Alp22.ru

Промышленное строительство
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Приставка на одном транзисторе для измерения ESR цифровым мультиметром

Приставка на одном транзисторе для измерения ESR цифровым мультиметром

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


Выполнение измерения емкости

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

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

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

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


Высокоточное измерение

В некоторых мультиметрах имеется возможность непосредственной проверки емкости.

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

Вам это будет интересно Работа с тестером электрическим

Существуют специальные измерители емкости.

Аналоговое устройство

ESR-метр

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

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


Измеритель емкости

Мультиметр

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

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

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

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

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


Протечка электролита

/>

Возможные поломки

Поломка радиосхемы или электрического двигателя свидетельствует о неисправности элементов. В то время, как неисправность самого конденсатора часто бывает вызвана следующими причинами:

  1. Замыканием двух обкладок. Происходит это в результате повышенного напряжения на выводах. Получается, что фрагмент цепи, который должен «разорваться» конденсатором, остается замкнутым.
  2. Нарушение целостности внутренней цепочки компонента. Произойти это может при сильном ударе или напряжении, из-за чего случится вибрация. Тем не менее, часто причиной является брак во время производства. Получается, что в радиосхеме отсутствует конденсатор, а имеется только разорванная цепочка.
  3. Утечка тока в недопустимых пределах. Происходит это из-за нарушения целостности изоляционного слоя пластинок. Это приводит к тому, что они не могут сохранять заряд.
  4. Резкое падение номинальной емкости. Причиной такой проблемы тоже является утечка тока или же брак во время производства. В итоге, радиосхема работает с перебоями или не функционирует совсем.

Видео – Проверка неисправностей конденсаторов

Электролитические компоненты еще отличаются другим недостатком – превышением преобразования сопротивления. Получается, что во время работы в радиосхемах такие конденсаторы не улавливают импульсивные сигналы.

Принцип действия прибора для проверки конденсаторов

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

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

Вам это будет интересно Все об проводах для сварки

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

Читайте так же:
Окрасочно сушильная камера своими руками


Виды конденсаторов

Как сделать прибор для проверки конденсаторов своими руками

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

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

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


Схема проверки

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

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


Использование мультиметра

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

Схема простейшего измерителя ESR

Рассмотрим работу схемы простейшего измерителя ESR, показанную на рис.1. На микросхеме DD1 собран генератор прямоугольных импульсов (элементы D1.1, D1.2) и буферный усилитель (элементы D1.3, D1.4). Частота генерации определяется элементами С1 и R1 и приблизительно равна 100 кГц.

Схема простейшего измерителя ESR

Рис. 1. Схема простейшего измерителя ESR.

Прямоугольные импульсы через разделительный конденсатор С2 и резистор R2 подаются на первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. Во вторичную обмотку после выпрямителя на диоде VD1 включен микроамперметр РА1, по шкале которого отсчитывают значение ESR.

Конденсатор С3 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. При включении питания стрелка микроамперметра отклоняется на конечную отметку шкалы (добиваются подбором резистора R2). Такое ее положение соответствует значению «бесконечность» измеряемого ESR.

Если подключить исправный оксидный конденсатор параллельно обмотке I трансформатора Т1, то благодаря низкому емкостному сопротивлению (помните, при С=10 мкФ, Хс=0,16 Ом на частоте 100 кГц) конденсатор зашунтирует обмотку, и стрелка измерителя приблизится к нулю.

При наличии же в измеряемом конденсаторе какого-пибо из описанных выше дефектов, в нем повышается значение ESR. Часть переменного тока потечет через обмотку, и стрелка будет все меньше отклоняться от значения «бесконечность».

Чем больше ESR, тем больший ток протекает через обмотку и меньший через конденсатор, и тем ближе к положению «бесконечность» находится стрелка.

Шкала прибора нелинейная и напоминает шкалу омметра обычного тестера. В качестве измерительной головки можно использовать любой микроамперметр на ток до 500 мкА, хорошо подходят головки от индикаторов уровня записи магнитофонов. Градуировать шкалу не обязательно, достаточно засечь, где будет находиться стрелка, подключая калибровочные резисторы.

Благодаря разделительному повышающему трансформатору напряжение на измерительных щупах прибора не превышает значения 0,05…0,1 В, при котором еще не открываются переходы полупроводниковых приборов. Это дает возможность проверять конденсаторы, не выпаивая их из схемы.

Как правильно использовать прибор

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

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

Вам это будет интересно Особенности обжимных клещей


Мостовая схема

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

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

Детали

Трансформатор Т1 наматывают на ферритовом кольце с внешним диаметром 10… 15 мм и магнитной проницаемостью 600…2000 (значения не критичны). Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,4…0,5 мм, вторичная -200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 …0,15 мм.

В качестве провода для первичной обмотки идеально подходит монтажный провод марки МГТФ-0,5 или одножильный провод в ПВХ-изоляции («кроссировка»).

Диод VD1 обязательно должен быть германиевым, например, типов Д9, ДЗ10, Д311, ГД507. Кремниевые диоды имеют большое пороговое напряжение открывания (0,5…0,7 В), что приведет к сильной нелинейности шкалы прибора в области измерения малых сопротивлений. Германиевые же диоды начинают проводить ток при прямом напряжении 0,1…0,2 В.

Печатные платы для прибора не разрабатывались. Все варианты прибора собирались на макетных печатных платах с шагом отверстий 2,5 мм (продаются на радиорынках) методом навесного монтажа.

Читайте так же:
Пантограф своими руками простая конструкция

Правильно собранный прибор начинает работать сразу, нужно лишь подобрать сопротивление резисторов, как было указано выше. Чтобы облегчить настройку, в качестве резисторов R2 и R3 можно использовать подстроечные резисторы.

Задающий генератор может быть собран и по другой схеме. В радиолюбительской литературе подобные схемы встречаются часто. Важно, чтобы частота сигнала генератора была около 100 кГц. Можно вообще обойтись без внутреннего генератора, используя уже имеющийся в распоряжении стационарный генератор и стрелочный авометр, а прибор оформить в виде приставки к ним.

Прибор для проверки конденсаторов: аналоговый ЭПС-метр

По долгу службы приходится заниматься ремонтом промышленной аппаратуры. Анализ неисправностей показывает, что значительная их доля приходится на вышедшие из строя электролитические конденсаторы. Использование ЭПС-метра очень упрощает поиск таких конденсаторов. Первый мой ЭПС-метр здорово помог в этом деле, вот только со временем захотелось иметь прибор с более информативной шкалой, заодно «обкатать» другие схемные решения.

Содержание / Contents

  • 1 Конструкция
  • 2 Переходим к изготовлению печатной платы:
  • 3 О деталях
  • 4 Градуировка шкал
  • 5 Внешний вид
  • 6 Итого
  • 7 Файлы

Вы спросите, почему опять аналоговый? Конечно, у меня имеется измеритель ЭПС с цифровым индикатором для подробного исследования конденсаторов большой емкости, но этого не требуется при оперативном поиске неисправностей. Кроме того, сказывается давняя симпатия к стрелочным указателям, унаследованная ещё с советского прошлого, поэтому захотелось чего-то эдакого, винтажного. В результате макетирований остановился на известной схеме
ludens
, которая позволяет в широких пределах экспериментировать с измерительными шкалами.


Рабочая частота генератора 60 кГц. Прибор для удобства задуман двухдиапазонным – с узкой и растянутой шкалой. Микросхему допустимо заменить на TL072.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Измеряя параметры, конденсатор предварительно разряжают, замкнув выводы между собой отверткой с изоляцией на ручке. Если этого не сделать, маломощный мультиметр выйдет из строя.

Ответ на вопрос, как проверить емкость конденсатора мультиметром с режимом «Сх» такой:

  1. Включить режим «Сх» и подобрать предел замера — 2000 пФ — 20 мкФ в стандартном приборе;
  2. Вставить конденсатор в гнезда в приборе или приложить щупы к выводам конденсатора и посмотреть значение на шкале прибора.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Амперовольтметром или мультиметром определяют наличие внутри корпуса короткого замыкания или обрыва.

Полярный конденсатор включают в цепь прибора с учетом направления тока. Электроды изделия производители маркируют. Конденсатор, рассчитанный для напряжения 1-3 В, при обратном токе выше нормы выйдет из строя.

Перед тем как измерить характеристики, полярный электролитический конденсатор выпаивают из платы. Включают мультиметр в режим измерения сопротивления или проверки полупроводников. Прикладывают щупы к электродам полярного конденсатора — плюс к плюсу, минус к минусу. Исправная емкость покажет плавный рост сопротивления. По мере заряда ток уменьшается, ЭДС растет и достигает напряжения источника питания.

↑ Конструкция

В качестве «подопытного» был выбран мультиметр YX-360TR
, благо везде есть под рукой, и измерительная головка подходящая.


Удаляем все ненужные внутренности, убираем шильдик, срезаем скальпелем выступающие части на передней панели. Посадочное место диапазонного переключателя выпиливается лобзиком, образовавшийся проём закрывается оргстеклом (полистиролом) подходящей толщины.


Вновь изготавливаемая плата должна точно повторять по контурам заводскую плату для того, чтобы обеспечивалось крепление на имеющиеся подхваты.

↑ Переходим к изготовлению печатной платы:

↑ О деталях

Резисторы R10, R12 и R11, R13 от которых зависят начало, и конец измерительного диапазона подбираются в процессе градуировки. Значения этих резисторов могут отличаться от стандартных значений ряда Е24
, поэтому наверняка будут наборными как у меня. Допускаю, что и вовсе ничего подбирать не придется, если будет использован рекомендуемый мультиметр и мои шкалы. Это возможно при стандартизации в производстве измерительных головок, но полностью полагаться в этом вопросе на китайских товарищей я бы не стал.

Еще одна трудоемкая часть схемы – трансформатор

. Я использовал магнитопровод от согласующего трансформатора из блока питания АТХ. Учитывая то, что это стандартный Ш-образный сердечник, намотка не должна вызывать особых затруднений. Первичная обмотка содержит 400 витков провода диаметром 0,13 мм, вторичная 20 витков провода диаметром 0,2..0,4 мм. Вторичная обмотка у меня располагается между двумя слоями первичной, насколько это принципиально здесь — не знаю, просто по старой привычке.

Мастера, ремонтирующие радиоаппаратуру, хорошо знают, как часто в отказе аппаратуры виноват электролитический конденсатор. Причем неисправность конденсатора заключается не в потере емкости, а в увеличении активного паразитного сопротивления и обычный измеритель емкости не позволяет выявить такую неисправность.

Эта статья знакомит с несложным и недорогим прибором, позволяющим достаточно достоверно проверить качество электролитических конденсаторов без их демонтажа. Прибор можно самостоятельно собрать из деталей предлагаемого набора Он позволяет измерять ESR — «последовательное эквивалентное сопротивление» конденсаторов (ESR — Equivalent Series Resistance). Дополнительно прибор позволяет измерять сопротивление низкоомных резисторов, контактных сопротивлений реле и переключателей. Прибор имеет два диапазона измерений: 1:1 и 1:10. Выбор диапазона осуществляется переключателем.

Немного информации для радиолюбителей, начинающих заниматься ремонтом радиоаппаратуры. Существует обширный класс неисправностей радиоэлектронной аппаратуры, связанный с отказами электролитических конденсаторов. Электролитические конденсаторы — это сложные электрохимические устройства, содержащие жидкий активный электролит, в них применяется точечная сварка и клепка химически несовместимых металлов. Изготовление электролитических конденсаторов требует строгого соблюдения технологической дисциплины, так как малейшее ее нарушение ведет к отказам компонентов Причем коварство этих отказов заключается в том, что их часто невозможно обнаружить при входном контроле, они проявляются в процессе эксплуатации радиоаппаратуры. А так как электролитические конденсаторы используются чаще всего как фильтры питания и переходные конденсаторы, происходит постепенное ухудшение качества работы аппаратуры. Увеличивается количество помех на экране телевизора, усилители начинают все больше «фонить», звук в них постепенно теряет басы, а управляющие микроконтроллеры все чаще начинают давать сбои. Потребители обычно такие дефекты даже не относят к поломкам, а считают это результатом старения аппаратуры. Но даже когда отказ конденсатора привел к полной неработоспособности устройства, замена отказавшего конденсатора не гарантирует качественного ремонта. Ведь велика вероятность того, что и другие конденсаторы в устройстве уже находятся на грани отказа, и это приведет к повторным ремонтам. По этой причине некоторые мастера предпочитают в случае отказа одного из электролитических конденсаторов заменять на плате все конденсаторы на новые. Способ конечно надежный, но весьма трудоемкий и дорогостоящий. Имея же прибор для внутрисхемной диагностики электролитических конденсаторов, можно быстро проверить все конденсаторы и заменить только низкокачественные.

Читайте так же:
Оцилиндровка бревна своими руками видео

Диагностика электролитических конденсаторов основывается на принципе: «сопротивление конденсатора должно быть бесконечно большим на постоянном токе и предельно малым на высокой частоте». Сопротивление конденсатора на постоянном токе легко проверить при помощи омметра, работающего на постоянном токе. Для проверки сопротивления конденсаторов на высокой частоте существуют специальные приборы — измерители последовательного эквивалентного сопротивления (ESR). Известные приборы с цифровой индикацией имеют высокую стоимость. Цифровая индикация, необходимая при точных измерениях, оказывается неудобной для быстрых качественных оценок. К тому же конструкция щупов, несмотря на использование цифровой коррекции, не позволяет проводить правильные измерения озчень малых сопротивлений. Это связано с тем, что приборы измеряет модуль комплексного сопротивления цепи между своими клеммами, но она состоит из суммы сопротивления щупов и сопротивления Тестируемого конденсатора. Теоретически можно вычесть сопротивление щупов из суммарного сопротивления цепи и получить точное знамение сопротивления конденсатора. Но на практике комплексное сопротивление щупов в процессе измерений меняется из-за нестабильности контакта в клеммах прибора, изменения индуктивности прово-дов при изменении их взаимного расположения и влияния на них окружающих предметов. Все это не позволяет правильно оценивать сверхмалые сопротивления.

Описание прибора

Прибор, который можно собрать из набора, работает на принципе тестирования конденсатора переменным током фиксированной величины. В этом случае падение напряжения на конденсаторе прямо пропорционально модулю его комплексного сопротивления. Такой прибор реагирует не только на увеличенное внутреннее сопротивление, но и на потерю конденсатором емкости. Функционально прибор состоит из трех основных узлов: генератора прямоугольных импульсов, прецизионного преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение и блока индикации <Рис. 3).

Генератор прямоугольных импульсов выполнен на логической интегральной схеме DA1. состоящей из шести логических элементов НЕ. Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение выполнен на специализированной интегральной микросхеме DA2. Микросхема имеет широкий диапазон линейного преобразования переменного в постоянное напряжение (40 дБ). Блок индикации выполнен на микросхеме специализированного усилителя индикации DA3. В приборе использован аналоговый индикатор на 10 светодиодах с логарифмической шкалой. Шкала измерителя нелинейная. Она сжата в области больших сопротивлений и растянута в области малых сопротивлений. Такая шкала удобна для считывания показаний и обеспечивает наглядный отсчет в широком диапазоне измерений. Для дополнительного расширения диапазона измерений в прибор введен переключатель диапазонов.

Другая особенность прибора — это использование четырехпроводной схемы подключения измерительных щупов. При такой схеме к измеряемому конденсатору двумя проводами подводится сигнал от генератора, а двумя другими проводами к тому же конденсатору подключается измерительная цепь. Между собой эти две пары проводов соединяются только на конденсаторе. При такой схеме подключения сопротивление соединительных проводов не влияет на результаты изменений, что позволило надежно регистрировать сопротивления порядка 0,05 Ом.

Основные технические характеристики прибора демонстрируют возможности его применения.

Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов

И. ПЛАТОШИН, г. Орехово-Зуево Московской обл.
Прибор для измерения эквивалентного последовательного сопротивления оксидных конденсаторов в ряде случаев оказывается незаменимым помощником при ремонте электронной аппаратуры и проверке исправности конденсаторов перед их монтажом. К достоинствам описываемого прибора можно отнести наиболее оптимальный диапазон ЭПС проверяемых на приборе конденсаторов, что повышает точность отсчета показаний параметра.

Написать эту статью меня побудило несколько публикаций об измерителях эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС или ESR в англоязычной аббревиатуре) оксидных конденсаторов. Такой прибор действительно необходим при ремонте электронной аппаратуры. Так, если некоторая потеря емкости или увеличение эквивалентного сопротивления оксидного конденсатора большой емкости в цепи питания редко приводит к отказу в работе аппаратуры, то в сигнальной цепи увеличение значения ЭПС разделительного или времяза-даюшего конденсатора может нарушить нормальную работу прибора или узла.
Поверив авторам опубликованных приборов, я начал повторять их конструкции. V измерителей ЭПС с трансформаторами на ферритовых кольцах подключение керамическою конденсатора сравнительно небольшой емкости вызывало заметное отклонение стрелки. Для измерителя ЭПС на ОУ потребовалось двуполярное питание, что заметно усложняло прибор. Знакомые радиолюбители даже пытались создать подобное устройство на микроконтроллере, но цифровое отображение параметра требует хорошего устойчивого во времени контакта, что не всегда возможно.
Прибор пришлось разрабатывать самому, причем условия были поставлены такие: использовать только те детали, которые имеются, не сложный по числу элементов, достаточно точный и надежный. Получилась схема, показанная на рис. 1.

Читайте так же:
Раскладной стол в гараж своими руками

В приборе на инверторах микросхемы DD1 собран генератор прямоугольных импульсов частотой 70 кГц, причем на трех из них выполнен каскад с повышенной нагрузочной способностью. Фильтр R3R4C3 служит для алажива-ния перепадов импульсов, а резистор R5 уменьшает их амплитуду на щупах до 20. 30мВ, что дает возможность проверять конденсаторы, не выпаивая их из проверяемого узла. К тому же применение этого резистора делает шкалу прибора растянутой в начале диапазона. Диоды VD1, VD2 защищают прибор от остаточного заряда на конденсаторе и на работу прибора влияния не оказывают. На микросхеме DA1 собран милливольтметр переменного напряжения по схеме из статьи [ 1 ].
Питание измерителя — от трех гальванических элементов типоразмера АА, устанавливаемых внутри прибора (фото на рис. 2), его внешний вид показан на фото рис. 3.


Резисторы — малогабаритные (МЛТ-0.125 и аналогичные), подстроенный резистор — СПЗ-386. Конденсаторы С1—СЗ, С8 — пленочные или керамические, а С4—С7 — оксидные импортные (Jamicon) либо их аналоги.
Для повышения точности измерения сопротивление резистора R5 должно быть как можно ближе к номиналу — 10 Ом, при этом общая погрешность измерения параметра после предвари тельной калибровки оказывается близкой к погрешности стрелочного омметра (до 3. 4.

Плата (рис. 4) была нарисована в программе Sprint Layout v4.0 и изготовлена «утюжным» способом [2J. Для переноса рисунка использовалась бумага для факса, наклеенная на обычную формата А4 клеящим карандашом. Затем, в зеркальном изображении из окна этой программы, на лазерном принтере печатается рисунок платы. Кстати, программа позволяет напечатать несколько рисунков на одном листе на случай брака. Далее с помощью нагретого утки а переносят рисунок на фольгиро-ванный стеклотекстолит и после остывания, отмочив в воде, удаляют бумагу. Затем проводят травление платы в хлорном железе и сверление отверстий по обычной технологии. После этого гонер удаляют ацетоном. Корпус прибора склеен дихлорэтаном из пластмассы.
Микроамперметр использован от кассетного магнитофона «Соната-207», рисунок шкалы показан на рис. 5. Пригодны и другие микроампермегры с током полного отклонения 100- 200 мкА от подобной аппаратуры -— Протон-40Г, «Весна-309-.
Шкалу микроамперметра иного типа можно проградуирова)ь следующим способом. Последовательно с микроамперметром включают переменный резистор, всю эту цепь соединяют с БП с регулируемым выходным напряжением, на котором выставлено 5 6, ис помощью переменного резистора стрелку перемещают на конец шкалы. Затем, изменяя напряжение БП, иглой отмечают точки, соответствующие напряжению соглааю приведенным значениям в таблице.
Рассчитать любые точки шкалы удобно в программе Advanced Grapher, построив график по формуле Y= ЮХДЮ+Х), гдеY— результирующее сопротивление включенных параллельно резистора R5 и ЭПС проверяемою конденсатора; X — ЭПС этого конденсатора. После этого шкалу сканируют и редактируют в программе Photoshop или GIMP.

Значение ЭПС.ОмНапряжение, В
0.250.24
0.50.48
10.91
21,67
32,31
42.86
53.33
63.75
74.11
84.44
105

Плата соединена со щупами двумя парами витых проводов. В каждой паре сигнальный провод свит с общим; их концы распаяны соответственно на сигнальный и общий щупы. Такая конструк-ция дает погрешность измерения не более 0.1 Ом (при малых значениях ЭПС это следует учитывать). Щупы — укороченные от старено авометра, обязательно из немагнитного материала (латунь, бронза); стальные увеличивают погрешность на 0,2. 0,3 Ом. Выключатель SA1 — любой малогабаритный (использован движковый от старого импортного приемника).
Калибровка прибора предельно проста: подключив к щупам резистор 10 Ом, подстроечным резистором R9 добиваются отклонения стрелки на последнюю отметку шкалы. При снижении напряжения питания показания прибора будут уменьшаться. Чтобы это скомпенсировать, на передней панели прибора имеется отверстие для доступа к R9. Там же наклеена таблица с типичными значениями ЭПС для ряда номиналов емкости конденсаторов на частоте 70 кГц. К недостаткам прибора следует отнести отклонение стрелки за крайнее значение шкалы при неподключенных щупах, но это абсолютно безопасно, так как ток через микроамперметр превышает ток полного отклонения не более чем в два раза. Зато это служит индикацией включения. Прибор, случайно оставленный включенным, проработал 22 ч и еще сохранил работоспособность, правда, понадобилось вновь откалибровать показания.
Для расширения диапазона измерения ЭПС (до 20 Ом) проверяемых конденсаторов сопротивление резистора R5 следует увеличить до 20 Ом, при калибровке к щупам подсоединить резистор 20 Ом, а на шкале удвоить все значения. Однако в этом случае будет сложнее отсчитывать минимальные значения ЭПС.
Отбраковка конденсаторов требует определенного навыка и учета влияния их ЭПС на переходные процессы в электронных цепях. Так, если по прибору у конденсатора емкостью 10 мкФ ЭПС оказалось равным 8 Ом — это допустимо в фильтре питания видеоусилителей, но ЭПС I Ом у конденсатора емкостью 47 мкФ в цепи базы импульсного БП телевизора может оказаться критическим — его следует заменить! При проверке конденсаторов большой емкости необходимо убедиться, что ЭПС не превышает 0,1. 0,3 Ом. Прибор позволяет уверенно отбраковать оксидные конденсаторы емкостью 1. 4700 мкФ.
Приведу конкретный пример определения дефекта конденсатора в импульсном БП телевизора Akai-2107 и других подобных (с преобразователем на транзисторах). Неисправность БП заключается в том, что повышаются выходные напряжения из-за «высыхания» оксидного конденсатора в цепи базы мощного переключательного транзистора, в результате выходит из строя БП или блок развертки. Если измерить емкость этого конденсатора, то часто она соответствует номиналу (47 мкФ), а измеритель ЭПС показывает значение 8 Ом или больше. Как подтверждает личный опыт, в процессе старения емкость оксидных конденсаторов изменяется незначительно (во всяком случае, на начальном этапе), а вот ЭПС увеличивается в несколько раз.
Немного о надежности: когда случайно к щупам был подключен конденсатор 470 мкФ. заряженный до 30 в, прибор успешно выжил.
ЛИТЕРАТУРА
1. Боровик И. Низкочастотный измерительный комплекс. Микровольтметр. — Радио, 1965. № 6, с. 47 50.
2. Черномырдин А. ТЕПЛОВОЙ способ перенесения рисунка на плату. — Радио. 2001. №9. с. 35

Читайте так же:
Ютуб антенна для цифрового тв своими руками

Измеритель ёмкости и ЭПС конденсаторов с защитой в формате пробника

Многие читатели по достоинству оценили измерители ёмкости и ЭПС, разработанные автором. Сегодня мы предлагаем ещё один вариант подобного прибора. Надеемся, что и это устройство также вызовет интерес.

В статье описан аналог измерителя ёмкости и ЭПС конденсаторов, опубликованного в [1], который сконструирован в формате пробника аналогично миллиомметру из [2]. Кроме того, в нём применён более современный и менее дорогой микроконтроллер PIC16F690. Все параметры и возможности предлагаемого варианта устройства, а также порядок работы с ним ничем не отличаются от прибора, описанного в [1].

Рис. 1. Схема устройства

Схема устройства приведена на рис. 1. Остановимся только на отличиях от прибора из [1]. Входные цепи защиты не претерпели никаких изменений. Изменены номиналы резисторов R7, R8 на более "ходовые" при сохранении коэффициента усиления ОУ DA1. Из-за ограниченного числа портов ввода-вывода применённого микроконтроллера пришлось организовать питание оУ через ключ на транзисторе VT2, который остаётся открытым при наличии импульсов низкого уровня на выводе 10 (порт RB7) микроконтроллера от системы динамической индикации. Благодаря элементам R15, VD5, C3, R10 при наличии этих импульсов на затворе транзистора VT2 поддерживается напряжение менее 1 В, достаточное для поддержания его в открытом состоянии, и на ОУ поступает напряжение питания 3,3 В. В спящем режиме на выводе 10 микроконтроллера присутствует высокий уровень, транзистор VT2 закрывается и, тем самым, ОУ не потребляет тока от элемента питания.

По той же причине нехватки выводов микроконтроллера функцию входа АЦП, подключённого к входу прибора непосредственно, минуя Оу (требуется для анализа условий выхода из спящего режима), выполняет порт RA4 (вывод 3), сигнал на него поступает через резисторы R1, R14.

Индикатор подключён к микроконтроллеру непосредственно (обоснование корректности такого подключения для организации динамической индикации приведено в [1]). Измерение напряжения питания (порт RC0) и определение типа индикатора аналогичны прибору [2].

Это, пожалуй, все отличия в работе предлагаемого прибора от описанного в[1].

Все детали устройства установлены на печатной плате размерами 93×35 мм, изготовленной из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж платы и расположение элементов на обеих её сторонах показаны на рис. 2.

Рис. 2. Чертёж платы и расположение элементов на ней

Программа МК написана на языке C и оттранслирована в среде MikroC. Конструкция щупов повторяет описанную в статье [2]. При замене ОУ МСР6022 на MCP602 увеличится погрешность измерения ЭПС конденсаторов ёмкостью менее 4,7 мкФ. Транзистор IRLML6401 (VT2) можно заменить на AO3401. Резисторы R5, R7, R8, R11 и R12 должны быть с допуском не хуже 1 %. Для уменьшения пульсаций напряжения питания дроссели L1 и L2 следует устанавливать на плате так, чтобы плоскости их витков были взаимно перпендикулярны. Индикатор может быть как с общим анодом, так и с общим катодом.

Фотографии собранного устройства приведены на рис. 3 и рис. 4.

Рис. 3. Устройство в сборе

Рис. 4. Устройство в сборе

Работа с прибором подробно описана в [3], а все изменения — в [1].

1. Балаев Б. Усовершенствованный измеритель ёмкости и ЭПС конденсаторов. — Радио, 2020, № 8, с. 32-34.

2. Балаев Б. Миллиомметр для внутрисхемных измерений. — Радио, 2020, № 7, с. 21-23.

3. Балаев Б. Экономичный измеритель ёмкости и ЭПС конденсаторов с усиленной защитой. — Радио, 2019, № 8, с. 17-21.

Автор: Б. Балаев, г. Нальчик, Кабардино-Балкария

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector