» » » ESR / ЭПС измеритель на стрелочном индикаторе М4761

 
 
 
13

ESR / ЭПС измеритель на стрелочном индикаторе М4761

Разместил metrolog 18 августа 2011. Просмотров: 46 712

Перечень необходимых приборов для домашней лаборатории радиолюбителя был бы неполным без измерителя эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) оксидных конденсаторов.

Сейчас трудно представить ремонтника без такого прибора, причем каждый по-разному приходит к «своей» схеме.

Давным-давно для проверки электролитов я пользовался стрелочным мультиметром, включенным в режиме омметра. Потом появился С-метр, и этого хватало, как говорится, «выше крыши». Нынешние же реалии (развитие импульсной техники) предъявляют совсем другие требования. Конденсаторы, проверенные старыми тестерами наотрез отказываются работать в современных схемах.

Очень немного теории

Идеальный конденсатор при работе в цепи переменного тока имеет только реактивное (емкостное) сопротивление. Реальный же конденсатор, можно представить в виде идеального конденсатора и последовательно соединенного с ним резистора. Этот резистор называют эквивалентным последовательным сопротивлением конденсатора (далее ЭПС). При работе конденсатора в силовых импульсных устройствах ему приходиться очень быстро заряжаться-разряжаться, это сопровождается протеканием через конденсатор значительных реактивных токов. Наличие ЭПС приводит к выделению тепловой энергии внутри такого конденсатора, что в свою очередь приводит к нарушению уплотнений, испарению электролита и еще большему увеличению ЭПС. Со временем такой конденсатор становится совсем непригодным для работы. Электрическая емкость такого конденсатора может при этом измениться незначительно. Поскольку ЭПС имеет нормированные значения, неисправный конденсатор можно легко вычислить при помощи простейшего ЭПС-метра.

Принципиальная схема

Чем я руководствовался при выборе схемы? Хотелось, чтобы это был малогабаритный прибор с автономным питанием, очень простой, собранный из доступных деталей.
Конструкции на МК были отвергнуты сразу – из-за неоправданной сложности. Конечно, это выглядит очень эффектно, но зачем мерить ЭПС до третьего знака после запятой, если точность измерений для определения дефектных конденсаторов особой роли не играет. Вполне допустимой можно считать погрешность до 1,5...2 раз. Проверенные конденсаторы при этом можно условно разделить на три группы: хорошие – сомнительные - плохие.

Как обычно, перед воплощением проекта в «железо», прорабатывались литературные и интернет-источники по заданным критериям. Варианты ЭПС-метров с применением индуктивностей (частотозадающие контуры, разделительные трансформаторы) после сборки в макете тоже были решительно отвергнуты. Выяснилось, что у таких устройств «под нагрузкой» меняется форма и частота измерительного сигнала, что влияет на достоверность измерений. Кроме того, скажу вам, это довольно утомительное занятие – мотать обмотки на малогабаритных колечках.
В результате проб и ошибок остановился на слегка доработанном варианте ЭПС-метра из «Радио» №8 за 2008г.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Принцип работы конструкции основан на измерении падения напряжения достаточно большой частоты на проверяемом конденсаторе. Условно считается, что в этом случае ёмкостное сопротивление конденсатора значительно меньше ЭПС и, стало быть, падение напряжения пропорционально ЭПС.

На микросхеме DD1 собран задающий генератор, элементы INV4…INV6 буферизируют сигнал генератора. Цепочка R3, C2 сглаживает фронты выходного сигнала генератора, считается, что такой сигнал лучше подходит для тестирования конденсаторов. R4, R5 – измерительный делитель напряжения. Тестовое напряжение выделяется на резисторе R5, усиливается элементами DA1.1 и DA1.2 и подается на измерительную головку, вызывая полное отклонение стрелки. При подключении тестируемого конденсатора к щупам Х1, Х2 происходит шунтирование резистора R5 по переменному току и, как следствие, уменьшению напряжения на нем. Изменение напряжения на резисторе R5 вызывает пропорциональное отклонение стрелки измерительной головки. Диоды VD1, VD2 защищают прибор в случае подключения к неразряженным конденсаторам. Применение стабилизатора напряжения VR1 позволило добиться долговременной стабильности показаний прибора в процессе разрядки гальванического элемента. Рабочее напряжение на измерительных щупах Х1, Х2 составляет порядка 40..50 мВ, что позволяет проверять конденсаторы не выпаивая из печатной платы.

Основные технические характеристики

Верхний предел измеряемого сопротивления, Ом...10
Рабочая частота, кГц...100
Потребляемый ток, мА...10
Почему именно 100 кГц? Потому что именно эту частоту обычно указывают производители конденсаторов в описании своей продукции.

Конструкция

Самое сложное в ней - индикатор и, как в любой другой конструкции, корпус.
За основу я взял индикатор М4761, ибо их скопилось много у меня.

Его особенность в том, что он имеет логарифмическую характеристику из-за особенностей магнитной системы. И если в других конструкциях его применение ограничено, то здесь он как нельзя кстати: характеристика в начале растянутая, а в конце шкалы сжатая – то, что нам нужно.

В качестве корпуса решил применить корпус от неисправного китайского тестера, вот такой:

Их тоже поднакопилась пара штук.

Адаптируем наш индикатор, выпилив из корпуса все «ненужные» запчасти.



Градуировка индикатора

Ее выполняют, подключив индикатор к собранной схеме.
Очень важный момент: градуируют прибор с теми щупами и проводами, с которыми он будет эксплуатироваться в дальнейшем. Связано это с тем, что чувствительность прибора в начале шкалы десятые доли Ома и другие провода просто вызовут смещение нуля. По этой же причине следует отказаться от разъемных соединений.
Включив прибор, резистором R9 устанавливаем стрелку на «бесконечность». Это будет последняя отметка индикатора, в непосредственной близости от правого ограничителя хода стрелки. Далее надежно замыкаем щупы и отмечаем нулевую отметку.
Градуировку остальной части шкалы выполняют подключая резисторы или комбинации резисторов (лучше SMD) к щупам Х1, Х2 и нанося на шкалу тонкие отметки.
Применять для градуировки магазины сопротивлений недопустимо.

Далее подготавливаем лицевую сторону для крепления таблицы ЭПС. Все выпуклости срезаем ножичком, ненужное окно заклеиваем пластиной из полистирола.

Внутренности:


Изначально прибор собирался мной для работы. После того как я оценил его в действии, на следующий день, был собран второй экземпляр – для дома. Так что можно сказать, что конструкция имеет высокую повторяемость. :yes:


Файлы

Схема, платы, ридми, статья из "Радио" и табличка ESR в формате Visio
fayly.rar | Файл 214,78 Kb загружен 345 раз.
Сергей (metrolog)
г. Нижнекамск, РТ
Профиль metrolog
Исследователь по натуре. Люблю повозиться с железками, собрать что-нибудь новое.
Сюда пришел пообщаться с грамотными людьми, узнать больше о микроконтроллерах, акустике и ламповых усилителях.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 23

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Блок управления вытяжным вентилятором туалета или ванной, с задержкой отключения и фотодатчиком... При посещении туалетной или ванной комнаты зачастую одновременно с включением освещения включают...
Схема на Датагоре. Новая статья Схемка в блокнот. Реле времени на КМОП микросхемах... Иногда возникает необходимость отключать (или включать) нагрузку по истечении определенного...
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам стартер для вентилятора на пониженном питании... При необходимости дополнительного охлаждения радиаторов приходится использовать вентиляторы....
Схема на Датагоре. Новая статья Изготовление межкаскадного конденсатора из К75П-4... Оказались у меня в хозяйстве вот такие интересные конденсаторы К75П-4Х. Вроде как это...
Схема на Датагоре. Новая статья Есть ли у неполярного конденсатора «полярность»?... Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью;...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой ESR (ЭПС) измеритель быстрого приготовления... ESR-метр или прибор для измерения ЭПС - эквивалентного последовательного сопротивления. Как...
Схема на Датагоре. Новая статья ESR / ЭПС пробник в корпусе от модема.... Как известно, причиной подавляющего большинства дефектов радиоэлектронной аппаратуры являются...
Схема на Датагоре. Новая статья Определение ёмкости конденсатора по цифровой маркировке из трёх знаков... Цифровая маркировка используется уже довольно давно. На малогабаритных конденсаторах чаще всего она...
Схема на Датагоре. Новая статья Однофазный привод постоянного тока... В основе разработки электропривода лежит принцип работы следящего привода с одноконтурной системой...
Схема на Датагоре. Новая статья Универсальный привод с Системой Импульсно — Фазового Управления... Регулятор служит не только для плавного регулирования оборотов двигателя постоянного тока, но в...
Схема на Датагоре. Новая статья Усилитель на К174УН7 (A210K, ТBА810AS, LA4420) с уменьшеным уровнем искажений... Да, это старая-добрая К174УН7 (аналог A210K ТBА810AS, LA4420 ), но на ней при небольшой мощности 4...
Схема на Датагоре. Новая статья Реальный безтрансформаторный ламповый усилитель для низкоомных наушников по мотивам «Лаконика»... Безтрансформаторный ламповый усилитель для головных телефонов с максимальной возможностью...
<
  • Гражданин
18 августа 2011 06:21

Андрей / andrew_spb

Цитата
  • С нами с 21.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 128 комментариев
  • 2 публикации
 
  • 0
Из категории Must have - дешево и сердито!

<
  • Гражданин
19 августа 2011 06:05

Александр / ubiks

Цитата
  • С нами с 13.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 39 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Очень классно! Попробуем.
Может на поток?

<
  • Прохожий
20 августа 2011 11:39

/ ALEXIN88

Цитата
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Необходимая вещь в радиолюбительском хозяйстве.Автору спасибо.

<
  • Кандидат
20 августа 2011 12:19

Александр / zschura

Цитата
  • С нами с 26.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 9 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Пользуюсь аналогичным давно. Рекомендую. Очень облегчает ремонт. Спасибо.

<
  • Кандидат
21 августа 2011 14:10

Михаил / 20miha20

Цитата
  • С нами с 11.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
А чего-бы на основе этой схемы не сделать дешёвого "Кита"? Думаю, будут брать.

<
  • Главный редактор
21 августа 2011 19:38

Игорь Петрович Котов / Datagor

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 649 комментариев
  • 261 публикация
 
  • 0
Цитата: Гарри
Может на поток?

Цитата: 20miha20
А чего-бы на основе этой схемы не сделать дешёвого "Кита"? Думаю, будут брать.

ДрУги мои, привет!
А что по вашему должно входить в состав такого конструктора?
Могу предложить все детали + отличную заводскую ПП, даже корпус и наклейки.
НО!!! - стрелочные приборы то где брать? А если оставить приборы на волю самодельщика, то и от корпуса придется отказаться - ведь кто-то найдет мелкий приборчик, а кто-то от пускового шкафа голову принесет с работы. smile

Вот такой затык - этот кит мог бы иметь смысл если бы получалось красивое готовое устройство в корпусе. Иначе просто собираем на макете, схемка то простая. Или я не прав?

[Добавлено 3 часа спустя]
Как насчет такой головы М68501?

Нашел источник в промышленных количествах. Про параметры ничего не известно мне.
Подойдет ли сюда?

<
  • Кандидат
24 августа 2011 00:33

Александр / zschura

Цитата
  • С нами с 26.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 9 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
У меня такая головка, а корпус с 12v адаптера. Работает. При ремонте ИБП, незаменимая "вещь".

<
  • Кандидат
24 августа 2011 16:38

Александр / Alexsvet

Цитата
  • С нами с 23.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 3 комментария
  • 0 публикаций
 
  • 0
Довольно простая схема и деталей по-минимуму. Всё супер. Попробую и такой вариант собрать, хотя сначала планирую собрать приставку к мультиметру серии 83х (в статье использован корпус о такого) для измерения ESR. Схема такой приставки описана в журнале Радио - №8, 2011 г. - рекомендую.
Спасибо за статью!

<
  • Гражданин
31 августа 2011 21:03

Юрий / YuP

Цитата
  • С нами с 27.04.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 37 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Хороший полезный приборчик, и со стрелочным индикатором удобнее, чем считывать показания с 83ХХ. Я собирал по другой схеме - с намоткой трансформатора на кольце, тоже сложного ничего, за один выходной все было сделано (кроме корпуса). Информативность в моем случае была невысокой - отбраковал в схеме телевизора пару канденсаторов, но там неисправность была другая - замыкание ОС. Так что лежит, ждет пока руки дойдут. Но кому чаще приходтся сталкиваться с ИПБ - вещи незаменимая и основное преимущество именно в том, что ничего не надо мотать.

А как миллиамперметр разбирался? Просто разламывался по шву?

<
  • Гражданин
11 сентября 2011 20:23

Владимир / vladomir

Цитата
  • С нами с 6.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 46 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Свей статьёй Вы подтолкнули меня к тому, что пора бы уже и мне иметь такой прибор. За это спасибо. Записываю очередной пункт в свои ближайшие планы.

<
  • Гражданин
15 сентября 2011 13:11

Александр / shursh

Цитата
  • С нами с 15.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 44 комментария
  • 6 публикаций
 
  • 0
Схемка интересная, НО нет защиты от разряда конденсатора...
Так что надо бы доработать, т.е. поставить согласующий транс.

<
  • Гражданин
17 мая 2012 12:14

Сергей / metrolog

Цитата
  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
shursh,
Защита есть, для этого на входе предусмотрено 2 встречно направленных диода.

<
  • Кандидат
29 мая 2015 08:24

Ронен / penzet

Цитата
  • С нами с 30.03.2013
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 9 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Существенный плюс данной схемы что не нужно ничего мотать. Можно ли применить головку от мультиметра YX-360TR?

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.