Esr mahtuvuse mõõteseadmete tööpõhimõte. ESR-mõõtur oksiidkondensaatorite jaoks. Kuidas kondensaatorit kontrollida. Teoreetiline teave kondensaatorite kohta

ESR-mõõtur

Kondensaatorite testimiseks otsustasin kokku panna nn ESR-mõõturi. Dioodide ja takistite testimisel pole probleeme, kuid kondensaatoritega on see keerulisem , mis tähendab "ekvivalentset seeriatakistust". Selgitame seda lihtsamalt. Lihtsustatud kujul koosneb elektrolüütkondensaator kahest alumiiniumribast plaadist, mis on eraldatud elektrolüüdiga immutatud poorsest materjalist vahetükiga (sellest ka nimi elektrolüütiline). Selliste kondensaatorite dielektrik on väga õhuke oksiidkile, mis tekib alumiiniumfooliumi pinnale, kui plaatidele rakendatakse teatud polaarsusega pinget. Nende lintkatete külge on kinnitatud juhtmejuhtmed. Lindid rullitakse rulli ja kogu asi asetatakse suletud korpusesse. Dielektriku väga väikese paksuse ja plaatide suure pindala tõttu on oksiidkondensaatoritel vaatamata nende väikestele mõõtmetele suur võimsus.

Töötamise ajal toimuvad kondensaatori sees elektrokeemilised protsessid, mis hävitavad klemmi ristmiku plaatidega. Kontakt katkeb ja selle tulemusena tekib nn üleminekutakistus, mis ulatub kümnete oomideni või enamgi, mis võrdub takisti jadamisi ühendamisega kondensaatoris, mis asub kondensaatoris endas. Laadimis- ja tühjenemisvoolud põhjustavad selle "takisti" kuumenemist, mis suurendab veelgi destruktiivset protsessi. Teine elektrolüütkondensaatori rikke põhjus on "kuivamine", kui elektrolüüt aurustub halva tihenduse tõttu. Sel juhul suureneb kondensaatori mahtuvuslik reaktants (Xc), kuna viimase mahtuvus väheneb. Jadatakistuse olemasolu mõjutab seadme tööd negatiivselt, rikkudes ahela kondensaatori loogikat. (Kui näiteks ühendada alaldi filtri kondensaatoriga järjestikku kümne oomi takistusega takisti, suureneb alaldatud pinge pulsatsioon viimase väljundis järsult). Eriti tugevalt mõjutab lülitustoiteallikate tööd kondensaatorite suurenenud ESR väärtus (ja ainult kuni paar oomi).

Selle ESR-mõõturi tööpõhimõte põhineb kondensaatori mahtuvuse mõõtmisel, st sisuliselt on tegemist vahelduvvoolul töötava oommeetriga.

Nagu teada, Xс = 1/2πfC, Kus

Xс - mahtuvus, Ohm;
f - sagedus, herts;
C - mahtuvus, Farad.

DD1 kiip sisaldab ristkülikukujulist impulssgeneraatorit (elemendid D1.1, D1.2), puhvervõimendit (elemendid D1.3, D1.4) ja transistore kasutavat võimendi astme. Generatsioonisagedus määratakse elementide C1 ja R1 abil ning see on 100 kHz. Ristkülikukujulised impulsid juhitakse läbi eralduskondensaatori C2 astmelise trafo T1 primaarmähisesse. Sekundaarmähisesse on dioodialaldi järel ühendatud mikroampermeeter, mille skaalal loetakse ESR väärtust. Kondensaator C3 tasandab alaldatud pinge pulsatsiooni. Kui toide on sisse lülitatud, kaldub mikroampermeetri nõel lõpliku skaala märgini (see saavutatakse takisti R2 valimisel). See asend vastab mõõdetud ESR-i "lõpmatuse" väärtusele. Kui ühendate töötava oksiidkondensaatori paralleelselt trafo T1 mähisega, siis kondensaator läheb väikese mahtuvuse tõttu mähisest mööda ja arvesti nõel läheneb nullile. Kui mõõdetud väärtuses on defekt, suureneb selles olev ESR väärtus . Mida kõrgem ESR, seda rohkem voolu läbib mähise ja seda vähem läbi kondensaatori ning seda lähemal on nool „lõpmatuse” positsioonile.

Trafo on peale keritud ferriitrõngas välisläbimõõduga 10...15 mm. Primaarmähis sisaldab 10 keerdu PEV-2 traati läbimõõduga 0,5 mm, sekundaarmähis sisaldab 200 keerdu PEV-2 traati läbimõõduga 0,1 mm. Diood peab olema germaanium, näiteks D9, D310, D311, GD507. Räni dioodid neil on kõrge avanemislävipinge (0,5...0,7 V), mis põhjustab madalate takistuste mõõtmise valdkonnas arvesti skaala tugevat mittelineaarsust. ESR-mõõtur on kalibreeritud mitme 1-oomise takisti abil. Sondide sulgemisel märkige, kus asub skaala nullmärk. Ühendusjuhtmete takistuse tõttu ei pruugi see toite väljalülitamisel kokku langeda noole asendiga. Seetõttu peaksid sondidesse minevad juhtmed olema võimalikult lühikesed. Järgmisena ühendage kaks paralleelselt ühendatud 1 oomi takistit ja märkige noole asend, mis vastab mõõdetud takistusele 0,5 oomi. Seejärel ühendage takistid 1, 2, 3, 5 ja 10 oomi ja märkige nende takistuste mõõtmisel noole asukohad. Võime siinkohal peatuda, kuna elektrolüütkondensaatorid, mille võimsus on üle 4,7 μF ja mille ESR on üle 10 oomi, kuigi nad võivad töötada, ei kesta kaua :)

Seadmete parandamisel seisavad raadiomehaanika spetsialistid silmitsi erinevate probleemidega - kahjustatud rööpad plaatidel, oksüdatsioon, läbipõlenud elemendid, paisunud kondensaatorid. Need vead on seadme esmasel ülevaatusel selgelt nähtavad ja nende kõrvaldamine ühegi inseneri kõige elementaarsemate tööriistade abil pole keeruline. Kuid on juhtumeid, kus visuaalsest kontrollist ei piisa.

Kondensaatorid on erineva võimsusega, nii väga suured (4000, 10000 µF) kui ka väga väikesed (näiteks 0,33 µF, selliseid osi kasutatakse aktiivselt erinevate kontoriseadmete komponentide kokkupanemisel). Ja kui esimeste ülemise katte turse on nende suuruse tõttu selgelt nähtav, siis teise puhul võib nende rikke tuvastamine põhjustada palju probleeme.

Selles aitab lihtne seade kondensaatorite testimiseks - ESR arvesti. Seda pole keeruline oma kätega teha, kui teil on piisavad teadmised vooluringide projekteerimisest. See võib olla kas iseseisev seade või valmistatud digitaalse multimeetri kinnitusena. Selle abil saate hõlpsalt tuvastada rikkeid, nagu rike ja kuivamine.

Elektrolüütkondensaatorid neil on mitmeid nende jaoks olulisi parameetreid korralik toimimine seadme skeemil. See on selle mahtuvus, dielektriline takistus klemmide ja korpuse vahel ning tema enda induktiivsus, samaväärne jadatakistus või Ameerika stiilis samaväärne seeriatakistus. ESR on kondensaatoriplaatide ja selle jalgade, millega see on tahvli külge joodetud, ja klemmide takistus.

Selle näitaja arvutamiseks on olemas spetsiaalsed valemid, kuid keegi ei kasuta neid reaalses praktikas. Selle mõõtmiseks seadet on palju lihtsam kokku panna ja saadud tulemusi võrrelda elektrolüütkondensaatorite ESR-i tabeliga, mis näitab väärtusi millioomides, sõltuvalt osade omadustest - mahtuvus ja toetatud pinge.

Kondensaatoreid kasutatakse peaaegu kõikjal. Ükski isegi minimaalse keerukusega seadmeahel ei saa ilma nendeta hakkama.

IN personaalarvutid neid leidub toiteallikates, monitorides ja oluliste komponentide läheduses emaplaadid- võrk ja helikiibid, protsessori toitesüsteemis, lõuna- ja põhjasild, RAM.

IN kõlarisüsteemid ja võrguseadmete (nt ruuterid, kommutaatorid) need asuvad võimendite ja LAN-portide läheduses. Kõik need tagavad nendele elementidele stabiilse toite ja nagu teada, võivad vähimadki toiteallika probleemid põhjustada mõlemat tööprobleemi - külmumist, pidurdamist ja banaalset tööst keeldumist.

Kuivanud ja katkiseid kondensaatoreid ei saa lihtsa kontrolliga tuvastada, seega on ESR-mõõtur see, mis suudab kindlaks teha rikke põhjuse. Selleks eemaldatakse kahtlusalused osad tahvlilt ja kontrollitakse neid seadmega. Ilma jootmiseta ei ole soovitatav neid kontrollida - näidikud võivad sel juhul olla liiga ebatäpsed. Kui takistuse väärtus on liiga kõrge, tuleks komponent asendada madalaima ESR-iga komponendiga.

Seadme põhielemendid

Keskmes ESR-mõõturi ahelad peitub K561LN2 tüüpi impulssgeneraatori kiip, mis töötab sagedusel kuni 120 kHz. Täiendava mugavuse huvides ei saa mikrolülitust ennast otse plaadi sisse joota, vaid kasutada saab spetsiaalset vajaliku arvu jalgadega paneeli. See võimaldab teil ebaõnnestunud osa kiiresti välja vahetada ja ilma täiendavate toiminguteta asendada jootekolvi ja joote imemisega. Selle generaatori analoogina saate kasutada K1561LN2, mis on omadustelt sarnane.

Sagedust reguleeritakse takistist ja kondensaatorist koosneva ahelaga. Reguleerimine ja sätted ESR-i mõõtmised teostab trimmitakisti.

Toiteallikaks on kas standardne CR2032, mis toodab kuni 3 volti pinget või kui sellest tööks ei piisa, siis 9-voldine laetav aku, mis on ühendatud läbi spetsiaalse klemmi (neid leidub mõnes isetoitel näiteks kellad või vanad Crohni tüüpi patareid). Vahelduvpingemõõturis on multimeeter, mis tuleb lülitada vastavale režiimile, ja germaaniumdioodid.

Kondensaatori testeri kokkupanek saab toota nii umbes 4 x 6 sentimeetri suurusel leivaplaadil kui ka spetsiaalsetel trükkplaatidel. Teine võimalus on veidi kallim, kuid selle eeliseks on kõigi vajalike elementide ja neid ühendavate radade sümbolite olemasolu tahvlil.

Trükkplaadid on valmistatud foolium PCB-st ja enne elementide paigaldamist tuleb nende kontaktid joodisega tinatada.

Kasutades arendusplaadid, elementide paigutus ja nende ühendamine toimub iseseisvalt. Ahela loomiseks kasutatakse piisava paksusega fluoroplastilise isolatsiooniga juhtmeid, et vältida kuumusest tulenevaid kahjustusi.

Sondidena saab kasutada nii ostetud kui ka isevalmistatud sonde. Teisel juhul peate iseseisvalt hoolitsema kasutatud materjali hea juhtivuse ja multimeetrile mineva traadi piisava paksuse eest. Ei ole soovitatav kasutada pikki juhtmeid, üle 10 sentimeetri.

Võimalik puudused ja kommentaarid selle seadme töö kohta:

1. Kui aku toide on ebastabiilne, on võimalikud märkimisväärsed kõrvalekalded mõõtmise täpsuses, ärge unustage akut perioodiliselt multimeetriga kontrollida ja ärge laske sellel tühjeneda rohkem kui 1 volti.
2. Isegi täisfunktsionaalse aku korral ei pretendeeri selliselt valmistatud seade ülitäpsusele. Seda saab kasutada omamoodi elementide jõudluse indikaatorina ja määrata, kas kondensaator sobib paigaldamiseks või asendamiseks.

Esimesel ja teisel puudusel on ühine lahendus - piisab, kui paigaldada ahelasse stabilisaator, mis toidetakse otse akust, ja kaks kondensaatorit. See suurendab seadme töökindlust ja täpsust, mis võimaldab kõrvale jätta olukorrad, kus mõõdetava elemendi liiga väikese takistuse korral andis multimeeter oodatud väärtuse asemel lühise.

Seadme kalibreerimise protseduur

Pärast seadme paigaldamist tahvlile ja esmaste testide tegemist tuleb see kalibreerida. Selleks vajate reguleerimiseks ostsilloskoopi ja takistite komplekti väärtusega 1 kuni 80 oomi. Kalibreerimisprotseduur:

1. Mõõdame sagedust sondidel ostsilloskoobiga. See peaks olema vahemikus 120-180 kHz. Madalamal või kõrgemal sagedusel reguleeritakse seda, valides komplektist takisti.
2. Ühendame multimeetri sondidega, valime mõõtmisrežiimi millivoltides.
3. Sondidega ühendame 1 oomi takisti. Kasutades vooluringis trimmeri takistit, seadsime multimeetril pinge väärtuseks 1 millivolt.
4. Ühendame järgmise nimitakisti väärtust muutmata ja registreerime multimeetri näidud. Kordame kogu komplektiga ja valmistame plaadi.

Pärast kalibreerimist saab seadet kasutada. See aitab tuvastada reaktiivsusega seotud vigu. Neid ei saa muul viisil diagnoosida.

Ekvivalent Series Resistance (ESR), mis on elektrolüütkondensaatorite üks olulisi parasiitparameetreid, on viimastel aastatel saavutanud laialdase populaarsuse elektroonikaseadmete parandajate seas. ESR-mõõturid ja sondid on koos testeri või multimeetriga muutunud paljude käsitööliste jaoks oluliseks tööriistaks.
Kondensaatori ESR-i suurenemine mitme oomi ja mõnikord mitme kümnendiku oomi võrra võib põhjustada seadme, millesse see on paigaldatud, talitlushäireid, mida on mõnikord võimatu tuvastada olemasolevate mahtuvusmõõturite abil, mis ei suuda vastu võtta arvestage kondensaatori muid parameetreid.

Tavaliselt ei nõuta remondipraktikas ESR-i mõõtmisel erilist täpsust, mistõttu ei tekita märgatav viga sondides sageli vigaste elementide leidmisel ning kondensaatori seisukorra määramist sondiga saab lihtsustada selle kvaliteedi hindamisega, mis põhineb põhimõte, kas see sobib või ei sobi tööks seadme konkreetses üksuses.
Kuid tuleb märkida, et suurte impulssvooludega, näiteks muundurifiltrites, töötavate kondensaatorite puhul on mõnikord vaja objektiivsemat kvaliteedi hindamist ja kümnendiku või isegi sajandiku oomi viga võib olla märkimisväärne.

Enamik remondipraktikas kasutatavatest populaarsetest ESR-instrumentidest ja sondidest põhinevad vahelduvvoolu impedantsi mõõtmisel sagedusel 40–100 kHz. Sellise sagedusega suurte väärtustega elektrolüütkondensaatorite puhul näitavad sellised seadmed ESR-i väärtusele võimalikult lähedasi väärtusi, mis moodustavad nendel sagedustel suurema osa impedantsist.
Selle meetodi puuduseks on märkimisväärne viga väikeste mahtuvusväärtuste (alla 10 uF) mõõtmisel, kui kondensaatori reaktants teatud sagedusel on võrreldav ja võib ületada ESR-i.
Seejärel kuvab seade impedantsi väärtust ja tegelik ESR-i väärtus võib olla mitu korda väiksem.

Üks ESR-sondide kasutamise praktilisuse nõue on võimalus mõõta ilma kondensaatorit plaadilt eemaldamata. Järelikult peab mõõtmisprotsess toimuma piisavalt väikese pingelanguga katsetaval kondensaatoril, välistades ahela pooljuhtelementide üleminekute avamise.

Enamasti panevad meistrimehed sellised lihtsad impedantsimõõturid ise kokku, kasutades internetis laialdaselt kättesaadavaid diagramme, kuid mõned kasutavad ka oma disainilahendusi, võttes arvesse isiklikke eelistusi kasutusmugavuse või mõõtmise täpsuse osas.
Müügil on nii lihtsad LED- või sihverplaadi indikaatoriga sondid kui ka erineva keerukusastmega digitaalse skaalaga arvestid.

Takistuse mõõtmise põhimõtetel ja meetoditel pole vaja pikemalt peatuda, selliseid arutlusi ja kirjeldusi on päris palju ning neid pole Internetist raske leida. Kuid mõned üksikute disainilahenduste omadused võivad siiski tähelepanu väärida.

Selles artiklis tehakse ettepanek kaaluda ühte ESR-i ja mahtuvuse mõõtmise viisi kondensaatori eraldi parameetritena.

Üsna täpset ja lihtsat meetodit, mida kasutatakse paljudes amatöör- ja tööstusseadmetes, rakendatakse käsitööliste seas populaarses mikromeetris - remondifoorumites monitor.net.ru ja monitor.espec.ws.

Kui testitaval kondensaatoril on mahtuvus C laadige alalisvooluallikast I, suureneb pinge selle klemmides väärtusest lineaarselt U R seaduses:

C dU/dt = I = konst.

U R– pingelang kondensaatori aktiivtakistusest (ESR).

Sel juhul määratakse kondensaatori mahtuvus avaldise abil:

Arvutama U R ESR-i arvutamiseks saate seda teha mitmel viisil, näiteks koostades sirgjoone võrrandi kahe punkti abil ja leides X-i nullväärtuse Y-koordinaadi või geomeetriliselt sarnase külgede suhte alusel. kolmnurgad...

Kondensaatori (ESR) aktiivne takistus on sel juhul:

Selle meetodi rakendamiseks pole vaja ADC-d kasutada taimeri juhtimiseks kasutatavad lävipinge väärtused ning mahtuvuse ja ESR-i matemaatilised arvutused teostab mikrokontroller, mille teave kuvatakse LCD-ekraanil.

Mõned sarnased konstruktsioonid kasutavad ESR-i mõõtmiseks lihtsamat, kuid vähem täpset meetodit.
Mõõdetakse pingetaset U R algsel ajal ADC kaudu.
Vaatamata asjaolule, et mõõteimpulss on üsna lühike (1-2 uS), on väiksema võimsusega kondensaatoritel aega laadida suurema väärtuseni kui suure võimsusega kondensaatoritel, mis tekitab erinevate kondensaatorite väärtuste ESR-i mõõtmisel mõningase vea.

Pange tähele, et ESR, mõõdetuna alalisvooluga, on elektrolüütkondensaatori kvaliteedi suhteline näitaja.
ESR-i oluline komponent on dielektrilised kaod, mis varieeruvad oluliselt vahelduvvoolu sagedusega.

Kondensaatori faasinihke analüüsil põhinevad keerukamad ja täpsemad mõõtmistehnikad ja -meetodid. Sel juhul määratakse ESR impedantsi ja kadude tangensi korrutisega.

Kommentaarid ja ettepanekud on oodatud ja teretulnud!

IN Hiljuti Amatöörraadios ja erialakirjanduses pööratakse suurt tähelepanu sellistele seadmetele nagu elektrolüütkondensaatorid. Ja see pole üllatav, sest sagedused ja võimsused kasvavad "meie silme all" ja need kondensaatorid kannavad tohutut vastutust nii üksikute komponentide kui ka kogu vooluahela toimimise eest.

Tahaksin kohe hoiatada, et enamik komponente ja skeemilahendusi on korjatud foorumitest ja ajakirjadest, nii et ma ei pretendeeri omapoolsele autorlusele, vastupidi, tahan aidata algajatel remondimeestel välja mõelda lõputud vooluringid ja arvestite ja sondide variatsioonid. Kõik siin esitatud diagrammid on kokku pandud ja testitud rohkem kui üks kord ning selle või selle konstruktsiooni toimimise kohta on tehtud asjakohased järeldused.

Niisiis, esimene skeem, mis on saanud algajate ESR Metrobuildersi jaoks peaaegu klassikaks “Manfred” – nii kutsuvad foorumi kasutajad seda lahkelt selle looja Manfred Ludensi järgi ludens.cl/Electron/esr/esr.html

Seda kordasid sajad ja võib-olla tuhanded raadioamatöörid ning jäid tulemusega enamasti rahule. Selle peamine eelis on järjestikune mõõteahel, mille tõttu minimaalne ESR vastab šundi takisti R6 maksimaalsele pingele, mis omakorda avaldab soodsat mõju detektori dioodide tööle.

Ma ise seda skeemi ei kordanud, vaid jõudsin katse-eksituse meetodil sarnaseni. Puuduste hulgas võib märkida nulli "kõndimist" temperatuuril ning skaala sõltuvust dioodide ja op-amp parameetritest. Seadme tööks vajalik suurenenud toitepinge. Seadme tundlikkust saab hõlpsasti suurendada, vähendades takistid R5 ja R6 1-2 oomini ning suurendades vastavalt operatsioonivõimendi võimendust, võib tekkida vajadus selle asendada 2 suurema kiirusega.

Minu esimene EPS-sämpler, mis töötab hästi tänaseni.

Ahel pole säilinud ja võiks öelda, et seda pole kunagi olemas olnud, kogusin kogu maailmast vähehaaval, mis mulle skeemikujundusest sobis, aga aluseks võeti järgnev raadioajakirjast pärit skeem; :

Tehtud on järgmised muudatused:

1. Mobiiltelefoni liitiumaku toiteks
2. Stabilisaator on välistatud, kuna tööpinge on piiratud Liitiumakuüsna kitsas
3. Trafod TV1 TV2 on šunteeritud 10 ja 100 oomi takistitega, et vähendada emissiooni väikeste võimsuste mõõtmisel
4. 561ln2 väljund oli puhverdatud 2 komplementaarse transistoriga.

Üldiselt nägi seade välja selline:

Pärast selle seadme kokkupanemist ja kalibreerimist läks kohe remonti 5 Meredian digitaalset telefoniaparaati, mis olid 6 aastat "lootusetu" karbis lebanud. Kõik osakonnas hakkasid endale sarnaseid näidiseid tegema :).

Suurema mitmekülgsuse huvides lisasin lisafunktsioone:

1. infrapunakiirguse vastuvõtja kaugjuhtimispultide visuaalseks ja kuuldavaks testimiseks (väga populaarne funktsioon teleri remondiks)
2. selle koha valgustus, kus sondid puudutavad kondensaatoreid
3. “vibrik” mobiiltelefonist, aitab detailideni lokaliseerida halba jootmist ja mikrofoniefekte.

Kaugjuhtimispuldi video

Ja hiljuti postitas hr Simurg foorumisse "radiokot.ru" sarnasele seadmele pühendatud artikli. Selles ta kasutas madalpinge toide, sillamõõteahel, mis võimaldas mõõta ülimadala ESR tasemega kondensaatoreid.

Tema kolleeg RL55, võttes aluseks Simurgi vooluringi, lihtsustas oma ütluste kohaselt seadet ülimalt parameetreid halvendamata. Tema diagramm näeb välja selline:

Alloleva seadme pidin kiiresti kokku panema, nagu öeldakse, "vajadusest". Käisin sugulastel külas ja sealne teler oli katki ja keegi ei saanud seda parandada. Õigemini, seda oli võimalik parandada, aga mitte rohkem kui nädal, horisontaaltransistor oli kogu aeg sees, teleka vooluringi polnud. Siis meenus, et olin foorumites näinud lihtsat testkomplekti, vooluring jäi peast meelde, üks sugulane tegeles ka veidi amatöörraadioga, “neetis” helivõimendeid, nii et kõik osad said kiiresti leitud. Paar tundi jootekolbiga pahvimist ja see aparaat sündiski:

5 minutiga lokaliseeriti ja vahetati välja 4 kuivanud elektrolüütikut, mis multimeetriga normaalseks määrati ning õnnestumise nimel joodud üllast jooki teatud kogus. Peale remonti on teler korralikult töötanud 4 aastat.

Seda tüüpi seade on muutunud nagu imerohi rasketel aegadel, kui teil pole tavalist testrit kaasas. See pannakse kiiresti kokku, tehakse remont ja lõpuks kingitakse see omanikule pidulikult mälestuseks ja “juhuks, kui midagi juhtub”. Peale sellist tseremooniat avaneb maksja hing tavaliselt kaks korda, isegi kolm korda laiemalt :)

Tahtsin midagi sünkroonset, hakkasin juurutusskeemi peale mõtlema ja nüüd ilmus ajakirjas “Raadio 1 2011” justkui võluväel artikkel, ma ei pidanud isegi mõtlema. Otsustasin uurida, mis loomaga tegu. Panin selle kokku ja see sai selline:

Toode ei tekitanud erilist rõõmu, töötab peaaegu nagu kõik eelmised, muidugi on teatud juhtudel 1-2 jaotuse näitude erinevus. Võib-olla on selle näidud usaldusväärsemad, kuid sond on sond ja see ei mõjuta peaaegu üldse defektide tuvastamise kvaliteeti. Varustasin selle ka LED-iga, et saaksin näha "kuhu sa selle paned?"

Üldiselt saab hinge pärast remonti teha. Ja täpsete mõõtmiste jaoks peate otsima kindlama ESR-mõõturi ahela.

Noh, lõpuks postitas liige buratino veebisaidile monitor.net lihtsa projekti, kuidas saab tavalisest odavast digitaalsest multimeetrist ESR-sondi teha. Projekt huvitas mind nii palju, et otsustasin seda proovida ja see tuli sellest välja.

Keha on kohandatud markerist

Mis on ESR?

Ekvivalent jadatakistus (ESR) on elektrolüütkondensaatori äärmiselt oluline parameeter, mis iseloomustab selle jõudlust, kvaliteeti ja vananemisastet. Elektroonikaseadmete remondi seisukohalt on see parameeter isegi olulisem kui võimsus. Kui mõõtsime näiteks 1000 mikrofaradi kondensaatori mahtuvust ja selgus, et see on 650 mikrofaradi, võib kondensaator ikkagi pikka aega töötage seadmes praktiliselt ilma märgatava jõudluse halvenemiseta (see sõltub muidugi suuresti konkreetsest vooluringist), kui selle ESR jääb vastuvõetavatesse piiridesse. Teisest küljest, kui kondensaatori ESR on märkimisväärselt suurenenud, siis paljudes ahelates, eriti pulsiplokid toiteallikas, ei suuda selline kondensaator enam oma funktsioone täita isegi siis, kui see säilitab oma nimivõimsuse. Praktikas ei juhtu seda aga sageli, kuna mahtuvus ja ESR on omavahel seotud parameetrid ning ESR suurenedes kondensaatori mahtuvus väga sageli väheneb. Tavaliselt suureneb ESR, kui kondensaatori elektrolüüt kuivab.

Peab ütlema, et lubatud ESR ei ole konstantne parameeter, see sõltub kondensaatori mahtuvusest ja tööpingest. Seetõttu saab pärast ESR-i mõõtmist teha järelduse kondensaatori sobivuse kohta, kasutades spetsiaalset maksimaalsete lubatud ESR-i väärtuste tabelit. Seda näete seadme fotol selle esipaneelil. Printisin tabeli välja ja kleepisin armatuurlauale:

Kuidas ESR-i mõõta?

Samaväärset jadatakistust, nagu tavalist takistust, mõõdetakse oomides. Erinevalt tavalisest ohmmeetrist ESR-i mõõteseade ei mõõda DC, ja suhteliselt kõrge sagedusega vahelduvvoolul, tavaliselt umbes 100 kilohertsi. Sellel sagedusel ei mõjuta kondensaatori mahtuvus kondensaatori takistust praktiliselt, seega mõõdetakse seeria ekvivalenttakistust, mitte kondensaatori mahtuvust. Tegelikult on see peamine ja ainus erinevus ESR-mõõturi ja lihtsa oommeetri vahel.

Üldiselt on ESR-i mõõtmise meetod näidatud alloleval diagrammil:

Enamik arvestiid töötab täpselt sellel põhimõttel. Meil on vahelduvpinge generaator G, teadaoleva takistusega R takisti ja kondensaator, mida mõõdetakse Cx. See takisti koos mõõdetava kondensaatoriga moodustab pingejaguri. Järgmisena tuleb detektor, mis muundab vahelduvpinge alalispingeks ja selle alalispinge näidikuplokk, mis muundatakse oomideks. See võib olla analoog või digitaalne ahel näidustus, olemus ei muutu.

Seadme skeem

Seadet kirjeldatudSee on äärmiselt mugav, kuna suudab kondensaatoreid testida ilma neid vooluringist eemaldamata ja enamikul juhtudel see töötab. Erandiks võib olla näiteks see, kui soovitakse paralleelselt testida kondensaatorit, millega on ühendatud teised kondensaatorid. Selline kaasamine juhtub mõnikord toiteallikates. Sel juhul näitab seade madalaimat ESR-i (st parima kondensaatori ESR-i).

ESR-mõõturi ahel (suurendamiseks klõpsake)

Seade on kokku pandud PIC16F873 mikrokontrolleri baasil. Mikrokontroller mõõdab alaldatud pinget ja teisendab selle väärtuse takistuseks oomides. Lisaks genereerib mikrokontroller ristkülikukujulise vahelduvpinge sagedusega 100 kHz, mida kasutatakse mõõtmiseks.

Selleks, et kondensaatorite ESR-i oleks võimalik mõõta ilma neid vooluringist eemaldamata, peab mõõtepinge olema üsna madal, tavaliselt 0,2-0,4 volti ehk väiksem kui pn-siirde avanemislävi. pooljuhtseadmed.

Tegelikult on see digitaalne oommeeter, mis töötab vahelduvpingel sagedusega 100 kHz ja võimaldab mõõta takistust vahemikus 0 kuni 25,5 oomi.

Seade 2,5 V võrdluspinge genereerimiseks ADC kontrolleri jaoks algses vooluringis on kokku pandud TL431 kiibile. Sel ajal, kui ma seda arvestit kokku panin, ei olnud mul sellist mikrolülitust ja ma asendasin selle 3,3 V zeneri dioodi ja 10 K trimmeri takistiga kontroller.

TL431 lähtesõlm

Asendasin selle niimoodi

Nüüd on TL431 väga levinud ja odav kiip ning selle ostmisega pole probleeme. Nii et kui kasutate minu PCB-d, installige TL431. Sellisel juhul pole trimmerit vaja paigaldada.

Toiteallikas on kokku pandud võrgutrafole T1, dioodsillale ja pingestabilisaatorile LM7805 (K142EN5A). Seadme oma versioonis loobusin trafost, jättes siiski dioodisilla trükkplaadile. Kasutasin väikest pulssi võrguplokk toiteallikas (adapter) 12 volti jaoks,

mida tänu dioodsilla olemasolule saab ühendada mis tahes polaarsusega või kasutada isegi muutuva pingega väljundiga adapterit (lihtsalt trafot).

Põhimõtteliselt saate toiteallikast üldse lahti saada, kui kasutate viievoldist adapterit - laadides nutitelefonist.

Mikrokontrolleri RC2 jalast eemaldatakse ruutlaine sagedusega 100 kHz ja suunatakse takisti R3 kaudu transistoridele VT1, VT2 kokku pandud vooluvõimendisse. Kasutasin KT3102 ja KT3107. Siin oleks hea mõte kasutada kaasaegseid transistore BC547 ja bc557. Võimendi koormus on takisti R1 ja dioodid VD5, VD7, mis on paralleelselt ühendatud, et piirata mõõdetud kondensaatori amplituudi. Järgmisena antakse vahelduvpinge läbi kondensaatori C1 ja mõõdetud kondensaatori Cx astmetrafo T2 primaarmähisele. seejärel eemaldatakse impulsid sekundaarmähisest ja alaldatakse dioodiga VD6, mille järel kondensaator C3 silub tekkivat pulseerivat pinget. Järgmisena antakse genereeritud konstantne pinge sisendisse trimmitakisti R4 kaudu analoog-digitaalmuundur mikrokontroller D3. Kondensaator C9 välistab võimalikud kõrgsageduslikud häired.

Teave kuvatakse kolmekohalisel seitsmesegmendilisel LCD-näidikul. Transistorid VT3, VT4, VT5 on LCD indikaatorite lülitusklahvid (kasutatakse dünaamilise näidu põhimõtet.

Võrgutrafo (kui otsustate seda kasutada) 9-12-voldise sekundaarmähisega. Astmetrafo T2 on keritud M2000NM kaubamärgi ja suurusega K10x6X3 ferriitrõngale (võite kasutada ka muu suurusega rõngast, mis ei erine palju näidatust. See pole kriitiline). Primaarmähis on keritud traadiga, mille läbimõõt on 0,26 mm ja koosneb 42 pöördest. Sekundaarmähis sisaldab 700 keerdu traati läbimõõduga 0,08 mm.

Seadme seadistamine. Ühendame arvesti sondidega teadaoleva takistusega 1 .. 5 oomi takisti ja kasutame ekraanil õigete näitude saavutamiseks trimmitakistit. Pärast seda reguleerimist näitas minu seade, kus sondid olid omavahel ühendatud, nullist erinevat takistust, seega muutsin veidi ka takisti liuguri asendit, nii et ekraan näitas suletud sondide korral nulli.

Trükkplaat Seade suunati kunagi programmis PCAD2006 ja seejärel importisin tahvlifaili DIPTRACE programmi.