ приемников. Число витков в этом случае придется подобрать экспериментально.
При этом секция II катушки L1 должна содержать примерно в 1,5 раза больше витков, чем секция I.
Кнопка SB1 — МП7. Резисторы — МЛТ-0,125, подстроечный R2 — СПЗ-386, переменный R8 — СПЗ-166.
Плата прибора с расположением деталей показана на рис. 2. Все детали размещены на одной стороне печатной платы, за исключением катушки L1 и переменного резистора R8, которые находятся со стороны проводников.
Как видно из чертежа, проводники со стороны установки элементов, выделенные цветом, можно при желании выполнить монтажным проводом, используя для платы стеклотекстолит, фольгированный с одной стороны.
Корпус прибора изготовлен из двух алюминиевых экранов от контуров ПЧ лампового цветного телевизора, которые имеют на внутренней стороне направляющие пазы для платы. Так как точность изготовления экранов невысокая, то размеры платы перед изготовлением следует уточнить. Плата должна плотно входить в направляющие. В одном из экранов делают вырез для стрелочного индикатора. Экраны соединяют между собой пайкой — на них имеются с двух сторон латунные выводы, которыми они крепились в плате телевизора.
Щуп—иглу XS1 делают съемной на резьбе. По окончании работы иглу вывинчивают, разворачивают наоборот и вставляют внутрь прибора. Щуп XS2 на коротком гибком проводе подключают к корпусу прибора. Эти провода желательно выполнить по возможности короткими, чтобы исключить влияние их индуктивности на показания прибора.
В противном случае при замкнутых щупах прибора стрелка не будет устанавливаться на нулевое значение.

Источник: http://forum.cxem.net/

---

Также по теме: ESR — METP Помощник Радиомеханика.

Copyright ©2011 SHCompamy Odessa

Измерение ESR конденсаторов

Конденсатор (есть такой радио элемент) это с одной стороны простое устройство, которое можно сделать в банке в прямом смысле слова, а с другой стороны, не так все просто.
Вот так выглядит схема конденсатора:

Другими словами у нас есть не только емкость , но сопротивление. Вот измерение этого сопротивления и есть цель. Существуют таблицы, для определения нормальной работоспособности конденсатора ESR должно соответствовать допустимым. Вот одна из таблиц:

Если вкратце, то для того, что бы убедится в работоспособности конденсатора, при ремонте радиоаппаратуры (или при использовании б/у запчастей), необходимо проверить емкость и соответствие значение ESR. Всю теорию я здесь приводить не буду, но расскажу как это сделать.

Теперь плавно переходим к практике, а именно к схемам устройств, с помощью которых можно испытать конденсаторы. И давайте для правильной логики сделаем это от простого к сложному.

Простые устройства могут использовать для отображения результатов измерений как аналоговый вариант (измерительную головку или амперметр)

И тоже самое почти но на 555

Есть еще такой вариант, он позволяет проверять конденсаторы не выпаивая из схемы — напряжение на щупах не превышает 0,6В

Подобный прибор публиковался когда-то в журнале Радио №1 2011 год

И приборы с отображением информации с помощью светодиодов:

Этот прибор кода-то (а возможно и сейчас) продавался как набор и как готовое устройство компанией «МастерКит»:

Другой вариант такого устройства:

Есть приборы со звуковой индикацией, как к примеру этот:

Изначально схема генерирует звуковой тон с частотой около 500Гц.
При тестировании конденсаторов(без выпаивания из схемы), если ESR менее 1ома(что считается нормой), частота генерации снижается от 500 до 100Гц пропорционально емкости от 0.1 до 1000Мкф и далее молчит.
Если ESR более 1ома, частота генерации начинает возрастать до (примерно) 5-7 кГц обратно пропорционально значению ESR.
Таким образом, если частота генерации начинает повышаться, или остается неизменной, то конденсатор (в большинстве случаев), следует заменить.

И наконец можно перейти к приборам, которые построены на микропроцессорах и отображают чаще всего все информацию: и емкость и ESR. Очень часто эти приборы универсальны, т.е. позволяют проверять практически весь спектр радиоэлементов от резистора до кварцевого резонатора. Выкладывать тут схемы, описания и прошивки я не буду, если кому-то интересно более детальное распределение ролей, пишите в комментариях и я сделаю детальный обзор по тому или иному прибору. А сейчас только покажу картинки))

И наконец прибор который я уже упоминал в одной из моих статей

И корпус для него:

Все эти приборы универсальны и удобны в использовании.
Всем свежей канифоли! Буду рад вашим комментариям)

Еще записи по теме

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТРЕЛОЧНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДЕТАЛЕЙ

Аналоговые (со стрелочной измерительной головкой) тестеры типа 4353, 43101 и аналогичные были в своё время широко распространены и, возможно, есть в «закромах» многих радиолюбителей. Современные цифровые приборы, конечно, имеют гораздо меньшие габариты и большую функциональность и универсальность, тем не менее, из такого «старого» тестера можно при желании сделать вполне удобный измерительный прибор. Тем более, что стрелочный индикатор во многих случаях оказывается гораздо удобнее и нагляднее для отображения информации, если, конечно, при измерениях не требуется запредельная точность.

Так например, с использованием стрелочной головки от подобного тестера мной был сделан небольшой настольный измерительный прибор, который позволяет с достаточной для радиолюбителя точностью измерить ёмкость конденсаторов ( 5 пФ — 10 мкФ), индуктивности катушек ( от единиц мкГн до 1 Гн ), ёмкости электролитов ( 1 мкФ — 10 000 мкФ)  и их ESR, иметь «под рукой» фиксированные образцовые частоты ( 10, 100. 1000 Гц, 10, 100, 1000 кГц ). И, кроме того, имеет встроенный модуль для оперативной проверки работоспособности различных транзисторов малой и большой мощности и определения цоколёвки неизвестных транзисторов. Причём проверить параметры большинства элементов можно, не выпаивая их из схемы.

Прибор собирался в корпусе меньших размеров, чем «родной» от тестера и делался по «модульному» принципу — по желанию можно добавлять или исключать отдельные измерительные узлы и при этом не производить никаких существенных изменений в остальной схеме. Можно сохранить также и  изначальные фунции измерения напряжений и токов, если это потребуется. Причём совсем не обязательно ориентироваться на применённую здесь стрелочную головку от взятого мной тестера — подойдёт любая другая с током полного отклонения 50 … 200 мкА, это не принципиально. Ниже будут даны схемы и описания отдельных функциональных узлов-«модулей», структурная схема их соединений в приборе в целом.

Каждый «модуль» предназначен для измерения-проверки различных радиодеталей широкого применения и может использоваться не только в составе такого прибора, но и, конечно, отдельно, в виде небольшой независимой конструкции. Сами схемы измерительных узлов, входящие в состав, не новы и не раз были опубликованы в своё время в различных источниках и проверены на практике многими радиолюбителями, показав стабильную и надёжную работу, Никаких редких и дорогих элементов констукция не содержит, схемы чрезвычайно «лаконичные» и просты в понимании, не требуют особых приборов для настроек, при этом обеспечивают достаточную точность измерений при внимательной и грамотной сборке и применении заведомо исправных деталей.

Генератор образцовых частот

Даже простейший генератор сигналов в радиолюбительской практике полезен сам по себе и часто входит в других приборов, например, измеряющих ёмкости и индуктивности. Здесь удобно применить в качестве генератора широко известная схема на цифровых элементах, простую и легко повторяемую:

Задающий генератор на МС типа К561ЛА7 (или К561ЛЕ5, К176ЛА7, ЛЕ5 и подобные) выдаёт на своём выходе частоту, которая стабилизирована кварцевым резонатором в цепи обратной связи — в данном случае 1 МГц. Далее сигнал проходит через несколько каскадов-делителей частоты на 10 например, на МС К176ИЕ4, СD4026 или любых других счётчиков-делителей на 10) и с выхода каждого каскада снимается сигнал с частотой, в десять раз меньше предудыщей.

С помощью любого подходящег переключателя коммутируем один из выходов счётчиков-делителей и получаем, таким образом, набор фиксированных частот. Конденсатором С1 можно подстроить частоту в небольших пределах, если это необходимо, никаких других настроек данная схема не требует и питается от источника напряжением 9-12 вольт (при указанных выше типах микросхем). 

Модуль измерения L, C

Первая схема представляет собой узел измерения емкостей  конденсаторов от 10 пФ до 10 мкФ и индуктивностей от 10 мкГ до 10 Гн (рис.2).

Сигнал на вход подается с выхода генератора сигналов ( в нашем случае — с движка переключателя SA1 на рис.1). Через транзистор VT1, работающий в режиме ключа, прямоугольный импульсный сигнал можно снять с выхода «F» и использовать для проверки или настройки других внешних устройств, при этом  уровень сигнала можно регулировать резистором R4 в широких пределах. Этот же импульсный сигнал подаётся на измеряемые элементы — конденсаторы или индуктивности, подключаеые к соответствующим клеммам «C» или «L», выставив переключатель SA2 в соответствующее положение.

К выходу Uизм. подключаем непосредственно нашу измерительную головку (может понадобиться добавочное сопротивление, об этом будет сказано подробнее далее — «Модуль индикации»). Резистором R5 устанавливаем пределы измерений индуктивностей, а R6 — ёмкостей (например, подключаем к клеммам «Сх» и «Общ.» образцовый конденсатор 0,1 мкФ на диапазоне с частотой 1 кГц (см. схему рис.1) и подстроечником R6 устанавливаем стрелку прибора на конечное деление шкалы…). Питание этого модуля может быть 6-12 вольт.

Примечание: при настройке этого модуля была совсем исключена из схемы ёмкость С1 (1000 пФ), так как при её наличии не удавалось настроить диапазон измерений 1-100 пФ. При настройке также возможен подбор сопротивлений R2, R3 в зависимости от напряжения питания и конкретного типа применённого транзистора (может быть любой маломощный p-n-p структуры). В качестве выпрямительных использовались «старинные» германиевые диоды типа Д9, обеспечивающие более линейную характероистику отображения показаний стрелочной головки. Возможно применение кремниевых, но в данном случае я этот вариант не пробовал, так как диодов Д9 давно лежала без дела небольшая кучка.

Модуль измерения электролитических конденсаторов (+ C и ESR)

Для проверки электролитических конденсаторов был собран узел по схеме (рис.3):

Как и в предыдущей схеме, на вход (резистор R1) подается сигнал с движка переключателя  частот генератора-делителя (схема рис.1), при этом схему можно включать параллельно с предыдущим модулем. Резистор R1 подбирается в зависимости от типа транзистора Т1 и чувствительности используемой измерительной головки. В отличие от других модулей, здесь требуется пониженное стабильное питание 1,2 — 1,8 В (схема такого стабилизатора будет приведена ниже, на рис.6). При измерениях полярность подключения конденсаторов к клеммам «+Сх» и «Общ» не имеет значения, а измерения можно проводить без выпайки конденсаторов из схемы. Перед началом измерений прибор калибруется, то есть стрелка устанавливается на нулевую отметку шкалы резистором R4.

Узел измерения ESR содержит отдельный генератор на 100 кГц, собранный на МС типа 561ЛА7 (ЛЕ5), по такой же схеме, как и задающий генератор на рис.1. Можно, конечно же, использовать и уже имеющуюся частоту 100 кГц, которая присутствует на нашем основном генераторе с делителями частоты. Но при пользовании прибором оказалось гораздо удобнее иметь независимый генератор для этого модуля, так как это упрощает коммутацию.

Здесь частота может быть в пределах 80-120 кГц, поэтому применение кварца не требуется. От величины ESR подключенного к клеммам конденсатора зависит ток, протекающий через обмотку I трансформатора ( он намотан на ферритовом кольце диаметром 15 — 20 мм. Марка феррита роли не играет, но, возможно, число витков первичной обмотки нужно будет подкорректировать. Поэтому лучше будет сначала намотать обмотку II, а первичную — сверху неё).

Переменное напряжение 100 кГц, наведённое во вторичной обмотке,  выпрямляется диодом VD5 и подаётся на измерительную головку (см. модуль индикации на рис.4). Диоды VD3, VD4 нужны для защиты стрелочной головки от перегрузки и могут быть любые, а VD1, VD2 также желательно применить германиевые.

В этой схеме при измерениях также не важна полярность подключения конденсаторов и измерять параметры конденсаторов можно прямо в схеме, без выпайки. Пределы измерения задаются при настройке и их можно менять в широких пределах подстроечником R5, от десятых долей Ома, до нескольких Ом. 

Примечание: при измерении ESR конденсаторов ЛЮБЫМ прибором важно учитывать влияние сопротивления измерительных щупов и проводов от клемм «ESR» и »Общ». Они должны быть как можно короче и большого сечения. Если этот модуль будет расположен вблизи с другим источником импульсных сигналов (например рядом с генератором рис.1), возможен срыв генерации узла на МС. Поэтому этот узел (измерения «ESR»), лучше собрать на отдельной небольшой плате и поместить в экран (из жести, например), соединённый с общим проводом. Питание микросхемы измерителя ESR  может быть как и у предыдущих схем.

Величины типовых (максимально допустимых) значений ESR различных конденсаторов  даны ниже в таблице (позаимствованно из открытых источников).

Функциональная схема соединений модулей прибора

Соединение между собой всех перечисленных выше «модулей» в одном общем приборе не представляет особой сложности и это видно из рис.4: 

Модуль индикации, помимо самой стрелочной головки, включает в себя шунтирующий конденсатор (10 … 47 мкФ) для устранения «дрожания» стрелки при измерениях в диапазонах с низкой частотой задающего генератора. Добавочное сопротивление подбирается в зависимости от чувствительности измерительной головки.   

В случае объединения всех перечисленных выше модулей в одном приборе следует иметь ввиду, что клемма «Общ.» на схеме рис.2 (модуль измерения «C» и «L») не является общим проводом схемы (!) и требует отдельного гнезда.

Дополнения

Составной транзистор Т1 (КТ829, схема рис.3) можно заменить двумя транзисторами меньшей мощности по типовой схеме, а для питания 1,4 В можно собрать простой стабилизатор на одном транзисторе. Эти схемы показаны на рис. 5 и 6 соответственно.

   

Кремниевые диоды VD1-VD3 здесь применены в качестве стабилитрона, примерно на 1,5 В. В отличие от стабилитрона, включать диоды следует в прямом направлении.

При желании можно дополнить прибор модулем для быстрой проверки работоспособности и цоколёвки транзисторов. С его помощью можно проверять любые биполярные транзисторы, а также полевые транзисторы малой и средней мощности. Причём биполярные транзисторы можно проверять без выпайки их из схемы. Схема представлена на рис.7.

В зависимости от применённых светодиодов нужно подобрать сопротивление R5 по оптимальной яркости их свечения (или же поставить дополнительный гасящий резистор в цепь питания 9 В, а вообще эта схема работает с питающим напряжением, начиная от 2 В). Когда к клеммам «Э», «Б», «К» ничего не подключено, оба светодиода мигают (частота миганий может быть изменена номиналами конденсаторов С1 и С2). При подключении к клеммам исправного транзистора, один из светодиодов погаснет (в зависимости от типа его проводимости p-n-p / n-p-n). Если транзистор неисправен, то оба светодиода будут мигать (внутренний обрыв) или оба погаснут (замыкание).

При проверке полевых транзисторов клеммы «Э», «Б», «К» соответствуют выводам «И», «З», «С». Полевые транзисторы, или очень мощные биполярные всё-таки лучше проверять, выпаяв их из плат.

Прибор с применением всех перечисленных модулей был собран в корпусе размерами 140х110х40 мм и позволяет проверить практически все основные типы радиодеталей чаще всего используемых на практике, с достаточной для радиолюбителей точностью. Используется несколько лет и нареканий не вызывает.

Примечания к схеме

Схемы, приведённые в данной статье, рисовались несколько лет назад и оригинальные файлы формата .spl безвозвратно утеряны. Из-за чего проблематично было оперативно внести необходимые изменения в схему, в частности рис.1. Поэтому приведу ниже подкорректированное и правильное соответствие частот генератора и диапазонов измерений:

• 1 МГц     — 100 пФ                  — 100 мкГн
• 100 кГц   — 1000 пФ                — 1 мГн
• 10 кГц     —  0,01 мкФ               — 10 мГн
• 1 кГц       — 0,1 (+100) мкФ      — 100 мГн
• 100 Гц     — 1 (+1000) мкФ       — 1 Гн
• 10 Гц       — 10 (+10000) мкФ   — 10 Гн

(в скобках указаны значения ёмкости для электролитических конденсаторов)

Материал в редакцию сайта Радиосхемы прислал автор — Андрей Барышев.

   Форум по измерительной технике

   Обсудить статью УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТРЕЛОЧНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДЕТАЛЕЙ

Емкостный ESR-метр / конденсатор на линии тестер / электролитический конденсатор эквивалентная серия измеритель внутреннего сопротивления | интересный | интересные лампы

Ссылка на технологию измерения СОЭ в иностранной емкости (см. Оригинальный материал на английском языке ниже на этой странице) и использование микроконтроллера со сверхнизким энергопотреблением MSP430F413 в качестве основного измерительного чипа. Экран дисплея имеет 4-битный 8-сегментный ЖК-экран, а сегментный ЖК-экран является устройством напряжения, которое в основном не потребляет электрическую энергию.Посредством двух вышеуказанных мер по энергосбережению создается сверхэнергосберегающий емкостный измеритель СОЭ.

Примечание: мы берем на себя проектирование и разработку малых и средних проектов.

Основные показатели производительности измерителя ESR емкости ЖК-дисплея:

Батарея 9 В питается от блока, рабочий ток всей машины составляет всего 6 мА, и короткая ручка для часов запускается с одной кнопки для завершения автоматической регулировки нуля.

Синхронное обнаружение используется в качестве тестового сигнала для отображения истинного значения ESR.

Автоматическое согласование трехступенчатого диапазона, диапазон 0,01-99 Ом, разрешение диапазона 0,01-0,99 Ом 0,01 Ом, разрешение диапазона 1-9,9 Ом 0,1 Ом, разрешение диапазона 10-99 Ом 1 Ом.

Измеренная амплитуда импульса составляет менее 0,7 В, что удовлетворяет достоверности значения ESR емкости, измеренной на дороге.

Защитные элементы расположены на обоих концах ручки, чтобы предотвратить повреждение емкости в результате электрификации.

Часы ESR автоматически отключаются на длительное время без операции измерения.Все вышеперечисленные измерения могут быть измерены в схеме.

Ниже приведена картина измерения сопротивления 0,01 Ом (показана точность таблицы).

Ниже приведено изображение измерения сопротивления 0,05 Ом (то же самое верно для измерения 0,05 Ом).

На следующем рисунке показано значение ESR конденсатора с отказом барабана 10 В 2200 мкФ, чтобы увидеть, насколько велико значение ESR!

Значение ESR нормального конденсатора 10 В 2200 мкФ измеряется и сравнивается с приведенным выше.Не сюрприз, чем сюрприз !!!

На следующем рисунке измеряется нормальный конденсатор 10 В на 2200 мкФ последовательно с сопротивлением 0,01 Ом, и картина с увеличением моделируемого значения ESR (значение ESR для обычного конденсатора составляет 0,03 Ом, плюс имитированное сопротивление 0,01 Ом, ESR увеличилось до 0,04 Ом). , что указывает на истинность измеренного значения ESR !!)

Что такое емкость ESR?

Любой конденсатор имеет определенное сопротивление переменному току.ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) является суммой омического сопротивления внутри конденсатора. СОЭ идеального конденсатора равно нулю. Таким образом, конденсатор моделируется резистором, соединенным последовательно с идеальным конденсатором.

Поскольку электролит постепенно высыхает при длительном использовании электролитических конденсаторов, СОЭ электролитических конденсаторов будет постепенно увеличиваться со временем. В современных электронных схемах высокая СОЭ является распространенной проблемой. То есть повышение СОЭ в 1-2 странах Европы также может быть сложной проблемой в электронных устройствах.Обычно значение ESR очень низкое, но по прошествии многих лет или, если резиновая прокладка не годится, электролит будет постепенно высыхать, поэтому ESR будет постепенно увеличиваться. Увеличение ESR увеличит падение напряжения на конденсаторе, что приведет к нагреву. Если вы не проверите ESR, ваши работы по техническому обслуживанию будут очень трудными. Высокое ESR является признаком отказа конденсатора. Высокое ESR также может привести к сложным электрическим сбоям, таким как перегрев конденсаторов, повышенная нагрузка цепи и неправильная работа других компонентов схемы.

Зачем использовать таблицы ESR?

Поскольку обычный аналоговый или цифровой измеритель, измеряющий электролитические конденсаторы, заставит вас ошибочно принять плохие продукты, это приведет к потере времени и ремонту оборудования. Если вы не протестируете ESR, вы потеряете плохую емкость. Обычно эти плохие конденсаторы имеют высокое значение ESR, которое невозможно измерить с помощью обычного мультиметра или цифрового измерителя емкости. Только таблица ESR может использоваться для измерения емкости ESR. Измеритель ESR можно измерить онлайн, что означает, что вам не нужно приваривать конденсатор.