Начало » Практика » Секреты самодельщика » ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру

 
 
 

ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру

25.09.11   Chugunov   181 647   31  

Статья о приборе для измерения ESR (ЭПС) конденсаторов появилась в журнале «Радио» №8 за 2011 год.
Я повторил эту конструкцию с некоторыми изменениями и хочу поделиться с вами впечатлениями и результатами.

Начало

Да, эта тема многократно обсуждалась, в том числе и здесь. Я собрал два варианта схемы Ludens и они очень хорошо себя зарекомендовали, тем не менее, у всех предлагаемых ранее вариантов есть недостатки. Шкалы приборов со стрелочными индикаторами очень нелинейны и требуют для калибровки много низкоомных резисторов, эти шкалы надо рисовать и вставлять в головки. Приборные головки велики и тяжелы, хрупки, а корпуса малогабаритных пластмассовых индикаторов обычно запаяны и они часто имеют мелкую шкалу. Слабым местом почти всех предыдущих конструкций является их низкая разрешающая способность. А для конденсаторов LowESR как раз надо измерять сотые доли Ома в диапазоне от нуля до половины Ома. Предлагались также приборы на основе микроконтроллеров с цифровой шкалой, но не всякий занимается микроконтроллерами и их прошивками, устройство получается неоправданно сложным и относительно дорогим. Поэтому в журнале «Радио» сделали разумную рациональную схему — цифровой тестер есть у любого радиолюбителя, да и стоит он копейки.


Мой вариант схемы измерителя ESR

Я тоже стараюсь делать приборы-приставки к цифровому тестеру — это просто и дёшево. Но в журнальной статье мне не всё понравилось. Например, «…была поставлена задача не применять дополнительный источник питания». Вспоминаются советские времена и выражение «есть мнение». Кто поставил такую дурацкую задачу, журнал умалчивает. Экономия батарейки, которая стоит не дорого и будет работать более года? Зачем?
Следующая плюха — бескорпусное исполнение приставки. Такая конструкция с торчащими штырьками неудобна и должна храниться дома под стеклянным колпаком. Мне больше нравится, когда коробку можно спокойно бросить в сумку с инструментом и поехать «на дело».
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.


Я внес минимальные изменения. Корпус — от неисправного «электронного дросселя» для галогеновых ламп. Питание — батарея «Крона» 9 Вольт и стабилизатор 78L05 . Убрал переключатель — измерять LowESR в диапазоне до 200 Ом надо очень редко (если приспичит, использую параллельное подключение). Изменил некоторые детали. Микросхема 74HC132N, транзисторы 2N7000 (to92) и IRLML2502 (sot23). Из-за увеличения напряжения с 3 до 5 Вольт отпала необходимость подбора транзисторов.
При испытаниях устройство нормально работало при напряжении батареи свежей 9,6 В до полностью разряженной 6 В.

Кроме того, для удобства, использовал smd-резисторы. Все smd-элементы прекрасно паяются паяльником ЭПСН-25. Вместо последовательного соединения R6R7 я использовал параллельное соединение — так удобнее, на плате я предусмотрел подключение переменного резистора параллельно R6 для подстройки нуля, но оказалось, что «нуль» стабилен во всем диапазоне указанных мною напряжений.


Удивление вызвало то, что в конструкции «разработанной в журнале» перепутана полярность подключения VT1 — перепутаны сток и исток (поправьте, если я неправ). Знаю, что транзисторы будут работать и при таком включении, но для редакторов такие ошибки недопустимы.

Наладка

Наладка очень проста и заключается в установке чувствительности с помощью R4 при подключенном резисторе 2…5 Ом и установке нуля цифрового вольтметра на диапазоне 200mV.
Операции надо повторить несколько раз, далее можно убедиться в точности измерителя, подключая резисторы 0,1…5 Ом. Настраивать надо со штатными шнурами, плату хорошенько промыть, конденсатор С3 должен быть термостабилен.

К вопросу о точности вообще

Начиная с 10 Ом, точность примерно 3% и ухудшается примерно до 6% при 20 Ом (200мВ), но точность при измерениях бракованных элементов не важна. Поскольку измерения проводятся при комнатной температуре, термонестабильность будет мала, испытаний на эту тему я не проводил.
При измерениях ESR конденсаторов в компьютерных блоках питания и на материнских платах, я пришел к выводу, что конденсаторы от 1000 мкФ с сопротивлением 0,5 Ом надо срочно выпаивать и отправлять в ведро, нормальное ESR 0,02…0,05 Ом. Попутно обнаружил, что у исправных конденсаторов ESR очень сильно зависит от температуры, так у конденсатора 22 мкФ ESR уменьшалась от тепла пальцев на 10%. Это объясняет, почему некоторые фанатичные лампадные конструкторы специально делают подогрев конденсаторов в катодных цепях с помощью проволочных обогревателей. По этой причине, а также по причине имеющегося сопротивления контактов считаю, что в измерения тысячных долей Ом нет особой необходимости.

На первом фото ЭПС конденсатора 0,03 Ом.


Желающие подробнее ознакомиться с принципом работы данного устройства могут прочитать оригинальную статью на стр. 19, 20 «Радио» №8 за 2011 год.

Моя печатная плата

Прилагаю печатную плату в формате LAY. Я стараюсь рисовать дорожки как можно шире, а расстояния между выводами делаю максимальными, не брезгую перемычками (будьте внимательны), если это упрощает изготовление платы.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.


Итого

Данный прибор работает у меня около месяца, его показания при измерениях конденсаторов с ESR в единицы Ом совпадают с прибором по схеме Ludens.
Он уже прошёл проверку в боевых условиях, когда у меня перестал включаться компьютер из-за емкостей в блоке питания, при этом не было явных следов «перегорания», а конденсаторы были не вздувшимися.

Точность показаний в диапазоне 0,01…0,1 Ом позволила отбраковать сомнительные и не выбрасывать старые выпаянные, но имеющие нормальную ёмкость и ESR конденсаторы. Прибор прост в изготовлении, детали доступны и дёшевы, толщина дорожек позволяет их рисовать даже спичкой.
На мой взгляд, схема очень удачна и заслуживает повторения.

Файлы

Печатная плата:
Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



Оригинальная статья в журнале «Радио» № 8 за 2011 год:
Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

💰 Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress 💰
Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress - получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.
Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 65 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

13.08.16 изменил Datagor. Исправлена схема, дополнен текст

 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Программа Galva v.1.85. Рисуем шкалы и шильдики... Недавно посчастливилось приобрести несколько измерительных головок магнитоэлектрической системы,...
Схема на Датагоре. Новая статья Электровакуумные приборы и основы их конструирования. Гуртовник и др.... Электровакуумные приборы и основы их конструирования. Гуртовник и др. Препарирование...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой измеритель индуктивности - приставка к цифровому мультиметру... Практически каждый, кто увлекается электроникой, будь то начинающий, или опытный радиолюбитель,...
Схема на Датагоре. Новая статья Прибор для проверки конденсаторов: аналоговый ЭПС-метр... По долгу службы приходится заниматься ремонтом промышленной аппаратуры. Анализ неисправностей...
Схема на Датагоре. Новая статья Применение микроконтроллеров AVR. Схемы, алгоритмы, программы... Какой микроконтроллер выбрать? Где найти его описание? Где взять программу, обеспечивающую...
Схема на Датагоре. Новая статья ESR / ЭПС измеритель на стрелочном индикаторе М4761... Перечень необходимых приборов для домашней лаборатории радиолюбителя был бы неполным без измерителя...
Схема на Датагоре. Новая статья LIMP Arta Software — программный измеритель RCL... Продолжу описание программы LIMP из пакета фирмы Arta Software. С ее помощью можно определять...
Схема на Датагоре. Новая статья Избранное из «Радио» 1989/12... Камрады! Редакция журнала Радио разместила на своём сайте в отличном качестве все номера с 1924 по...
Схема на Датагоре. Новая статья LB3500 + LC7265. Цифровая шкала для УКВ/FM-приёмника... 1. Что такое цифровая шкала?В современных приёмниках и тюнерах есть много дополнительных сервисных...
Схема на Датагоре. Новая статья Устройство защиты акустических систем на базе схемы А. Котова. Универсальное, простое, надёжное... Существует множество вариантов зашиты АС от постоянного напряжения, щелчков при включении и...
Схема на Датагоре. Новая статья О чувствительности динамиков и АС, мощности и прочем... При постройке АС, особенно для ламповых усилителей, попадаются старые динамики, у которых...
Схема на Датагоре. Новая статья Сумматор каналов на ОУ. Теория и практика.... Не раз обращал внимание на то, что радиолюбители применяют в своих схемных решениях неоправданно...
 

Общаемся по статье 💬

ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<
Читатель Датагора

Datagor
Игорь Котов

  • Главный редактор
Комментарий # 1 от 25-09-11, 23:53.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 304 комментария
  • 275 публикаций
 
Уважаемый Сергей,
спасибо за еще один полезный инструмент и ясную статью!

<
Читатель Датагора

andrew_spb
Андрей

  • Гражданин
Комментарий # 2 от 26-09-11, 0:33.
  • С нами с 21.02.2009
  • 131 комментарий
  • 2 публикации
 
Отлично! И правильно описанны "пратически-производственные" мотивации... Нам нужно ехать, а не шашечки на боку...

<
Читатель Датагора

Kurdl
Борис

  • Кандидат
Комментарий # 3 от 26-09-11, 10:36.
  • С нами с 22.05.2011
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
Хорошая статья. Мне тоже понравилась схема в Радио и не понравилось конструктивное исполнение. Хотел сделать измеритель в виде щупа, но пока нет времени заняться.

<
Читатель Датагора

Godin0104
Михаил Резниченко

  • Гражданин
Комментарий # 4 от 26-09-11, 17:14.
  • С нами с 10.02.2010
  • 120 комментариев
  • 5 публикаций
 
Сергею спасибо! Как всегда лаконично и на злобу дня. О, эти вспухшие и не вспухшие "кондюки" в мониторах и блоках питания! Прибор нужный!

<
Читатель Датагора

PitKon
Петр

  • Гражданин
Комментарий # 5 от 27-09-11, 3:08.
  • С нами с 1.06.2008
  • 18 комментариев
  • 0 публикаций
 
По статье в Радио хотел делать, но мучали сомнения, Вы их разрешили очень успешно и вовремя, СПАСИБО!

<
Читатель Датагора

SN_GRISHIN
Сергей

  • Гражданин
Комментарий # 6 от 27-09-11, 14:21.
  • С нами с 19.01.2009
  • 3 комментария
  • 0 публикаций
 
В статье написана микросхема 74HC132N а на схеме 74AC132. Где правильно?

<
Читатель Датагора

Datagor
Игорь Котов

  • Главный редактор
Комментарий # 7 от 27-09-11, 17:31.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 304 комментария
  • 275 публикаций
 
SN_GRISHIN,
оба чипа - правильно, это Quad 2-Input NAND Schmitt Trigger

<
Читатель Датагора

Chugunov
Сергей

  • Гражданин
Комментарий # 8 от 27-09-11, 23:47.
  • С нами с 30.09.2009
  • 373 комментария
  • 32 публикации
 
SN_GRISHIN,
  В статье написана микросхема 74HC132N а на схеме 74AC132. Где правильно?

В первоисточнике 74AC132, поскольку я ее не нашел, поставил аналог NXP74HC132N за 13руб. должен подойти и отечественный аналог КР1554ТЛ3 (вдвое дешевле) или любой экономичный счетверенный триггер Шмитта И-НЕ. Может измениться общий ток потребления (у меня чуть больше 3 мА, а в журнале 1,5 мА.)
***
Я не совсем внятно описан настройку нуля. Рабочими шнурами кусаем крокодилы друг за друга, делаем замыкание. Вместо R6R7 ставим переменник, балансируем, измеряем его тестером, находим в своей кассе резистор чуть-чуть больше (точно найти не получится), впаиваем; подбираем параллельно ему другой резистор, он должен быть на порядок-два больше и найти его легче, чем никоомный, в этом соль. Если не получится двумя, на плате есть место под третий параллельный, а можно туда переменник. Такие "сложности" потому, что надо выставить напряжение нуля лучше 0,05 мВ!! Переменником-подстроечником можно плавно и очень точно выставлять нуль при разных проводах щупов, или можно "в уме" учитывать сдвиг 0,01...0,02 Ома.
Конденсатор С3 я взял К73-17 на 63В, в журнале тип не указан, есть только "ТКЕ не хуже Н10 (X7R)", К73-17 подходит, пойдут любые импортные "конфеты" на напряжение 200В и выше. Можно попробовать 0,47 или 0,68 мкФ (я не пробовал).
IRLML6346 (или IRLML6246, IRLML6344) я тоже не нашел, поставил бескорпусной IRLML2502 . Если и их нет, попробуйте 2N7000 (я не пробовал, не гарантирую, плату придется чуть переделать), из-за повышения напряжения питания требования к транзисторам уменьшаются.
Защитные диоды VD2,3 конечно дохлые, лучше 1N4001 и т. п. но от большого напряжения и они не спасут, убеждайтесь, что испытуемый конденсатор разряжен! Впрочем я подключал (не нарочно) заряженный 2000 мкФ на 6,3 В, искры были, но обошлось.

<
Читатель Датагора

SN_GRISHIN
Сергей

  • Гражданин
Комментарий # 9 от 30-09-11, 19:21.
  • С нами с 19.01.2009
  • 3 комментария
  • 0 публикаций
 
Ура. Заработало с первого включения. Настраивал R6 и все. Сразу отбраковал несколько кондеров с материнок, правда их пришлось выпаять. Спасибо за статью.

<
Читатель Датагора

mediana
Николай

  • Гражданин
Комментарий # 10 от 24-10-11, 3:57.
  • С нами с 5.01.2010
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо, Сергей! Достойная модернизация измерителя описанного в журнале "Радио".
Давно использую подобную приставку к цифровому мультиметру в качестве ESR-измерителя. Моя схема близка к описанной в Радиохобби №5, 2006г., стр.58, с той лишь разницей что я отказался от стрелочной головки. Ваш вариант ESR-измерителя, я думаю точнее моего. Появилось желание его повторить.

<
Читатель Датагора

matafixxx
Александр

  • Гражданин
Комментарий # 11 от 07-11-11, 20:13.
  • С нами с 31.01.2010
  • 15 комментариев
  • 1 публикация
 
Думаю, что для предупреждения начинающих необходимо было ещё в самом журнале "Радио" обязательно отметить то, что прибор предназначен для измерения ЭПС только ВЫПАЯННЫХ ИЗ СХЕМЫ ЕМКОСТЕЙ.
Ведь прибор подаёт на вход конденсатора напряжения амплитудой до уровня напряжения питания, что может привести к не только некорректным показаниям,но и к порче устройства. Тем более что в этой доработка автора питается 5ю вольтами.

<
Читатель Датагора

Datagor
Игорь Котов

  • Главный редактор
Комментарий # 12 от 22-11-11, 20:24.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 304 комментария
  • 275 публикаций
 
matafixxx, краткий ответ: посмотрите на VD2-VD3.
Подробнее читайте в "Схемотехника" №3, 2006.
Напряжение на Cx не превышает 150 мВ

<
Читатель Датагора

Dargun
Антон

  • Кандидат
Комментарий # 13 от 26-02-12, 2:13.
  • С нами с 30.03.2009
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
"Удивление вызвало то, что в конструкции «разработанной в журнале» перепутана полярность подключения VT1 — перепутаны сток и исток"
Так в печатке разработанной Вами включение такое же как и в схеме из журнала...

<
Читатель Датагора

andro777
Андрей Ковалёв

  • Гражданин
Комментарий # 14 от 30-08-12, 0:00.
  • С нами с 17.11.2011
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо, давно хочу такой приборчик, теперь точно соберу!

<
Читатель Датагора

Andry1961
Андрей

  • Гражданин
Комментарий # 15 от 19-09-12, 19:50.
  • С нами с 17.04.2009
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
Подскажите чем заменить IRLML2502 , что бы был в to92 корпусе ? Заранее спасибо

<
Читатель Датагора

Datagor
Игорь Котов

  • Главный редактор
Комментарий # 16 от 19-09-12, 23:57.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 304 комментария
  • 275 публикаций
 
Любой N-канальный MOSFET с ультранизким с сопротивлением открытого канала и низкой ёмкостью затвора. Читайте статью из Радио - там много подробностей и объяснений.
Искать по словам: Low On-Resistance N-Channel MOSFET
RDS(on) < 50 милиОм (0,050R)

Корпус ТО-92 встречается всё реже - все выводные компоненты повсеместно вытесняются smd.

Назад Вперед
Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.