Тестер ESR конденсаторов (Перевод с английского)

[petrovjvj]

Нет, основная фишка этой схемы-точное измерение любых конденсаторов, с щупами до десятков метров!!!
А "внутрисхемно" любой измеритель покажет общую емкость узла.
Схема проверена и показала приличные результаты. В Польше наборы были в широкой продаже.

Вложения

22.jpg

(22.86 KiB) Скачиваний: 519

[TIGR]

Нет, основная фишка этой схемы-точное измерение любых конденсаторов,

Электролитические конденсаторы в основном имеют допуск 20%.Другие типы 10-20%,пленочники до 5%.Даже самодельные измерители емкости можно вогнать в 3-5%,мой промышленный МТ-5110 в диапазоне 20000мкФ имеет 3%,таких электролитов нет.Прецизионные конденсаторы в схемах большая редкость,поэтому высокая точность польского емкостемера не будет востребована.

с щупами до десятков метров!!!

Как вы с такими длинными щупами решили пикофарады измерять?

А "внутрисхемно" любой измеритель покажет общую емкость узла.

Внутрисхемно измерители работают в зависимости от разных факторов.В моих темах есть много примеров их работы без выпаивания.

[petrovjvj]

Надеюсь пройдет пару-тройку месяцев и найдется одна или две светлые головы. Они и решат, дополнить ли схему аппаратно и программно измерителем ESR.
Хотя лучше взять этот узел из уже кем-нибудь созданных.

[petrovjvj]

На Венгерском сайте _www.nippur.hu нашел довольно любопытное описание схемы измерителя ESR конденсаторов.
Это описание подойдет к любому измерителю параметра ESR.
Выкладываю перевод мануала прибора.
Полное описание найдете в архиве.
Основное сказано выше- к любому "стоящему" измерителю ESR.
Далее текст:
ESR и миллиомметр:
Тестер электролитных конденсаторов


Если вы ремонтируете импульсные блоки питания, телевизоры, компьютерные мониторы, HIFI и аналогичные устройства и / или нуждаетесь в измерении очень низкого сопротивления, этот инструмент сэкономит вам много времени и сэкономит нервы. Прибор измеряет так называемое эквивалентное последовательное сопротивление электролитических конденсаторов, что очень важно, но очень сложно проверить с помощью обычных измерительных приборов.
Все опытные TV-Video радиомеханики знают, что значительная часть неисправностей вызвана высыханием электролитических конденсаторов ("электролитов").
Неисправности с такими симптомами возникают после 3 - 5 лет эксплуатации, телевизор не включается после сбоя питания, полосы видео во время воспроизведения и.т.д.
Во многих случаях высохший "электролит" вызывает значительные повреждения, поэтому их рекомендуется предотвращать превентивным способом (например, заменой источника питания), даже если неисправность другая. Однако определить высохший электролитический конденсатор - задача не из легких.

Ненадежные решения:

Многие механики решают эту проблему по-разному, но мало кто знает надежный и быстрый способ! Некоторые просто заменяют все подозрительные "электролиты": этот способ медленный и дорогой, а также возможно, что таким образом не будет заменен именно тот, который было нужно.
В этом случае мы не можем считать ремонт успешным, а просто будем гадать, так как мы не нашли первопричину неисправности!
Почему нельзя использовать обычный (низкочастотный) измеритель емкости для правильного измерения?
Потому что часто вышедший из строя "электролит" существенно не теряет свою емкость!
Но у него увеличивается ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).
И нам нужно знать этот параметр для того, чтобы определить фактор качества электролита. Для этого его нужно измерить. Более простые измерители емкости не определят этот параметр, они, например, могут показать уменьшение емкости "электролита" (например, 80 мкФ вместо 100 мкФ) для почти полностью вздутого и разорванного конденсатора.
При высокой, от 1кГц частоте, измеритель емкости, который также измеряет и диэлектрические потери (tg ?-t), очень дорог и не может измерять эти параметры внутрисхемно.

Внутренняя структура электролитических конденсаторов, ухудшение фактора качества.


Что такое эквивалентное последовательное сопротивление электролита (ESR)?
Как видно из структуры электролитических конденсаторов, катод не металл, а жидкий электролит, удельное сопротивление же металлов намного выше.
Электролит на водной основе пропитывает полосу губчатого материала(конденсаторной бумаги), и как результат получаем катод.
Этот слой такого материала проложен как диэлектрик между полосами из оксида алюминия(алюминиевой фольги). Собственное сопротивление конденсатора обеспечивает большую часть ESR, по сравнению с которым сопротивление алюминиевой фольги и анодного вывода ничтожно.
Обычно ESR очень небольшое, и оно не изменяется, если не повреждено резиновое уплотнение.
Но водная часть электролита непрерывно испаряется, и это приводит к тому, что ESR со временем изменяется.
Когда "электролит" подвергается воздействию высоких температур, особенно из-за внутреннего тепловыделения вследствие высоких переменных токов, электролит начинает химически разлагаться, и ESR увеличивается намного быстрее, чем при комнатной температуре. По мере увеличения значения ESR увеличивается и выделение тепла, вызванное переменным током. Таким образом внутренняя температура "электролита", как функция времени, увеличивается экспоненциально,
что в последствии может привести к полному его разрушению, а иногда даже к взрыву.
Значение ESR, а также диэлектрические потери (tg t или коэффициента рассеяния) немного увеличивается в течение срока службы конденсатора.
Обычно при нормальной температуре ок. 5-10%.
Срок службы электролитического конденсатора сокращается примерно вдвое с повышением температуры на каждые 10°C, и, что интересно, даже для качественных, всего 1-2 тысячи часов надежной работы с гарантированной максимальной температурой и током (один год 8766 часов!).
Импульсные источники питания создают довольно большую нагрузку на конденсаторы фильтра из-за их плотного расположения, высокой температуры, и еще из-за того, что они должны выдерживать большие переменные токи.

Измерение с помощью измерителя ESR

Измеритель ESR - это не измеритель емкости! Целевой прибор, представленный здесь, измеряет сопротивление на частоте 100 кГц, то есть измеряет только внутреннее сопротивление "электролита", поскольку на этой частоте емкостное реактивное сопротивление незначительно по сравнению с сопротивлением "электролита". Таким образом, в лучших случаях, пользователь измеряет сопротивление низкого значения (0,01 ... 10 Ом) - в зависимости от емкости конденсатора.
Здесь показана таблица, в которой обозначены ESR новых электролитических конденсаторов общего назначения
(серии KMF 105°C) Nippon-Chemi Elkos при 20°C
на основе данных, предоставленных производителем.
Эти данные предназначены только для информации.

Однако они могут быть и значительно выше, например, из-за пониженной температуры, могут различаться (хоть и незначительно), в зависимости от их типа и производителя.
Конденсаторы большего размера имеют лучшее качество, часто гораздо более низкую стоимость, чем указанные в таблице, даже после десятилетий использования!
Электролитический конденсатор низкого качества, но с минимальным ESR может быть вдвойне ценнее нового.
Если измеренное значение в 3 ... 10 раз больше, чем в таблице, то "электролит" уже «созрел» для замены. Способность пользователя принимать решения растет с практикой: после нескольких дней использования вам вряд ли понадобится таблица.

Вы найдете, что конденсаторы обычно бывают очень хорошими или очень плохими, поэтому высохших электролитов легко распознать.
Поскольку значение ESR практически является показателем качества, вы даже увидите разницу в качестве между новыми электролитическими конденсаторами! Внутреннее сопротивление высохших электролитов , вызывающих неисправность, часто увеличивается настолько, что при измерении прибором кажется, что они разорваны. Еще одно преимущество прибора в том, что он подходит для измерения в цепи! Поскольку измеряемое напряжение составляет максимум 100 мВ, оно не открывает полупроводники в цепи и не изменяется возможными параллельными нагрузками, поскольку их полное сопротивление намного выше, чем у конденсатора.
Измеритель ESR подходит еще и для кое-чего интересного: например, его можно использовать для измерения емкости аккумуляторов NiCd / NiMH, которая также пропорциональна значению ESR.

Вложения

9.rar

(267.45 KiB) Скачиваний: 229

[TIGR]

Вы цену не вспомнили сего девайса.

Вот под носом можно купить дешевле с кучей параметров,у венгра только один.

[TIGR]

Выбор есть.Вот китайцы запускают в продажу свой пинцет,качественно скопипастили конструкцию с конкурентов.
https://www.eevblog.com/forum/testgear/ ... ezers/175/

[TIGR]

Китайское ноу-хау.Калибровка.

Китаец намылился пинцетик продавать.Ттх и погрешности где?Все тесты с одной кучкой резисторов и тремя конденсаторами.Где внутрисхемные измерения разных компонентов,коммерсант хренов.Очередной пинцетный лохотрон.

[petrovjvj]

Что может быть лучше и проще, чем чешская схемотехника ?
Первоисточник: _http://danyk.cz/esr.html
Мой перевод и редактирование.
Это простой измеритель ESR конденсаторов.


ESR meter - простой тестер электролитических конденсаторов

ESR - эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора.
Его можно представить как резистор, соединенный последовательно с идеальным конденсатором.
Значение этого сопротивления и является значением ESR.
Одна из самых распространенных неисправностей бытовой электроники - неисправные электролитические конденсаторы.
Обычно они не идентифицируются с помощью мультиметра или измерителя емкости.
Измеритель ESR надежно обнаружит дефект электролитического конденсатора, потому что повреждение электролита сначала повлияет на увеличение значения ESR, а только потом - на потерю емкости.
Огромным преимуществом схемы является то, что вам не нужно выпаивать конденсаторы, потому что измерительное напряжение мало, и поэтому окружающие компоненты не влияют на измерение (в отличие от измерителя емкости, который не может измерять конденсаторы на плате ).
Для специалистов по ремонту электроники измеритель ESR - абсолютная необходимость, он используется для поиска неисправностей даже чаще, чем мультиметры!
Принцип измерения прост: к конденсатору подается высокочастотный переменный ток (обычно 50–100 кГц) и измеряется падение напряжения.
Чем больше значение, тем больше ESR.
В Интернете можно найти множество схем измерителей ESR.
Однако они обычно очень сложные и используют микропроцессор. Другие же имеют только одну светодиодную индикацию, чего недостаточно при измерении электролитов разного размера.
Я выбрал простой и эффективный вариант.
Известная схема 555 служит источником высокочастотного тока с частотой около 50 кГц.
Небольшое портативное измерительное устройство используется для измерения падения напряжения.
Можно использовать небольшой микроамперметр или милливольтметр, хватит простого индикатора настройки от старого радио или индикатора возбуждения (VU-метр) от магнитофона.
Для выпрямления используется диод D1 с небольшим падением напряжения, это может быть германиевый диод (от старой магнитолы) или диод Шоттки.
D2 защищает микроамперметр от чрезмерного напряжения, когда конденсатор не подключен.
Значения резисторов R1 и R2 должны быть адаптированы к используемому индикатору.
R2 выбран так чтобы ручка не крутилась впустую, а R1 определяет чувствительность.
Измерительные провода должны быть короткими (макс. 30 см), чтобы их сопротивление и индуктивность не влияли на измерение. Кроме того, желательно делать их двойными (указано на схеме).
Конечно, электролиты большего размера имеют меньшее ESR, поэтому рекомендуется откалибровать шкалу в соответствии с типовыми значениями ESR новых конденсаторов.
Логарифмической шкалы, такой как 1 мкФ, 10 мкФ, 100 мкФ, 1000 мкФ, будет достаточно.
Счетчик питается от батареи 9 В (типа Крона). Он потребляет около 6 мА без нагрузки, а при измерении до 16 мА.

[Borodach]

Внутрисхемно не измеряет ...

[petrovjvj]

Автор пишет:
Огромным преимуществом схемы является то, что вам не нужно выпаивать конденсаторы, потому что измерительное напряжение мало, и поэтому окружающие компоненты не влияют на измерение (в отличие от измерителя емкости, который не может измерять конденсаторы на плате ).

[Borodach]

Автор-то "пишет", вот только напряжение на конденсаторе выше напряжения открывания полупроводников, а это значит, что показания будут неверными ...

[petrovjvj]

Схема подкупает своей простотой.
Это ее основное достоинство, хотя и перекликается с этой:

[petrovjvj]

Но эта схема уже из наших журналов.....

[petrovjvj]

Решил вспомнить лучшие дни, проведенные в Риге.
И нашел Россию. Спасибо за подборку, выше всяких похвал....
Первоисточник:
_https://minussv.ru/lv/equipment/samodelnyi-izmeritel-esr-cifrovoi-izmeritel-esr-eps-i-mkosti-na/

Вложения

СПИСОК ЖУРНАЛОВ ПО ESR.rar

(444 байт) Скачиваний: 216

[TIGR]

Цифровой измеритель ESR.
https://files2.elv.com/public/04/0477/0 ... sr1_um.pdf


Этот измеритель ЭПС идеально подходит для любого специалиста по ремонту электроники, инженеров или любителей. Этот удобный измеритель ESR измеряет эквивалентное последовательное сопротивление электролитического конденсатора (ESR) в цепи. ESR - очень важная характеристика конденсаторов емкостью более 1 мкФ. Этот измеритель выполняет измерения, которые часто невозможно проверить стандартными цифровыми измерителями емкости. Этот измеритель ESR основан на операционных усилителях ICL7107, 4049, NE555 и TLC274 и может измерять сопротивление от 0,01 Ом до 19,99 Ом. Значение ESR отображается в Ом на четырехзначном светодиодном дисплее. Потребляемая мощность составляет всего 8 мА при использовании аккумулятора 12 В. ESR Meter имеет очень простой дизайн и прост в сборке.

С помощью представленного устройства можно измерять эквивалентное последовательное сопротивление электролитических конденсаторов и аккумуляторов. Юридически устройство является оригинальным из журнала ELVjournal, выпуск 4/2002, но - как зарядное устройство для аккумулятора на 18 В - частично восстановлено, в этом выпуске оно имеет семисегментный светодиодный дисплей и госпитализировано с помощью сетевого устройства с напряжением от 9 до 12 вольт. Схема автоматического отключения оригинального устройства устранена.

Каждый конденсатор имеет три основных паразитных компонента: последовательную индуктивность Ls из-за соединительных проводов, параллельное сопротивление Rp из-за токов утечки и последовательное сопротивление Rs.

Чем ниже заменяемое последовательное сопротивление (таблица данных ESR, эквивалентное последовательное сопротивление), тем лучше конденсатор. ЭПС увеличивается с возрастом и при высоких температурах, а высокое ЭПС может привести к отказу устройства (ключевое слово: импульсные источники питания!).

С помощью представленного устройства можно приблизительно определить ESR конденсатора и, таким образом, определить его состояние. Кроме того, таким образом можно измерять и оценивать батареи, и, кроме того, все еще используется омметр в диапазоне от 0 до 20 Ом. Он измеряет - в отличие от обычного омметра - напряжение переменного тока с частотой 60 кГц, поэтому (идеальный) конденсатор действует почти как короткое замыкание, и измеряется только ESR.

Схема

Здесь представлена ​​принципиальная схема измерителя ЭПС (файл PDF).
Вверху слева показана схема источника питания. Блоку требуется постоянное напряжение в диапазоне от 9 до 12 В, которое используется один раз напрямую и дополнительно стабилизируется с помощью IC1 до 5 В. Диод D1 выполняет функцию обратной полярности, C1-C4 стабилизируют напряжения.

В том числе видна часть генератора, которая является типом установленной микросхемы NE555. (В исходной схеме использовался энергосберегающий ICM7555, но здесь, благодаря источнику питания, нет необходимости.) На выходе, вывод 3, прямоугольная волна кГц с частотой около 60, около двух низких частот. R2 / C7 и R3 / C8 отправляются, а затем примерно синусоидальной формы. T1 через транзистор драйвера связан по постоянному току, где измеряемый вход подключается к измеряемому конденсатору. Падение напряжения на конденсаторе удалено, OP-цепь IC3A увеличилась до C и в том же направлении, что и IC3D.

Впоследствии это ICL7107 подает напряжение на вход IC4, драйвера дисплея данного типа. По умолчанию он подключен к данным и включает в себя все необходимые компоненты, от аналого-цифрового преобразователя до драйвера дисплея. Затем результат добавляется непосредственно к четырем семисегментным дисплеям (модели с общим анодом).

Реконструкция и согласование

При воспроизведении высоких частот на чистом следе обеспечивается лидерство. Измерительные кабели должны быть надежно или плотно вставлены в гнезда, а провода должны быть расположены близко друг к другу (в идеале через каждые 10 см лентой и стяжкой или т.п.).

Регулировка относительно проста. После включения устройства измерительные провода удерживают вместе. Триммер R21 теперь настроен так, что на дисплее отображается ноль. Затем сопротивление от 10 до 18 Ом, значение ее следует узнать как можно точнее, подключить и откалибровать дисплей с R25 на это значение.

Таким образом, настройка уже завершена. Теперь несколько слов об измерительной практике. Конденсаторы с малой емкостью, естественно, имеют более высокое ESR, чем более емкие. Однако, если измеренное значение составляет 10 Ом, конденсатор можно смело классифицировать как непригодный для использования. В диапазоне ниже 30 мкФ может иногда встречаться на 3-5 Ом, что не обязательно плохо. Однако конденсаторы на 100 мкФ должны быть значительно ниже 2 Ом. Вот небольшой опыт работы с ценностями.

Кстати, конденсаторы из-за низкого измерительного напряжения непосредственно измеряются в цепи и не нуждаются в предварительной разработке.

На картинке мой готовый девайс, установленный в симпатичном корпусе Bopla. Помимо переключателя включения / выключения, две розетки, к которым подключен конденсатор. На передней панели гнезда для питания. На входе просто конденсатор на 47uF / 10V, который здесь из-за большого значения уже не считается свежим.

Мой собственный измеритель ЭПС построен на стрип-плате (см. Фото выше). В связи с различным спросом сейчас создается макет, который можно скачать здесь. В репликах (см. Ниже) есть фотографии некоторых плат на этих устройствах.

[petrovjvj]

Очень хорошая схема.
Но на правах топикстартера хотелось бы, чтобы в этой рубрике перед публикацией пользовались сайтом text.ru
Неточности перевода типа "оно имеет семисегментный светодиодный дисплей и госпитализировано"

ЭПС увеличивается с возрастом

часть генератора, которая является типом установленной
с частотой около 60 около итд

И возможно ли пользоваться этим устройством при таком питании внутрисхемно ?

[TIGR]

petrovjvj писал(а):

И возможно ли пользоваться этим устройством при таком питании внутрисхемно ?

Возможно,синус 250мВ.

[petrovjvj]

Ну не знаю, возможно, нет времени проверить эту схему. Но даже если это так- неудобно в ремонте!
Полно схем с индикацией на обычном цифровом мультиметре. Характеристики примерно такие же.
Считаю что основное в подобных измерителях это быстрота отбраковки электролитов.
Одно из возможных решений ПЗУ с примерными цифрами по электролитам( либо микропроцессор) и три "фонаря", красный, зеленый и желтый плюс генератор и детектор. И скажите, что я не прав....

[TIGR]

petrovjvj писал(а):

Считаю что основное в подобных измерителях это быстрота отбраковки электролитов.

Может этот пробник вам понравится?Сделан очень качественно,самое то для быстрой отбраковки электролитов.
Красный "фонарь" зажигается при к.з.(бонус).

[petrovjvj]

Вы не понимаете.
Фундамент схемотехники определения ESR конденсаторов правилен!
Но применение микропроцессора в опубликованных схемах неточно!
Его функция- обработка таблицы Боба Паркера и не более!
Остальное- дело разработчиков уровня школы и института!
Функциональную схему я описал.
Схема- светофор с тремя желтыми светодиодами, одним красным и одним зеленым, плюс ПЗУ....
Таблица ESR конденсаторов должна обрабатываться микроконтроллером, а не человеком!