Измеритель эпс конденсаторов своими руками – Прибор для измерения ЭПС.Интересно тем,кто дружит с электроникой… – Законченные проекты

Прибор для измерения ЭПС.Интересно тем,кто дружит с электроникой… – Законченные проекты

Привет всем.Вот небольшой проэкт так сказать выходного дня-точнее дня без заказов.Слепленный из подручных средств измеритель ЭПС.Все дальнейшее я думаю будет интересно тем,кто часто чинит электронную аппаратуру.

Для чего мерить ЭПС(Эквивалентное последовательное сопротивление)?На всякий случай вкратце напомню-хотя все наверное давно знают. Электролитик-самая потенциально ненадежная деталь в аппаратуре. Когда начинает накрываться электролитический конденсатор-то у него уменьшается емкость и кроме того начинает увеличиваться внутреннее сопротивление,чаще всего из за ухудшения контакта обкладок с выводами.Если такой конденсатор будет например в импульсном блоке питания,инверторе или даже в усилителе-то ничего хорошего точно не будет.Скорее всего будут симптомы непонятной неисправности.А уж если это древние блоки промышленной электроники,которые часто приходится ремонтировать-то тут конденсаторы дохнут пачками.

На всякий случай-просьба не кидать тапки за теорию-попытался рассказать максимально упрощенно…

Кроме того при выпаивании,от нагрева конденсатор часто реанимируется.Само собой ненадолго.Что еще больше усложняет задачу.И измеритель емкости здесь мало поможет .Как правило емкость еще в нормальных пределах-а внутреннее сопротивление уже большое.

У меня давно был сделан измеритель ЭПС ,но второпях и на изоленте…И вот почти целый день без заказов.Да еще в руки попало вот это:

 

 

 

Прихватил на какой то заброске-а оказалось ,какие то плохиши уже клеммы склевали.Но зато есть все что надо.И место под батарейки и для переменного резистора установки нуля.

Со схемой решил не экспериментировать-собранный на соплях предидущий вариант неплохо себя показал.

Вот его схема-максимально простая…

Эта схема нравится мне по нескольким причинам:

-измерение ЭПС без выпайки из схемы конденсатора

-питание от 1.5вольта

-максимальная простота

-возможность использовать любой стрелочный прибор от 200мкА до 10 ма.

-в дежурном режиме потребляемый ток около 0.5ма,при измерении-не более тока милиамперметра (при замкнутых щупах)

-возможность собрать из разного хлама

На транзисторе VT1собран генератор на частоту около 15кГц.На VT2 детектор-усилитель

Если поставить более современные транзисторы (например КТ3102)-то придется увеличить до 1мОм резистор установки нуля.

Печатную плату делать не стал -деталей тут немного

Наматываем контурную катушку

Взял кусочек макетной платы в пару квадратных сантиметров и на нем собрал всю электронную начинку

Разобрал древний омметр и выкинул все лишнее

Разистор установки нуля ставим на штатное место.На место где были клеммы делаем пластмассовую накладку.Ставим на нее две клеммы и выключатель питания-микротумблер

Небольшая засада-батарейный отсек под древние батарейки ФБС.Но зато по диагонали отлично входит мизинчиковая батарейка.Делаем под нее гнездо из контактов от батарейного отсека какого то плеера,кусочка стеклотекстолита и жесткого толи поролона-то ли пенопласта

Закрепляем плату с деталями термопистолетом и соединяем все проводами.

Временно ставим старую шкалу и проводим градуировку.Замыкаем клеммы и выставляем на ноль .Затем подключаем резисторы и замечаем какое деление старой шкалы соответствует какому сопротивлению.Для градуировки я использовал резисторы 1ом пару штук и пять резисторов 0.1Ом и соединял их в разных комбинациях.

Потом суем старую шкалу в сканер ,сканируем и обрабатываем графическим редактором.Распечатываем и наклеиваем

Собираем все и наслаждаемся результатом.

 

 

И пару слов по применению.Провода со щупами не надо делать слишком длинными и тонкими.Перед началом работы замыкаем щупы и устанавливаем на ноль.В процессе работы ноль может уйти немного-но это не важно,так как прибор индикаторный.

Если например конденсатор 1000Мкф покажет нам сопротивление 2ома-то он однозначно не свежий,а если в районе 0.5Ом то он вполне нормален.Рекомендую тому кто соберет прибор потренироваться с несколькими новыми конденсаторами -все сразу станет понятно при разбраковке.

Часто весь ремонт древних блоков управления заключается у меня в поочередном тыканье измерителем ЭПС во все конденсаторы и замене подозрительных.В большинстве случаев после этого все работает.

И напоследок-плата в которой мы меряем ЭПС должна быть обесточена и конденсаторы большой емкости разряжены.Иначе могут сгореть в приборе защитные диоды-те что на схеме четыре штуки.Их недолго поменять.Сам прибор не страдает .Но я так пока не подрывался…

Изменено 16 июля 2013 пользователем 676

www.chipmaker.ru

Прибор esr для измерения конденсаторов своими руками. ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру. Как проверить конденсатор. Практическе эксперименты и опыты

ESR метр своими руками . Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический . Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.

Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.

Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность , приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.

Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.

Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать .

Описание ESR метра для конденсаторов

Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.

Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к пример

rzdoro.ru

Измеритель эпс конденсаторов своими руками

В статье приводятся варианты схемы простого прибора, позволяющего находить неисправные электролитические конденсаторы, не выпаивая их из схемы. Кроме того, данным прибором можно “прозванивать” электрические цепи, проверять прохождение сигнала в устройствах ВЧ и НЧ, оценивать моточные изделия на предмет наличия короткозамкнутых витков.

Несколько лет назад в Интернете автор обнаружил схему несложного прибора, позволяющего выявлять неисправные электролитические конденсаторы. Заинтересовавшись этим, автор решил собрать и испытать этот “измеритель ESR”. Результат превзошел все ожидания: телевизор Toshiba, находившийся в ремонте несколько дней (не запускался БП), был отремонтирован буквально за 5 минут. С помощью этого прибора были обнаружены два электролитических конденсатора с повышенным ESR, которые до этого были выпаяны из платы и проверены обычным тестером на “подергивание стрелки”. Стрелка отклонялась, и исправность конденсаторов не вызывала сомнений. После замены конденсаторов телевизор нормально заработал.

Итак, обо всем по порядку. Для начала позвольте немного теории, чтобы полнее представлять суть проблемы. ESR – это аббревиатура от английских слов Equivalent Serial Resistance, в переводе означает “эквивалентное последовательное сопротивление”. В упрощенном виде электролитический (оксидный) конденсатор представляет собой две алюминиевые ленточные обкладки, разделенные прокладкой из пористого материала, пропитанного специальным составом – электролитом. Диэлектриком в таких конденсаторах является очень тонкая оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевой фольги при подаче на обкладки напряжения определенной полярности. К этим ленточным обкладкам присоединяются проволочные выводы. Ленты сворачиваются в рулон, и все это помещается в герметичный корпус. Благодаря очень малой толщине диэлектрика и большой площади обкладок оксидные конденсаторы при малых габаритах имеют большую емкость.

Cхема простейшего измерителя ESR

Cхема усовершенствованного измерителя ESR

Cхема малогабаритного измерителя ESR

Схема прибора на ИМС К561ЛА7

Рис. 5 Внешний вид прибора
Рис. 6 Расположение деталей внутри корпуса
Рис. 7 RC-генератор

Что такое ESR (ЭПС)?

Мы уже привыкли к основным параметрам конденсатора: ёмкости и рабочему напряжению. Но в последнее время не менее важным параметром стало его эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС). Что же это такое и на что оно влияет?

Так как ЭПС наиболее сильно влияет на работу электролитических конденсаторов, то в дальнейшем речь пойдёт именно о них. Сейчас мы разберём электролитический конденсатор по косточкам и узнаем, какие же тайны он скрывает.

Любой электронный компонент не идеален. Это относится и к конденсатору. Совокупность его свойств показывает условная схема.

Как видим, реальный конденсатор состоит из ёмкости

C, которую мы привыкли видеть на схемах в виде двух вертикальных полос. Далее резистор R_s, который символизирует активное сопротивление проволочных выводов и контактного сопротивления вывод – обкладка. На фото видно, как проволочные выводы крепятся к обкладкам методом заклёпочного соединения.

Так как любой, даже очень хороший диэлектрик имеет определённое сопротивление (до сотен мегаом), то параллельно обкладкам изображается резистор Rp. Именно через этот «виртуальный» резистор течёт так называемый ток утечки. Естественно, никаких резисторов внутри конденсатора нет. Это лишь для наглядности и удобного представления.

Из-за того, что обкладки у электролитического конденсатора скручиваются и устанавливаются в алюминиевый корпус, образуется индуктивность L.

Свои свойства эта индуктивность проявляет лишь на частотах выше резонансной частоты конденсатора. Приблизительное значение этой индуктивности – десятки наногенри.

Итак, из всего этого выделим то, что входит в ЭПС электролитического конденсатора:

Сопротивление, которое вызвано потерями в диэлектрике из-за его неоднородности, примесей и наличия влаги;

Омическое сопротивление проволочных выводов и обкладок. Активное сопротивление проводов;

Контактное сопротивление между обкладками и выводами;

Сюда же можно включить и сопротивление электролита, которое увеличивается из-за испарения растворителя электролита и изменения его химического состава вследствие взаимодействия его с металлическими обкладками.

Все эти факторы суммируются и образуют сопротивление конденсатора, которое и назвали эквивалентным последовательным сопротивлением – сокращённо ЭПС, а на зарубежный манер ESR (Equivalent Serial Resistance).

Как известно, электролитический конденсатор в силу своего устройства может работать только в цепях постоянного и пульсирующего тока из-за своей полярности. Собственно, его и применяют в блоках питания для фильтрации пульсаций после выпрямителя. Запомним эту особенность конденсатора – пропускать импульсы тока.

А если ESR – это, по сути, сопротивление, то на нём при протекании импульсов тока будет выделятся тепло. Вспомните о мощности резистора. Таким образом, чем больше ЭПС – тем сильнее будет греться конденсатор.

Нагрев электролитического конденсатора – это очень плохо. Из-за нагрева электролит начинает закипать и испаряться, конденсатор вздувается. Наверное, уже замечали на электролитических конденсаторах защитную насечку на верхней части корпуса.

При длительной работе конденсатора и повышенной температуре внутри его электролит начинает испаряться, и давить на эту насечку. Со временем давление внутри возрастает настолько, что насечка разрывается, высвобождая газ наружу.

“Хлопнувший” конденсатор на плате блока питания (причина — превышение допустимого напряжения)

Также защитная насечка предотвращает (или ослабляет) взрыв конденсатора при превышении допустимого напряжения или изменении его полярности.

На практике бывает и наоборот – давление выталкивает изолятор со стороны выводов. Далее на фото показан конденсатор, который высох. Ёмкость его снизилась до 106 мкФ, а ESR при измерении составило 2,8Ω, тогда как нормальное значение ESR для нового конденсатора с такой же ёмкостью лежит в пределах 0,08 — 0,1Ω.

Электролитические конденсаторы выпускают на разную рабочую температуру. У алюминиевых электролитических конденсаторов нижняя граница температуры начинается с — 60 0 С, а верхняя ограничена +155 0 С. Но в большинстве своём такие конденсаторы рассчитаны на работу в температурном диапазоне от -25 0 С до 85 0 С и от -25 0 С до 105 0 С. На этикетке иногда указывается только верхний температурный предел: +85 0 С или +105 0 С.

Наличие ЭПС в реальном электролитическом конденсаторе влияет на его работу в высокочастотных схемах. И если для обычных конденсаторов это влияние не столь выражено, то вот для электролитических конденсаторов оно играет весьма важную роль. Особенно это касается их работы в цепях с высоким уровнем пульсаций, когда протекает существенный ток и за счёт ESR выделяется тепло.

Взгляните на фото.

Вздувшиеся электролитические конденсаторы (причина — длительная работа при повышенной температуре)

Это материнская плата персонального компьютера, который перестал включаться. Как видим, на печатной плате рядом с радиатором процессора расположено четыре вздувшихся электролитических конденсатора. Длительная работа при повышенной температуре (внешний нагрев от радиатора) и приличный срок эксплуатации привёл к тому, что конденсаторы «хлопнули». Виной тому – нагрев и ESR. Плохое охлаждение отрицательно сказывается не только на работе процессоров и микросхем, но, как оказывается, и на электролитических конденсаторах!

Снижение температуры окружающей среды на 10 0 C продлевает срок службы электролитического конденсатора почти вдвое.

Аналогичная картина наблюдается в отказавших блоках питания ПК – электролитические конденсаторы также вздуваются, что приводит к просадке и пульсациям напряжения питания.

Неисправные конденсаторы в БП ПК ATX (причина — низкое качество конденсаторов)

Нередко из-за длительной работы импульсные блоки питания точек доступа, роутеров Wi-Fi, всевозможных модемов также выходят из строя по причине «хлопнувших» или потерявших ёмкость конденсаторов. Не будем забывать, что при нагреве электролит высыхает, а это приводит к снижению ёмкости. Пример из практики я описывал здесь.

Из всего сказанного следует, что электролитические конденсаторы, работающие в высокочастотных импульсных схемах (блоки питания, инверторы, преобразователи, импульсные стабилизаторы) работают в довольно экстремальных условиях и выходят из строя чаще. Зная это производители выпускают специальные серии с низким ESR. На таких конденсаторах, как правило, присутствует надпись Low ESR, что означает “низкое ЭПС”.

Известно, что конденсатор обладает ёмкостным или реактивным сопротивлением, которое снижается с ростом частоты переменного тока.

Таким образом, с ростом частоты переменного тока, реактивное сопротивление конденсатора будет падать, но только до тех пор, пока оно не приблизится к величине эквивалентного последовательного сопротивления (ESR). Его то и необходимо измерить. Поэтому многие приборы – измерители ESR (ESR-метры) измеряют ЭПС на частотах в несколько десятков – сотен килогерц. Это необходимо для того, чтобы «убрать» величину реактивного сопротивления из результатов измерения.

Стоит отметить, что на величину ESR конденсатора влияет не только частота пульсаций тока, но и напряжение на обкладках, температура окружающей среды, качество изготовления. Поэтому однозначно сказать, что ESR конденсатора, например, равно 3 омам, нельзя. На разной рабочей частоте величина ESR будет разной.

ESR-метр

При проверке конденсаторов, особенно электролитических, стоит обращать внимание на величину ESR. Для тестирования конденсаторов и измерения ESR существует немало серийно выпускаемых приборов. На фото универсальный тестер радиокомпонентов (LCR-T4 Tester) функционал которого поддерживает замер ESR конденсаторов.

В радиотехнических журналах можно встретить описания самодельных приборов и приставок к мультиметрам для измерения ESR. В продаже можно найти и узкоспециализированные ESR-метры, которые способны измерять ёмкость и ЭПС без выпайки их из платы, а также разряжать их перед этим с целью защиты прибора от повреждения высоким остаточным напряжением конденсатора. К таким приборам относятся, например, такие как ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.

При ремонте электроники приходится часто менять электролитические конденсаторы. При этом для оценки их качества измеряются такие параметры, как ёмкость и ESR. Чтобы было с чем сравнивать, была составлена таблица ESR, в которой указано ЭПС новых электролитических конденсаторов разных ёмкостей. Данную таблицу можно использовать для оценки пригодности того или иного конденсатора для дальнейшей службы.

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 – 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:

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:

«>

mytooling.ru

Прибор для проверки оксидных конденсаторов на ЭПС (ESR)

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.

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.

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

Вариант изготовленной печатной платы прибора

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.

П О П У Л Я Р Н О Е:

В ряде устройств напряжение на автомо­бильном аккумуляторе контролируется по числу светящихся светодиодов (обычно 5-6). Чем больше светодиодов светится, тем вы­ше напряжение на аккумуляторе. Но в этом случае легко ошибиться, если не считать светящиеся светодиоды.

Подробнее…

Индикаторы напряжения в бортовой сети автомобиля

Описываемые далее устройства предназначены для допускового контроля напряжения в бортовой сети автомобиля с номинальным напряжением 12 В, хотя могут использоваться и в других случаях. Они не отображают точного значения напряжения, а лишь указывают, находится ли оно в требуемых пределах. Например, в индикаторе, схема которого показана на рис. а ниже, Подробнее…

– н а в и г а т о р –

Популярность: 33 152 просм.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

www.mastervintik.ru

ESR (ЭПС)-метр своими руками | Каталог самоделок

Неисправность электролитических конденсаторов чаще всего является причиной дефектов в радиоэлектронных аппаратах. При этом ёмкостный показатель неисправного конденсатора может совсем немного отличаться от его нормального значения, а ЭПС быть больше. Поэтому зачастую найти поломку в электролитическом конденсаторе с помощью измерителя ёмкости бывает крайне сложно.

В связи с этим именно увеличенный показатель ЭПС является единственным признаком ненормальной работы конденсатора в радиоаппаратуре.

В поиске увеличенного значения ЭПС может помочь специальный прибор, который называется ЭПС-метр. Его можно сделать самостоятельно.

Этот прибор измеряет сопротивление, которое выдаёт конденсатор при частоте в 100 кГц.

Плюсом этого прибора является то, что он не требует абсолютной точности в измерениях, ведь показатель ЭПС дефектного конденсатора обычно в разы превышает установленную норму.

Конструирование ЭПС-метра должно начинаться с составления схемотехнического рисунка в системе LTspice. В итоге должен получиться график, демонстрирующий отклонение стрелки амперметра в зависимости от показателя ЭПС.

По результатам схемотехнического рисунка, который был составлен ранее, можно спроектировать схему в программе OrCAD.

Известно, что в приборе установлено 9-вольтовое питание и регулятор напряжения, за основу которого берётся схема LM 7805. Также для прибора нужны транзисторные приёмники, которые можно выбрать на своё усмотрение, но всё же лучше подойдут 2N3904 (n-p-n) и 2N3906 (p-n-p). Ещё в приборе применимы диоды 1N5711 и измерительная головка с силой тока в 50 мкА.

Небольшое напряжение в конденсаторе, позволяет использовать устройство без его снятия.

В итоге получается разводка односторонней платы без перемычек. Для платы использовались чип-компоненты и проделывались отверстия для крепления деталей, которые позже нужно припаять.

Плата изготавливается с помощью фоторезистора, ЛУТ или ЧПУ.

Для создания шкалы прибора, необходимо произвести практические замеры, которые позже переносится в программу и распечатывается. После этого можно производить сборку всех компонентов.

В заключении, стоит заметить, что перед тем, как измерять показатель ЭПС с помощью самодельного прибора, его необходимо полностью разрядить.

 

Автор: Орлов Александр, Москва.

 

---

volt-index.ru

ESR ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНДЕНСАТОРОВ

   Наиболее слабым местом в любой радиосхеме являются электролитические конденсаторы, которые подвержены постоянному высыханию. И чем большие токи проходят через них — тем этот процесс быстрее. Обычным омметром определить плохой конденсатор не получится, поэтому необходим спецприбор — esr измеритель.

Схема электрическая esr измерителя конденсаторов

Печатные платы — рисунок

   В типичной схеме, может быть 10 или даже 100 конденсаторов. Выпаивать каждый для тестирования очень утомительно и существует большой риск повреждения платы. Этот тестер использует низкое напряжение (250 мВ) высокой частоты (150 кГц), и он способен мерять ESR конденсаторов прямо в схеме. Напряжение выбрано достаточно низкими, чтобы другие окружающие радиоэлементы схемы не влияли на результаты замеров. А если вам случайно доведется испытать заряженный конденсатор — не беда. Этот измеритель выдерживает до 400В заряда на конденсаторе. Опыт показал, что ЭПС метр выявляет около 95% конденсаторов с потенциальными проблемами.

Особенности работы прибора

• Тест электролитических конденсаторов > 1 мкФ.
• Полярность не важна для тестирования.
• Переносит заряд конденсаторов до 400В.
• Низкий ток потребления от батареи — около 25 мА.
• Легко читать данные аналогового измерителя.
• Меряет ЭПС в диапазоне от 0-75 Ом по расширенной шкале с помощью омметра.

   Будьте осторожны, если вы тестируете высоковольтные конденсаторы. Имейте в виду, что высоковольтные конденсаторы могут нести сильный заряд в течение нескольких дней, в зависимости от схемы.

Как использовать ESR метр

   Включаете прибор. Убедитесь, что проверяемая схема находится не под напряжением. Разрядите конденсатор перед тестированием — ЭПС метр не делает этого автоматически. Замкните выводы конденсатора и удерживайте их так в течение нескольких секунд. С помощью вольтметра убедитесь, что конденсатор полностью разряжен. Вольтметр должен показывать нулевое значение. Прикоснитесь щупами ESR метра к конденсатору. Определите сопростивление ESR. Является ли значение ESR приемлемым узнаём путем сравнения измеренного ESR с эталонными данными. Посмотреть эту таблицу можно тут.

el-shema.ru

Измеритель ЭПС конденсаторов — radiohlam.ru

Так как по натуре своей я радиохламер, появилась необходимость иметь ЭПС-метр — измеритель эквивалентного последовательного сопротивления, известного так же как ESR.

Если коротко, то ЭПС конденсатора — очень капризная величина, зависящая от частоты протекающего через конденсатор переменного тока. Чаще всего измерять ЭПС нужно на переменном токе синусоидальной формы частотой 50 – 60 кГц.

В сети перебрал кучу схем, от простых до сложных. Остановился на конструкции, в которой используется микросхема К157ДА1. Достоинствами этой схемы были: линейная шкала индикатора, отсчёт слева направо и отсутствие необходимости переделки шкалы.

Напрягало то, что К157ДА1 – двухканальная, а в выбранной мной конструкции вторая половина этой микросхемы не задействована. Поэтому от оригинальной схемы пришлось отступить. В журнале «Радио» за 1992г. №7 была опубликована схема генератора синусоидальных колебаний как раз на микросхеме К157ДА1.

Вот такая в итоге получилась схема:

Эта схема позволяет измерять ЭПС конденсатора на двух поддиапазонах: 1Ом и 10 Ом (конечное значение) без выпаивания из схемы. Конденсаторы с более высоким значением ЭПС являются дефектными.

Как работает схема

На DA1.2 выполнен генератор синусоидальных колебаний частотой 50-60кгц (у меня получилось 57кгц). С выхода генератора сигнал поступает на транзистор VT2, который служит для согласования входных – выходных сопротивлений последующих каскадов. Резистор R12 ограничивает выходной ток.

Т.к. величина R12 значительно превышает сопротивление испытуемого конденсатора, то проходящий через него ток можно считать неизменным и определяемым только сопротивлением резистора R12. Падение напряжения на испытуемом конденсаторе будет прямо пропорционально внутреннему сопротивлению. Поэтому шкала прибора будет линейна.

Резисторы R13, R14 и диоды VD1 – VD4 образуют цепь разряда испытуемого конденсатора (если он не разряжен), а также ограничивают выходной сигнал при разомкнутых щупах. На транзисторе VT3 выполнен усилитель, на VT4 – буферный каскад.

На DA1.1 выполнен милливольтметр переменного тока, постоянное выходное напряжение которого пропорционально измеряемому переменному напряжению.

Особенность этого измерителя в том, что при отсутствии измеряемого конденсатора, к стрелочному индикатору (микроамперметру) приложено максимальное выходное напряжение (правда, ограниченное диодами VD1 – VD4). Это вызывает большую перегрузку микроамперметра и может привести к выходу его из строя. Для исключения такой перегрузки введена цепь защиты.

На VT5 выполнен пиковый индикатор, а VT6, VT7 образуют цепь защиты стрелочного индикатора.

Цепь защиты работает следующим образом. Когда величина выходного напряжения милливольтметра превысит допустимый уровень (такой, что величина падения напряжения на R30 превысит где-то 0,6 Вольт), транзисторы открываются, и выходное напряжение на стрелочном индикаторе уменьшается скачкообразно до некоторой величины. При дальнейшем увеличении напряжения оно уменьшается до нуля. Такая особенность защиты может ввести в заблуждение, т.к. если величина ЭПС предположим 15 Ом, то на индикаторе может отобразиться, например, 5 Ом. Чтобы этой путаницы избежать введён пиковый индикатор. Если ЭПС конденсатора больше 1 или 10 Ом (в зависимости от выбранного диапазона) — загорается светодиод VD5. Так, при разомкнутых щупах индикатор показывает 0, но горит светодиод, показывая перегрузку. А при замкнутых щупах на индикаторе тоже 0, только светодиод не горит, показывая, что сопротивление действительно равно нулю.

Конструкция и детали

Микросхема включена по питанию в однополярном варианте. Резисторы R1, R2, R24, R25 образуют искусственную среднюю точку. Конденсаторы С1 и С11 уменьшают уровень пульсаций. Если питающий стабилизатор хороший, то их можно не ставить. Резисторы R3, R5 и конденсаторы С2, С4 образуют мост Вина (частотозадающая цепь). Транзистор VT1 используется как регулируемое сопротивление, применил рекомендованный автором. Транзисторы VT2 и VT4 установил какие были под рукой. Транзисторы VT3 и VT5 — с большим h31э. Узел защиты с транзисторами VT6 и VT7, решил выполнить отдельно, чтобы упростить печатную плату. Номиналы переходных конденсаторов не критичны. Можно использовать от 0.1 до 0.01мкф. Если ошибиться с полярностью конденсатора С3, то схема работать не будет. Если прибор будет использоваться для проверки не разряженных конденсаторов (в схеме), то диоды VD1 – VD4 должны выдерживать прямой ток до 1 А. Микроамперметр может быть применён на ток 100 мкА, но это значение не критично. В своём варианте я применил микроамперметр от магнитофона (на 300 мкА). Корпус использовал от приставки – селектора каналов дециметрового диапазона. С платы этой приставки удалил все детали кроме выключателя сети, светодиода и переключателя 2ПК, который использовал для переключения предела измерения. На этой же плате смонтировал схему питания, установил стрелочный индикатор и плату прибора. В качестве индикатора предела измерения использовал два светодиодных индикатора АЛ304Г.

Налаживание прибора

Движок R10 установливаем в нижнее по схеме положение. Временно отключаем стрелочный индикатор. Вместо R3 и R5 впаиваем сдвоенный переменный резистор. Подаём питание, наблюдаем по осциллографу форму и частоту генерируемых колебаний. Сдвоенным резистором устанавливаем частоту несколько ниже номинальной. Т.к. конденсаторы С2 и С4 имеют разброс по ёмкости, возникает необходимость балансировки моста Вина. Для этого к одному из сдвоенных резисторов добавляем ещё один переменный резистор. И манипулируя им, добиваемся наименьших искажений и максимальной амплитуды. При этом контролируем численное значение частоты генерируемых колебаний. Чтобы получить правильную синусоиду, требуется дополнительная регулировка резисторов R4, R6 и R10.

Далее, — к разъёму Сх подпаиваем резистор 10 Ом (он будет эталоном второго поддиапазона). Изменяя R12, добиваемся величины падения напряжения меньше 100 мВ на эталонном резисторе.

Настраиваем милливольтметр. Вместо R29 и R30 впаиваем подстроечные резисторы, к R30 подключаем авометр в режиме измерения тока на 1 – 10ма. Изменяя R29, добиваемся показаний авометра кратных штатному стрелочному индикатору. То же самое можно проделать подбором R22 , изменяя чувствительность микросхемы. Подпаиваем штатный стрелочный индикатор и проводим окончательную регулировку, устанавливаем стрелку на последнее деление шкалы.

Настраиваем узел защиты. К разъёму Сх подпаиваем переменный резистор 20 ом. Движок этого резистора устанавливаем в положение минимального сопротивления. Плавно увеличивая сопротивление, переводим стрелку стрелочного индикатора максимально за пределы шкалы. Изменяя R30, добиваемся скачкообразного уменьшения показаний прибора. Снова на разъёме Сх устанавливаем сопротивление 10 Ом. Проверяем отклонение стрелки индикатора на конечное деление шкалы. Если показание не соответствует этому, снова проводим регулировку. Манипулируя R29 и R30, добиваемся правильных показаний стрелочного индикатора. Далее вместо подстроечных впаиваем постоянные резисторы. На разъёме Сх устанавливаем сопротивление 1 Ом. Резистором R26 добиваемся отклонения стрелки индикатора на конечное деление шкалы.

Настраиваем пиковый индикатор. На разъёме Сх устанавливаем сопротивление чуть больше 10 Ом. Изменяя величину R28, добиваемся зажигания светодиода.

На этом регулировка прибора заканчивается.

В своём варианте я использовал стрелочный индикатор от магнитофона, у которого два сектора: зелёный и красный. Для меня не важно численное значение ЭПС конденсатора, главное – годен или нет. Такое изображение шкалы значительно упрощает настройку системы защиты. Т.к. конец зелёного сектора это не конец всей шкалы и как следствие меньше перегружается стрелочный индикатор.

Узел защиты выполнен на отдельной плате и подпаян к стрелочному индикатору. Разъём Сх я использовал от старых телевизоров на семь штырьков, — 3 чёрных и 4 белых. Это позволяет проверять конденсаторы без щупов. Разъём с платой соединён коротким одножильным проводом диаметром 1мм.

Схема питания (рисунок слева). Если не использовать светодиодные индикаторы АЛ304Г, то часть схемы на транзисторах можно исключить.

Кликните, чтобы посмотреть фото собранного прибора

[свернуть]

radiohlam.ru