Измеритель ЭПС конденсаторов своими руками

Содержание

ESR-метр

Измеритель ЭПС конденсаторов своими руками

В этой статье мы с вами будем собирать ESR-метр. В первый раз слышите слово «ESR»? А ну-ка бегом читать эту статью!

Для чего нужен ESR-метр

Итак, для чего нам вообще собирать ESR-метр? Для тех, кто поленился читать статью про ESR давайте вспомним, чем оно нам вредит.  Дело в том, что сейчас почти во всей электронной аппаратуре используются импульсные блоки питания.

В этих импульсных блоках питания «гуляют» высокие частоты и некоторые из этих частот проходят через электролитические конденсаторы.

Если вы читали статью конденсатор в цепи постоянного и  переменого тока, то наверняка помните, что высокие частоты конденсатор пропускает через себя почти без проблем. И проблем тем меньше, чем выше частота. Это, конечно, в идеале.

В  реальности же в каждом конденсаторе «спрятан» резистор. А какая мощность будет выделяться на резисторе?

P=I2xR

где

P  — это мощность, Ватт

I — сила тока, Ампер

R — сопротивление, Ом

А как вы знаете, мощность, которая рассеивается на резисторе — это и есть тепло ;-) И что тогда у нас получается? Конденсатор тупо превращается в маленькую печку)).

Нагрев конденсатора  — эффект очень нежелательный, так как при нагреве в лучшем случае он  меняет свой номинал, а в худшем  — просто раскрывается розочкой).

Такие кондеры-розочки использовать уже нельзя.

Вздувшиеся электролитические конденсаторы — это большая проблема современной техники. Очень много отказов в работе электроники бывает именно по их вине. Визуально это проявляется в появлении припухлости в верхней части конденсатора.

Видите небольшие прорези на шляпе этих конденсаторов? Это делается для того, чтобы такой конденсатор не разрывался от предсмертного шока и не забрызгивал всю плату электролитом, а ровнёхонько надрывал тонкую часть прорези и испускал тихий спокойных выдох.

У советских конденсаторов таких прорезей не было, и поэтому если они и бахали, то делали это громко, эффектно и задорно)))

Но иногда бывает и так, что внешне такой конденсатор ничем не отличается от простых рабочих конденсаторов, а ESR очень велико. Поэтому, для проверки таких конденсаторов и был создан прибор под названием ESR-метр. У меня например ESR-метр идет в комплекте  с Транзистор-метром:

Минус данного прибора в том, что им можно замерять ESR только демонтированных конденсаторов. Если замерять прямо на плате, то он выдаст полную ахинею.

Схема и сборка

В интернете очень давно гуляет схема простенького ESR-метра, а точнее — приставки к мультиметру.  С помощью нее можно спокойно замерить ESR конденсатора, даже не выпаивая его из платы. Давайте же  рассмотрим схемку нашей приставки. Кликните по ней, и схема откроется в новом окне и в полный рост:

Вместо «Cx» (в штриховом прямоугольнике) мы здесь ставим конденсатор, у которого замеряем ESR.

Для того, чтобы не травить лишний раз платку, я взял макетную плату и спаял на ней. На Али я взял целый набор этих макеток. Это получается даже дешевле, чем покупать фольгированный текстолит.

С обратной стороны макетной платы для связи радиоэлементов использовал провод МГТФ

Вы легко его узнаете по розовой  окраске. Хотя бывают и другого цвета, но в основном розовый.

Что это за «фрукт»? МГТФ расшифровывается как Монтажный, Гибкий, Теплостойкий, в Фторопластовой изоляции. Этот провод  отлично подходит для электронных поделок, так как при пайке его изоляция не плавится. Это только один из плюсов.

Обратную сторону с проводами МГТФ  я показывать не буду). Там ничего интересного нет).

После сборки макетная плата выглядит вот так:

Микросхемы по привычке всегда ставлю в панельки:

При своей стоимости, панельки позволяют быстро сменить микросхему. Особенно это актуально для дорогих микроконтроллеров. Вдруг понадобится МК для других целей?)

Для подачи питания с батарейки на платку, я воспользовался стандартной клеммой от старого мультиметра:

Как быть, если у вас нет такой клеммы, а подать питание с Кроны необходимо? В таком случае, у вас наверняка есть старая батарейка Крона, так ведь? Аккуратно вскрываем корпус, снимаем клеммы батарейки, подпаиваем проводки и у нас готова клемма для подключения к новой батарейке. На крайний случай их можно также купить на Али. Выбор огромный.

Прибор выполнен в виде приставки к любому цифровому мультиметру:

Здесь есть одно «но».  Так как мы измеряем на пределе 200 милливольт постоянного напряжения (DCV), то и значения мы получим не в Омах или миллиомах, а в милливольтах, которые затем, сверяясь со значениями полученными при калибровке прибора, мы должны будем перевести в Омы.

А вот и мой самопальный щуп:

Подобные приборы не любят длинных проводов-щупов, идущих к ножкам конденсатора, и поэтому я был вынужден сделать подобие пинцета, собранное из двух половинок фольгированного текстолита.

Внутри корпуса платка  выглядит примерно вот так:

Провода, идущие к пинцету,  закреплены каплей термоклея. Между щупами, идущими к мультиметру, стоит конденсатор керамика 100 нанофарад с целью снизить уровень помех. В схеме применен подстроечный резистор на 1,5 Килоома. С помощью этого резистора мы и будем калибровать наш приборчик.

Калибровка прибора

После того  как все собрали, приступаем к калибровке (настройке) нашего ESR-метра пошагово:

1)Если у вас есть осциллограф, замеряем на измерительных щупах напряжение с  частотой 120-180 КилоГерц. Если замеряемая частота не укладывается в этот диапазон, то меняем значение резистора R3.

2) Цепляем мультиметр и ставим его крутилку на измерение милливольт постоянного напряжения.

3) Берем резистор номиналом в 1 Ом и цепляем его к измерительным щупам. В данном случае, к нашему самопальному пинцету.

4) Добиваемся того, чтобы мультиметр показал значение в 1 милливольт, меняя значение подстроечного резистора R1

5) Теперь берем сопротивление 2 Ома, и не меняя значение R1 записываем показания мультиметра

6) Берем 3 Ома и снова записываем показания и тд. Думаю, до 8-10 Ом вам таблички хватит вполне.

Например, мы можем выставить соответствие 1 милливольт — это 1 Ом, и т. д.

, хотя я предпочел настроить 4,8 милливольт – 1 Ом, для того чтобы была возможность точнее измерять низкие значения сопротивления.

При замыкании щупов – контактов пинцета на дисплее мультиметра значение 2,8 милливольт. Сказывается сопротивление проводов-щупов. Это у  нас типа 0 Ом ;-).

Приведу для ознакомления значения измерений низкоомных резисторов: при измерении резистора 0,68 Ом значения равны 3,9 милливольт, 1 ом — 4,8 милливольт, 2 Ома – 9,3 милливольта. У меня получилась вот такая табличка, которую я потом и наклеил на свой прибор

При измерении сопротивления в 10 Ом на экране уже показание 92,5 миллиВольт. Как мы видим, зависимость не пропорциональная.

После того, как я сделал замеры, смотрю в другую табличку:

Слева — номинал конденсатора, вверху — значение напряжения, на которое рассчитан этот конденсатор. Ну и, собственно, в  таблице максимальное значение ESR конденсатора, который можно  использовать в ВЧ схемах.

Давайте попробуем замерить ESR  у двух импортных и одного отечественного конденсатора

Как вы видите, импортные конденсаторы обладают очень маленьким ESR. Советский конденсатор показывает уже большее значение. Оно и не удивительно. Старость не в радость).

Поправки к схеме

1) Для более-менее точных измерений, желательно, чтобы питание нашего ESR-метра было всегда стабильное. Если батарейка разрядится хотя бы на 1 Вольт, то показания ESR также будут уже с погрешностью.

Так что лучше постарайтесь давать питание на ESR-метр всегда стабильное. Как я уже сказал, для этого можно использовать внешний блок питания или собрать схемку на 7809 микросхеме.

Например, блок питания можно собрать  по этой схеме.

2) Показания, которые выдает наша самоделка, не говорят о том, что наш самопальный прибор с  великой точностью замеряет ESR. Скорее всего, его можно отнести к пробникам.

А что делают пробники? Отвечают в основном на два вопроса: да или нет ;-).

В данном случае прибор «говорит», можно ли использовать такой конденсатор или лучше все-таки поставить его в НЧ (НизкоЧастотную) схему.

Данный пробник может собрать любой, даже начинающий радиолюбитель, если у него вдруг возникнет потребность заняться ремонтами. А вот и видео его работы:

Автор — Андрей Симаков

Источник: https://www.RusElectronic.com/esr-metr/

Прибор для проверки конденсатора: виды устройств и техника измерений

При ремонте или радиоконструировании часто приходится сталкиваться с таким элементом, как конденсатор. Его главной характеристикой является ёмкость.

Из-за особенностей устройства и режимов работы выход из строя электролитов становится одной из основных причин неисправностей радиоаппаратуры. Для определения ёмкости элемента используются разные приборы для проверки.

Их несложно приобрести в магазине, а можно изготовить и самому.

Конденсатор — электрический элемент, служащий для накопления заряда или энергии.

Конструктивно радиоэлемент представляет собой две пластины, выполненные из токопроводящего материала, между которыми располагается слой диэлектрика.

Токопроводящие пластины называются обкладками. Они не связаны между собой общим контактом, но при этом каждая имеет собственный вывод.

Читайте также  Мини гидравлика своими руками

Конденсаторы имеют многослойный вид, в них слой диэлектрика чередуется со слоями обкладок. Они представляют собой цилиндр или параллелепипед с закруглёнными углами.

Основной параметр электрического элемента — это ёмкость, единицей измерения которой является фарада (F, Ф). На схемах и в литературе радиодеталь обозначается латинской буквой C.

После символа указывается порядковый номер на схеме и значение номинальной ёмкости.

Так как одна фарада — это довольно большая величина, то реальные значения ёмкости конденсатора значительно ниже. Поэтому при записи принято использовать условные сокращения:

  • П — пикофарада (pF, пФ);
  • Н — нанофарада (nF, нФ);
  • М — микрофарада (mF, мкФ).

Принцип работы

Принцип действия радиодетали зависит от вида электрической сети. При подключении к выводам обкладок источника постоянного тока носители заряда попадают на токопроводящие пластины конденсатора, где происходит их накопление.

Вместе с тем на выводах обкладок появляется разность потенциалов. Её значение увеличивается до тех пор, пока не достигнет величины, равной источнику тока.

Как только это значение выровняется, на обкладках перестаёт накапливаться заряд, а электрическая цепь разрывается.

В сети с переменным током конденсатор представляет собой сопротивление. Его величина связана с частотой тока: чем она выше, тем ниже сопротивление и наоборот.

При воздействии на радиоэлемент переменной силы тока происходит накопление заряда. Со временем ток заряда уменьшается и пропадает полностью.

Во время этого процесса на обкладках устройства концентрируются заряды разных знаков.

Диэлектрик, проложенный между ними, препятствует их перемещению. В момент смены полуволны происходит разряд конденсатора через нагрузку, подключённую к его выводам. Возникает ток разряда, то есть в электрическую цепь начинает поступать накопленная радиоэлементом энергия.

Конденсаторы применяются практически в любой электронной схеме. Они служат элементами фильтра для преобразования пульсаций тока и отсечения различных частот. Кроме этого, они компенсируют реактивную мощность.

Характеристики и виды

Измерения параметров конденсаторов связаны с нахождением величин их характеристик. Но среди них наиболее важной является ёмкость, которая обычно и измеряется.

Эта величина обозначает количество заряда, которое может накопить радиоэлемент.

В физике электроёмкостью называют величину, равную отношению заряда на любой обкладке к разности потенциалов между ними.

При этом ёмкость конденсатора зависит от площади обкладок элемента и толщины диэлектрика. Кроме ёмкости радиоприбор характеризуется также полярностью и величиной внутреннего сопротивления.

Применяя специальные приборы, эти величины также можно измерить. Сопротивление устройства влияет на саморазряд элемента.

Кроме этого, к основным характеристикам конденсатора относят:

  1. Сопротивление утечки. Это внутренний импеданс, через который происходит разряд конденсатора, неподключенного к внешней цепи.
  2. Эквивалентную индуктивность. Это паразитная характеристика, влияющая на работу элемента на высоких частотах.
  3. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Состоит из обобщённого сопротивления выводов и обкладок, представляется как резистор, подключённый последовательно с конденсатором.

Классифицируются конденсаторы по разным критериям, но в первую очередь их разделяют по типу диэлектрика. Он может быть газообразным, жидким и твёрдым.

Чаще всего в качестве него используются стекло, слюда, керамика, бумага и синтетические плёнки.

Кроме того, конденсаторы различаются по способности изменения величины ёмкости и могут быть:

  1. Постоянными. Относящиеся к этому виду конденсаторы обладают постоянным значением ёмкости.
  2. Переменными. К ним относятся радиоэлементы, величину ёмкости которых можно изменять в процессе работы устройства. Изменение происходит за счёт смены температурного режима, электрических параметров цепи и механических методов.
  3. Построечными. Позволяют изменять ёмкость при настройке аппаратуры, при этом элемент не должен быть подключён к источнику питания.

Также в зависимости от назначения конденсаторы бывают общего и специального назначения. Первого вида приборы являются низковольтными, а второго — импульсными, пусковыми и т. д. Но независимо от вида и назначения принцип измерения их параметров идентичный.

Приборы для измерения

Для измерения параметров конденсаторов используются как специализированные приборы, так и общего применения. Измерители ёмкости по своему типу разделяют на два вида: цифровые и аналоговые.

Специализированные устройства могут измерить ёмкость элемента и внутреннее его сопротивление. Простым тестером обычно диагностируется только пробой диэлектрика или большая утечка.

Кроме этого, если тестер многофункциональный (мультиметр), то им можно измерить и ёмкость, но обычно предел его измерения невысокий.

Таким образом, в качестве прибора для проверки конденсаторов можно использовать:

  • ESR или RLC-метр;
  • мультиметр;
  • тестер.

При этом диагностику элемента прибором, относящемся к первому типу, можно проводить без выпаивания из схемы. Если же используется второй или третий тип, то элемент или хотя бы один из его выводов необходимо от неё отсоединить.

Использование ESR-метра

Измерение параметра ESR очень важно при исследовании конденсатора на работоспособность.

Дело в том, что почти вся современная техника является импульсной, использующей в своей работе высокие частоты.

Если эквивалентное сопротивление конденсатора велико, то на нём происходит выделение мощности, а это вызывает нагрев радиоэлемента, приводящий к его деградации.

Конструктивно специализированный измеритель представляет собой корпус с жидкокристаллическим экраном. В качестве его источника питания используется батарейка типа КРОНА.

В приборе предусмотрено два разъёма разного цвета, к которым подключаются щупы. Красного цвета щуп считается положительным, а чёрного — отрицательным.

Это сделано для того, чтобы можно было правильно проводить измерения полярных конденсаторов.

Перед измерением ESR сопротивления радиодеталь необходимо разрядить, иначе возможен выход прибора из строя. Для этого выводы конденсатора замыкаются сопротивлением порядка одного килоома на короткое время.

Непосредственно измерение происходит путём соединения выводов радиодетали со щупами прибора.

В случае электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность, то есть соединять плюс с плюсом, а минус с минусом.

После этого прибор включается, и через некоторое время на его экране появляются результаты измерения сопротивления и ёмкость элемента.

Следует отметить, что основная масса таких приборов изготавливается в Китае. В основе их действия лежит использование микроконтроллера, работой которого управляет программа.

При измерении контроллер сравнивает сигнал, прошедший через радиоэлемент, с внутренним и на основании различий по сложному алгоритму выдаёт данные.

Поэтому точность измерения таких приборов зависит в основном от качества комплектующих, используемых при их изготовлении.

При измерении ёмкости можно также воспользоваться измерителем иммитанса. По своему виду он похож на ESR-метр, но может дополнительно измерять индуктивность. Принцип его действия основан на прохождении тестового сигнала через измеряемый элемент и анализе полученных данных.

Проверка мультиметром

Мультиметром можно измерить почти все основные параметры, но точность этих результатов будет ниже, чем при использовании ESR-прибора. Измерение с помощью мультиметра можно представить следующим образом:

  1. Для увеличения точности результата конденсатор выпаивается из схемы.
  2. Мультиметр переключается на режим измерения ёмкости. На панели прибора этот режим изображается символом –|(– или Cx.
  3. Выбирается наиболее подходящий диапазон значения. Если при этом возникают трудности, устанавливается максимально возможное значение.
  4. Штекеры измерительного провода подключаются к разъёмам COM и VΩmA.
  5. Щупами дотрагиваются до ножек конденсатора. В случае необходимости соблюдают полярность.
  6. Мультиметр выдаст сигнал на элемент, измерит на нём напряжение и автоматически рассчитает ёмкость.

Если тестер выведет на экран значение OL или Overload, то это означает, что ёмкость слишком высока для измерения мультиметром или конденсатор пробит. Когда перед полученным результатом впереди будет стоять несколько нулей, предел измерения необходимо понизить.

Применение тестера

Если под рукой не окажется мультиметра, способного измерить ёмкость, то можно провести измерения подручными средствами. Для этого понадобятся резистор, блок питания с постоянным уровнем выходного сигнала и устройство, измеряющее напряжение. Методику измерения лучше рассмотреть на конкретном примере.

https://www.youtube.com/watch?v=bJ5sratzecA

Пусть будет конденсатор, ёмкость которого неизвестна. Чтобы её узнать, понадобится выполнить следующие действия:

  1. С помощью тестера измеряется напряжение источника питания. Например, эта величина составила 9 вольт.
  2. Резистор 1 кОм последовательно соединяется с измеряемым конденсатором, образуя RC-цепочку.
  3. Конденсатор закорачивается, а RC-цепочка подключается к источнику питания.
  4. С помощью мультиметра замеряется напряжение цепи. Допустим, оно не изменилось и осталось равным девяти вольтам.
  5. Вычисляется значение, составляющее 95% от этого напряжения. Для нашего случая это значение равно 8,55 В.
  6. На следующем этапе включается секундомер, и одновременно убирается закоротка с конденсатора.
  7. Как только тестер покажет напряжение 8,55 В, секундомер останавливается. Пусть это время составит 60 секунд.
  8. Используя формулу 3*t = 3*R*C, нужно вычислить ёмкость. Для рассматриваемого примера она составит: C = (60/3)/1000 = 0,02 Ф или 20 000 мкФ.

Такой алгоритм измерения нельзя назвать точным, но общее представление о ёмкости радиоэлемента он вполне способен дать.

Схема самодельного прибора

Если есть познания в радиолюбительстве, можно собрать прибор для измерения ёмкости своими руками. Существует множество схемотехнических решений разного уровня сложности.

Многие из них основаны на измерении частоты и периода импульсов в цепи с измеряемым конденсатором.

Такие схемы сложны, поэтому проще использовать измерения, основанные на вычислении реактивного сопротивления при прохождении импульсов фиксированной частоты.

В основе схемы такого прибора лежит мультивибратор, частота работы которого определяется ёмкостью и сопротивлением резистора, подключёнными к выводам D1.1 и D1.2.

С помощью переключателя S1 устанавливается диапазон измерения, то есть изменяется частота.

С выхода мультивибратора импульсы поступают на усилитель мощности и далее на вольтметр.

Калибровка прибора проводится на каждом пределе с помощью эталонного конденсатора. Чувствительность устанавливается резистором R6.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/kondensatory/proverka-kondensatora-s-pomoschyu-razlichnogo-tipa-priborov.html

Прибор для проверки оксидных конденсаторов на ЭПС (ESR) | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Проблема быстрого контроля исправности оксидных конден­саторов решается, если использовать пробник, позволяющий примерно оценить емкость и эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора без его демонтажа из ремонтируе­мой аппаратуры. Предлагается еще один вариант простого при­бора, аналогичного уже описанному в «Радио», но с использова­нием стрелочного индикатора.

Многих радиолюбителей, да и про­фессиональных мастеров по ре­монту радио- и телеаппаратуры, на­верняка заинтересовала статья Р. Хафизова «Пробник оксидных конденса­торов» в журнале «Радио» (2003, № 10, с. 21).

Общеизвестный метод проверки с помощью омметра, позво­ляя приблизительно оценить емкость и измерить утечку оксидных конден­саторов, далеко не всегда дает пол­ную информацию об их качестве. Опе­ративная проверка непосредственно на плате бывает затруднена из-за влияния элементов устройства.

Осо­бенно это касается наиболее часто используемых конденсаторов емкос­тью от единиц до нескольких десятков микрофарад.

Читайте также  Кислородно водородная горелка своими руками

После прочтения указанной статьи сразу же решил сделать такой прибор, но, как нередко бывает, под рукой не оказалось нужных микросхем.

Поэтому вместо микросхемы К561ТЛ1 приме­нил, как мне кажется, более распрост­раненную К561ЛА7, стабилитрон КС127Д заменил на КС133А, вместо светодиодного индикатора использо­вал стрелочный индикатор уровня М68501 от магнитофона.

Применение стрелочного индикато­ра позволило сделать прибор более точным, достаточно компактным и бо­лее экономичным. Ток потребления не зависит от режима работы и составля­ет около 1 мА, что дает возможность использовать малогабаритный источ­ник питания — батарею из трех миниа­тюрных дисковых элементов для ла­зерной указки.

https://www.youtube.com/watch?v=qPGggmHiIBQ

Несколько измененная схема при­ведена на рис. 1. Прибор позволяет с допустимой для пробника точностью оценивать эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) конден­сатора в пределах от 2 до 50 Ом и ем­кость от 5 до 50 мкФ.

Конструктивно прибор может быть выполнен в виде мини-тестера с вы­носными щупами и выключателем пи­тания с фиксацией либо как пробник с установкой коротких заостренных щупов и кнопочным включением пита­ния, что существенно увеличит срок службы батареи.

В данном варианте размеры корпу­са составляют 90 x 45 x 20 мм. Индика­тор расположен с левой стороны попе­рек корпуса. Его магнитная система вставлена в отверстие в корпусе, а сам он приклеен к корпусу с внешней сто­роны. Монтаж элементов прибора вы­полнен на печатной плате, чертеж ко­торой приведен на рис. 2

Детали и замена

Для выбора вида измерений ис­пользован переключатель SA1 с фик­сацией из серии ПКН. Выключатель питания SA2 — миниатюрный движко­вый или кнопочный, расположен с внешней стороны корпуса рядом с индикатором.

Вместо указанной на схеме микро­схемы можно использовать К561ЛЕ5, аналогичные серии К176 или импортный аналог CD4011BE.

Транзистор КТ315Б можно заменить любым маломощным транзистором структуры п-p-n с коэффициентом передачи тока базы не менее 100 или импортным аналогом С1815.

Конденсаторы — малогабаритные керамические, резис­торы — мощностью 0,125 — 0,25 Вт. Ок­сидный конденсатор — К50-16 или импортный. Диоды VD2—VD5 — любые германиевые высокочастотные.

Тип стрелочного индикатора сущест­венного значения не имеет.

Настройка прибора

Налаживание прибора заключается в установке частоты генератора в пре­делах 60…80 кГц для измерения ЭПС и 800… 1000 Гц для измерения емкости путем подбора резистора R2 и соот­ветственно С2 и С1, а также в установ­ке стрелки индикатора на конец шкалы в режиме холостого хода подбором ре­зисторов R4, R5, R8. Предварительно резистором R6 выставляют постоян­ное напряжение на коллекторе транзи­стора, примерно равное половине на­пряжения питания.

Градуировка шкалы не составит большого труда, так как пластмассо­вые индикаторы уровня легко вскры­ваются: достаточно по периметру крышки «пройтись» лезвием ножа.

На место старой шкалы наклеивают полоску бумаги, на которую затем на­носят соответствующие риски и над­писи.

После градуировки шкалы крышку устанавливают на место и фиксируют клеем.

Нелинейность шкалы таких индика­торов играет положительную роль, позволяя несколько расширить диапа­зон измерений.

Градуировка шкалы электрической емкости производи­лась путем усреднения замеров не­скольких новых конденсаторов одного номинала (по возможности с малым допуском), для градуировки шкалы ЭПС были использованы обычные не­проволочные резисторы.

После изготовления прибора была проведена проверка всего личного запаса оксидных конденсаторов. В результате более 30 % из них при­шлось выбросить. Далее прибор был опробован при поиске неисправности в мониторе, в котором не включалась строчная развертка.

Этот монитор по­бывал уже у двух мастеров и был воз­вращен назад ввиду «отсутствия элек­трической схемы и сложности ремон­та».

В течение нескольких минут ока­залось возможным проверить ЭПС и емкость всех имеющихся на плате оксидных конденсаторов, среди кото­рых был обнаружен один с завышен­ным значением ЭПС и заниженной емкостью. После его замены монитор заработал!

Автор уверен, что подобный прибор займет достойное место в арсенале измерительных приборов как радиолюбителей, так и профессионалов.

Редактор — А. Соколов, графика — Ю. Андреев

Вид со стороны дорожек

Набор для самостоятельной сборки прибора Вы можете купить на нашем сайте «Мастер» (В наборе печатная плата и все детали, кроме измерительной головки)

Вариант внешнего вида прибора

От редакции журнала «Радио». Эквивалентное по­следовательное сопротивление (ЭПС, а в англоязычной терминологии — ESR) конденсатора зависит от многих факто­ров: его типа, емкости, номинального напряжения, частоты, на которой про­водят измерения, и т. д.

Например, ЭПС танталовых конденсаторов для поверх­ностного монтажа емкостью от 4,7 до 47 мкФ на напряжение от 10 до 35 В, измеренное на частоте 100 кГц, нахо­дится в пределах от 0,9 до 5 Ом, причем оно увеличивается с уменьшением емкости и номинального напряжения.

У алюминиевых конденсаторов К50-38 емкостью от 4,7 до 47 мкФ на напряже­ние от 6,3 до 160 В ЭПС, также изме­ренное на частоте 100 кГц, увеличива­ется от 0,5 (47 мкФ х 160 В) до 5 Ом (47мкФх6,ЗВ) и от 4,5 (4,7мкФх160В) до 14 Ом (4,7 мкФ х 100 В).

Поэтому универсального критерия оценки при­годности конденсатора в зависимости от значения ЭПС не существует реше­ние по отбраковке следует принимать в каждом конкретном случае.

Радио №10, 2005г.

  • Схема автомобильного радара-детектора.
  • Подробнее…

  • Замена лампочки на светодиод в фонарике
  • Как продлить «жизнь» лампочке? Как отремонтировать лампу накаливания? Как увеличить срок службы фонарику?

    Ответом на эти вопросы будет замена обычной лампы накаливания светодиодом. Одной заменой мы сразу «убьём двух зайцев» — наша новая лампочка будет светить и служить дольше. У светодиодов срок службы больше, а ток потребления меньше.Подробнее…

  • Как «оживить» игрушку?
  • У многих в доме много мягких и других игрушек. Некоторые издают звуки, другие двигаются, а некоторые просто сидят не гавкают, не мяукают и тем более не ходят и не подмигивают Источник: http://www.MasterVintik.ru/pribor-dlya-proverki-oksidnyx-kondensatorov/

    Как сделать ESR-метр конденсаторов своими руками

    При ремонте техники специалисты-радиомеханики сталкиваются с различными проблемами — повреждённые дорожки на платах, окисление, выгоревшие элементы, вздувшиеся конденсаторы. Эти неисправности прекрасно видны при первичном осмотре аппаратуры и устранить их с помощью самых базовых инструментов любого инженера не составляет труда. Но есть случаи, в которых визуального осмотра недостаточно.

    • Что такое ESR
    • Примеры проблем, связанных с ESR
    • Основные элементы устройства
    • Порядок калибровки прибора

    Конденсаторы бывают разной ёмкости, как очень большой (4000, 10000 мкФ), так и очень малой (0,33 мкФ, например, такие детали активно используются при сборке комплектующих различной оргтехники). И если вздутие верхней крышки первых отлично заметно из-за их размеров, то со вторыми выявление их неисправности может доставить немало проблем.

    В этом поможет простой прибор для проверки конденсаторов — ESR-метр. Своими руками его изготовить несложно, имея достаточные познания в схемотехнике.

    Он может быть как самостоятельным устройством, так и выполнен в виде приставки к цифровому мультиметру.

    С его помощью можно легко установить такие неисправности, как пробой и высыхание.

    Что такое ESR

    Электролитические конденсаторы имеют ряд параметров, важных для их правильной работы в схеме устройства.

    Это и его ёмкость, и сопротивление диэлектрика между выводами и корпусом, и собственная индуктивность, эквивалентное последовательное сопротивление или, на американский манер, Equivalent Series Resistance.

    ESR — это сопротивление обкладок конденсатора и его ножек, которыми он припаивается к плате, выводов.

    Существуют специальные формулы для расчёта этого показателя, но ими в реальной практике никто не пользуется.

    Гораздо проще собрать прибор для его измерения, и полученные результаты сверять с таблицей ESR электролитических конденсаторов, в которой приведены показатели в миллиомах, в зависимости от характеристик деталей — ёмкости и поддерживаемого напряжения.

    Примеры проблем, связанных с ESR

    Конденсаторы используются практически повсюду. Ни одна схема устройства, обладающего хоть минимальной сложностью, не обходится без них.

    В персональных компьютерах они встречаются в блоках питания, мониторах, около важных узлов материнских плат — сетевых и звуковых микросхем, в системе питания процессора, южного и северного мостов, оперативной памяти.

    В акустических системах и сетевом оборудовании (роутерах, коммутаторах, например) они встречаются около усилителей и LAN-портов. Все они обеспечивают стабильное питание этих элементов, а малейшие проблемы с питанием, как известно, могут привести как к проблемам в работе — зависаниям, торможению, так и к банальному отказу работать.

    Высохшие и пробитые конденсаторы невозможно обнаружить простым осмотром, поэтому именно измеритель ESR, может установить причину неисправности.

    Для этого детали, на которые пало подозрение, выпаиваются с платы и проверяются прибором. Проверять их без выпаивания не рекомендуется — показатели в этом случае могут быть слишком неточными.

    Если показатель сопротивления слишком высок, компонент должен быть заменён аналогом с наиболее низким ESR.

    Основные элементы устройства

    В основе схемы ESR-метра лежит микросхема генератора импульсов типа К561ЛН2, работающая на частоте до 120 кГц.

    Для дополнительного удобства саму микросхему можно не впаивать напрямую в плату, а использовать специальную панель с необходимым количеством ножек.

    Это позволит оперативно сменить вышедшую из строя деталь и заменить её без дополнительных операций с паяльником и отсосом припоя. В качестве аналога этого генератора можно использовать похожий по характеристикам К1561ЛН2.

    Настройка частоты выполняется цепью, состоящей из резистора и конденсатора. Регулировка и настройка измерения ESR осуществляется подстроечным резистором.

    В качестве питания используется либо стандартная CR2032, выдающая напряжение до 3 вольт, либо, если этого не хватает для работы, аккумуляторная батарейка на 9 вольт, подключаемая через специальную клемму (такие можно найти в некоторых часах с автономным питанием, например, или в старых батарейках типа Крона). В состав измерителя переменного напряжения входит мультиметр, который необходимо перевести в соответствующий режим, и германиевые диоды.

    Сборку тестера конденсаторов можно производить как на макетной плате размером примерно 4 на 6 сантиметров, так и на специальных печатных платах. Второй вариант получится немного дороже, но его преимуществом является наличие на плате обозначений всех нужных элементов и дорожек, их соединяющих.

    Печатные платы изготавливаются из фольгированного текстолита и перед проведением монтажа элементов контакты на них необходимо залудить припоем.

    При использовании макетных плат, размещение элементов и их соединение производится самостоятельно. Для создания схемы используются провода достаточной толщины с фторопластовой изоляцией, чтобы предотвратить их повреждение при тепловом воздействии.

    В качестве щупов можно использовать как покупные, так и самодельные. Во втором случае необходимо самостоятельно позаботиться о хорошей проводящей способности используемого материала и достаточной толщине провода, идущего к мультиметру. Использовать длинные провода, более 10 сантиметров, не рекомендуется.

    Возможные недостатки и замечания по работе этого устройства:

    1. При нестабильном питании от батарейки возможны сильные отклонения по точности измерений, следует не забывать периодически проверять батарейку мультиметром и не допускать её разряда больше, чем на 1 вольт.
    2. Даже при полностью исправной батарейке, прибор, выполненный таким образом, не претендует на звание высокоточного. Его можно использовать как некий индикатор работоспособности элементов и определить подойдёт ли конденсатор для установки или замены.

    Первый и второй недостатки имеют общее решение — достаточно установить в схему стабилизатор, питающийся напрямую от батарейки, и два конденсатора.

    Это повышает надёжность и точность прибора, что даёт возможность отбрасывать ситуации, при которых, если у измеряемого элемента сопротивление было слишком малым, мультиметр сигнализировал о коротком замыкании вместо ожидаемого значения.

    Порядок калибровки прибора

    После монтажа устройства на плате и первичных тестов, его необходимо откалибровать. Для этого понадобится осциллограф и набор резисторов для подстройки номиналом от 1 до 80 Ом. Порядок калибровки:

    1. Измеряем осциллографом частоту на щупах. Она должна быть в пределах 120—180 кГц. При более низкой или более высокой частоте она корректируется подбором резистора из набора.
    2. Подсоединяем мультиметр к щупам, выбираем режим измерения в милливольтах.
    3. Резистор в 1 Ом подключаем к щупам. С помощью подстроечного резистора в схеме выставляем на мультиметре значение напряжения в 1 милливольт.
    4. Подключаем следующий по номиналу резистор, не меняя значение, и записываем показания мультиметра. Повторяем со всем набором и составляем табличку.

    После калибровки прибором можно пользоваться. Он поможет в обнаружении неисправностей, связанных с реактивным сопротивлением. Их невозможно диагностировать другим способом.

    Источник: https://instrument.guru/svoimi-rukami/kak-sdelat-esr-metr-kondensatorov-svoimi-rukami.html

    Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов

    Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR) конденсатора является его важнейшим параметром и в значительной мере определяет его фильтрующие и сглаживающие свойства.

    Нередко причиной неработоспособности различных устройств является повышенное значение ЭПС примененных в них конденсаторов. Особенно нестабилен этот параметр у оксидных конденсаторов.

    Он может существенно изменяться в сторону увеличения с течением времени или с изменением температуры. В предлагаемой статье приводится описание еще одного измерителя ЭПС.

    Особенность устройства в том, что собрано оно на основе малогабаритного стрелочного мультиметра Sanwa YX-1000A (рис. 1). От него использованы корпус, стрелочный прибор, а также шкала омметра этого прибора, что упрощает изготовление всей конструкции.

    Интервал измерения составляет от 0 до 100 Ом. Источник питания — гальванический элемент напряжением 1,5 В типоразмера АА, потребляемый ток — 5…7 мА, работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 1,3 В. Переменное напряжение на щупах составляет 130…

    150мВ (в зависимости от напряжения питания), поэтому измеритель позволяет проводить проверку оксидных конденсаторов, не выпаивая их из ремонтируемого устройства.
    Схема устройства показана на рис. 2.

    На трансформаторе Т1 и транзисторах VT1, VT2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования около 116 кГц. Обмотка II обеспечивает положительную обратную связь. Подстроечным резистором R2 можно изменять скважность импульсов, добиваясь их симметричности.

    Это важно, поскольку скважность влияет на потребляемый устройством ток. С обмотки III прямоугольные импульсы поступают в измерительную цепь, состоящую из щупов ХР1, ХР2, которые подключают к измеряемому конденсатору, и резистора R4, который выполняет функции датчика тока.

    На транзисторной сборке VT3 собран синхронный выпрямитель, управляющие импульсы на него поступают с коллекторов транзисторов VT1 и VT2, резисторы R5—R7 — токоограничивающие, конденсаторы СЗ, С4 сглаживают выпрямленное напряжение.

    Благодаря применению синхронного выпрямителя удалось получить высокую чувствительность и малые потери выпрямляемого напряжения, что, в свою очередь, позволило использовать в качестве источника питания один гальванический элемент. К выходу выпрямителя подключен стрелочный прибор РА1, переменный резистор R8 — калибровочный.

    Рис.2 Схема ЭПС

    При подключении щупов к проверяемому конденсатору напряжение на резисторе R4 зависит от ЭПС конденсатора — чем больше ЭПС, тем меньше напряжение и тем меньшее отклонение стрелки прибора РА1.

    Если проверяемый конденсатор был заряжен, ток разрядки ограничит резистор R4, а диоды VD1 и VD2 защитят транзисторную сборку VT3.

    Поскольку сопротивление рамки микроамперметра в несколько раз больше введенного сопротивления резистора R8, а намотана она медным проводом, при изменении температуры окружающей среды ток через нее даже при постоянном напряжении изменяется.

    Поэтому в устройство введен калибровочный резистор R8, с помощью которого при замкнутых щупах стрелку прибора устанавливают на «О» шкалы. Калибровка необходима также по мере разрядки батареи питания.

    В качестве основы для конструкции измерителя применен стрелочный мультиметр SanwaYX-1000А. Использованы корпус и стрелочный прибор — микроамперметр, который имеет сопротивление рамки 876 Ом, ток максимального отклонения стрелки — 146 мкА, а напряжение на нем при максимальном токе — 130 мВ.

    Остальные детали смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 3. Она изготовлена из односторонне фольгирован-ного стеклотекстолита.

    Применены постоянные резисторы С2-23, подстроечный — СПЗ-3, переменный — СП4-1, конденсатор С2 — КТ-2 с ТКЕ не хуже М75, поскольку этот конденсатор влияет на стабильность генерируемой частоты, остальные — К10-17.

    Транзисторы KSA539 можно заменить на транзисторы серии КТ3107 с индексами Б, Г и Е, их желательно подобрать с близкими коэффициентами передачи тока h21Э. Транзисторную сборку заменять отдельными транзисторами не рекомендуется, поскольку это потребует их тщательной подборки.

    Трансформатор намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе проницаемостью 1000 с внешним диаметром 10, внутренним 6 и толщиной 5 мм. Перед намоткой края сглаживают наждачной бумагой или надфилем.

    Обмотки I и II наматывают одновременно тремя свитыми вместе обмоточными проводами ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Намотав 50 витков, два провода соединяют в соответствии со схемой — так образуется обмотка I.

    Обмотку III наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,3…0,4 мм и содержит она 5 витков. Фазировка этой обмотки может быть любой и повлияет только на полярность подключения микроамперметра РА1 (полярность на схеме показана условно). Все обмотки надо распределить на магнитопроводе равномерно.

    В отверстие трансформатора плотно вставлен отрезок трубки из ПХВ, длиной немного больше толщины намотанного трансформатора. Из толстой (1 мм) мягкой пластмассы вырезаны две шайбы диаметром 10…12 мм, между которыми трансформатор с небольшим усилием крепят на плате с помощью винта МЗ, а гайку фиксируют термоклеем.

    С платы мультиметра удалили все детали, после чего она была использована как трафарет для изготовления новой печатной платы. Резистор R8 и выключатель питания SA1 закреплены на боковых стенках корпуса с помощью термоклея (рис. 1).

    Выключатель применен импортный малогабаритный движковый и установлен в прорезь в корпусе, предназначенную для движка подстроечного резистора установки нуля омметра. Для движка резистора R8 сделано отверстие. Переключатель пределов измерения мультиметра удален, а образовавшееся отверстие заклеено прямоугольной пластиной из тонкого стеклотекстолита. Провода для щупов применены от компьютерного блока питания, к их концам припаяны две длинные булавки с головками, а несколько миллиметров изоляции проводов закреплены на булавках нитками и пропитаны универсальным клеем. Как показала практика, такая конструкция щупов оказалась достаточно удобной.

    Налаживание начинают с установки минимального потребляемого тока по цепи питания. Для этого последовательно с элементом питания включают амперметр (щупы ХР1 и ХР2 при этом должны быть разомкнуты) и подстроенным резистором R2 устанавливают минимальный потребляемый ток.

    Затем при замкнутых щупах переменным резистором R8 устанавливают стрелку прибора на «О» шкалы (крайнее правое положение). Подключая к щупам резисторы с известным сопротивлением (от единиц до десятков ом), проверяют соответствие показаний прибора и сопротивления резисторов. При необходимости подбирают резистор R4.

    Если показания прибора больше, устанавливают резистор с большим сопротивлением, и наоборот. В связи с тем что использована штатная шкала мультиметра, точность на различных ее участках будет разной, поэтому необходимо выбрать, какое из показаний должно быть наиболее точным.

    Исходя из этого, к щупам подключают резистор с таким сопротивлением и подборкой резистора R4 устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую этому сопротивлению. По мнению автора, такое сопротивление может быть 5…6 Ом.

    В процессе эксплуатации устройства проявился один эффект, связанный с конструкцией стрелочного прибора. На его защитном стекле скапливается заряд статического электричества, способный остановить стрелку в произвольном месте, сделав тем самым дальнейшую работу устройства практически невозможной.

    Для устранения этого эффекта была проведена доработка. Если шкала закреплена неровно и имеются выпуклости, ее снимают, распрямляют и плотно приклеивают на свое место минимальным количеством клея.

    Стрелку аккуратно подгибают так, чтобы она перемещалась на минимальном расстоянии от шкалы и, следовательно, на максимальном от защитного стекла. Полезно также установить ограничители хода стрелки, изготовленные из эмалированного медного провода толщиной 0,2…0,4 мм, которые закрепляют с двух сторон под винты крепления шкалы.

    При измерении ЭПС конденсаторов следует соблюдать определенную осторожность, поскольку существует вероятность поражения электрическим током заряженного конденсатора!

    А. МУЛЫНДИН, г. Алма-Ата, Казахстан

    Радио, №1, 2011г

    Предлагаемый прибор, кроме обычного измерения частоты сигналов, может измерять их период, а также длительность положительных и отрицательных импульсов.

    Вдобавок к этому частота сигналов менее 1 кГц вычисляется как величина, обратная их периоду, а период повторения сигналов, меньший 1000 мкс, — как величина, обратная их частоте.

    Это повышает точность измерения.

    Page 3

    Источник: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=1007

Понравилась статья? Поделить с друзьями: