Меню

Esp метр своими руками

ESR-метр

В этой статье мы с вами будем собирать ESR-метр. В первый раз слышите слово “ESR”? А ну-ка бегом читать эту статью!

Для чего нужен ESR-метр

Итак, для чего нам вообще собирать ESR-метр? Для тех, кто поленился читать статью про ESR давайте вспомним, чем оно нам вредит. Дело в том, что сейчас почти во всей электронной аппаратуре используются импульсные блоки питания. В этих импульсных блоках питания “гуляют” высокие частоты и некоторые из этих частот проходят через электролитические конденсаторы. Если вы читали статью конденсатор в цепи постоянного и переменого тока, то наверняка помните, что высокие частоты конденсатор пропускает через себя почти без проблем. И проблем тем меньше, чем выше частота. Это, конечно, в идеале. В реальности же в каждом конденсаторе “спрятан” резистор. А какая мощность будет выделяться на резисторе?

P – это мощность, Ватт

I – сила тока, Ампер

R – сопротивление, Ом

А как вы знаете, мощность, которая рассеивается на резисторе – это и есть тепло 😉 И что тогда у нас получается? Конденсатор тупо превращается в маленькую печку)). Нагрев конденсатора – эффект очень нежелательный, так как при нагреве в лучшем случае он меняет свой номинал, а в худшем – просто раскрывается розочкой). Такие кондеры-розочки использовать уже нельзя.

Вздувшиеся электролитические конденсаторы – это большая проблема современной техники. Очень много отказов в работе электроники бывает именно по их вине. Визуально это проявляется в появлении припухлости в верхней части конденсатора. Видите небольшие прорези на шляпе этих конденсаторов? Это делается для того, чтобы такой конденсатор не разрывался от предсмертного шока и не забрызгивал всю плату электролитом, а ровнёхонько надрывал тонкую часть прорези и испускал тихий спокойных выдох. У советских конденсаторов таких прорезей не было, и поэтому если они и бахали, то делали это громко, эффектно и задорно)))

Но иногда бывает и так, что внешне такой конденсатор ничем не отличается от простых рабочих конденсаторов, а ESR очень велико. Поэтому, для проверки таких конденсаторов и был создан прибор под названием ESR-метр. У меня например ESR-метр идет в комплекте с Транзистор-метром:

Минус данного прибора в том, что им можно замерять ESR только демонтированных конденсаторов. Если замерять прямо на плате, то он выдаст полную ахинею.

Схема и сборка

В интернете очень давно гуляет схема простенького ESR-метра, а точнее – приставки к мультиметру. С помощью нее можно спокойно замерить ESR конденсатора, даже не выпаивая его из платы. Давайте же рассмотрим схемку нашей приставки. Кликните по ней, и схема откроется в новом окне и в полный рост:

Вы легко его узнаете по розовой окраске. Хотя бывают и другого цвета, но в основном розовый.

Что это за “фрукт”? МГТФ расшифровывается как Монтажный, Гибкий, Теплостойкий, в Фторопластовой изоляции. Этот провод отлично подходит для электронных поделок, так как при пайке его изоляция не плавится. Это только один из плюсов.

Обратную сторону с проводами МГТФ я показывать не буду). Там ничего интересного нет).

После сборки макетная плата выглядит вот так:

Микросхемы по привычке всегда ставлю в панельки:

При своей стоимости, панельки позволяют быстро сменить микросхему. Особенно это актуально для дорогих микроконтроллеров. Вдруг понадобится МК для других целей?)

Для подачи питания с батарейки на платку, я воспользовался стандартной клеммой от старого мультиметра:

Как быть, если у вас нет такой клеммы, а подать питание с Кроны необходимо? В таком случае, у вас наверняка есть старая батарейка Крона, так ведь? Аккуратно вскрываем корпус, снимаем клеммы батарейки, подпаиваем проводки и у нас готова клемма для подключения к новой батарейке. На крайний случай их можно также купить на Али. Выбор огромный.

Читайте также:  Ванны своими руками море

Прибор выполнен в виде приставки к любому цифровому мультиметру:

Здесь есть одно “но”. Так как мы измеряем на пределе 200 милливольт постоянного напряжения (DCV), то и значения мы получим не в Омах или миллиомах, а в милливольтах, которые затем, сверяясь со значениями полученными при калибровке прибора, мы должны будем перевести в Омы.

А вот и мой самопальный щуп:

Подобные приборы не любят длинных проводов-щупов, идущих к ножкам конденсатора, и поэтому я был вынужден сделать подобие пинцета, собранное из двух половинок фольгированного текстолита.

Внутри корпуса платка выглядит примерно вот так:

Провода, идущие к пинцету, закреплены каплей термоклея. Между щупами, идущими к мультиметру, стоит конденсатор керамика 100 нанофарад с целью снизить уровень помех. В схеме применен подстроечный резистор на 1,5 Килоома. С помощью этого резистора мы и будем калибровать наш приборчик.

Калибровка прибора

После того как все собрали, приступаем к калибровке (настройке) нашего ESR-метра пошагово:

1)Если у вас есть осциллограф, замеряем на измерительных щупах напряжение с частотой 120-180 КилоГерц. Если замеряемая частота не укладывается в этот диапазон, то меняем значение резистора R3.

2) Цепляем мультиметр и ставим его крутилку на измерение милливольт постоянного напряжения.

3) Берем резистор номиналом в 1 Ом и цепляем его к измерительным щупам. В данном случае, к нашему самопальному пинцету.

4) Добиваемся того, чтобы мультиметр показал значение в 1 милливольт, меняя значение подстроечного резистора R1

5) Теперь берем сопротивление 2 Ома, и не меняя значение R1 записываем показания мультиметра

6) Берем 3 Ома и снова записываем показания и тд. Думаю, до 8-10 Ом вам таблички хватит вполне.

Например, мы можем выставить соответствие 1 милливольт – это 1 Ом, и т. д., хотя я предпочел настроить 4,8 милливольт – 1 Ом, для того чтобы была возможность точнее измерять низкие значения сопротивления. При замыкании щупов – контактов пинцета на дисплее мультиметра значение 2,8 милливольт. Сказывается сопротивление проводов-щупов. Это у нас типа 0 Ом ;-).

Приведу для ознакомления значения измерений низкоомных резисторов: при измерении резистора 0,68 Ом значения равны 3,9 милливольт, 1 ом – 4,8 милливольт, 2 Ома – 9,3 милливольта. У меня получилась вот такая табличка, которую я потом и наклеил на свой прибор

При измерении сопротивления в 10 Ом на экране уже показание 92,5 миллиВольт. Как мы видим, зависимость не пропорциональная.

После того, как я сделал замеры, смотрю в другую табличку:

Слева – номинал конденсатора, вверху – значение напряжения, на которое рассчитан этот конденсатор. Ну и, собственно, в таблице максимальное значение ESR конденсатора, который можно использовать в ВЧ схемах.

Давайте попробуем замерить ESR у двух импортных и одного отечественного конденсатора

Как вы видите, импортные конденсаторы обладают очень маленьким ESR. Советский конденсатор показывает уже большее значение. Оно и не удивительно. Старость не в радость).

Поправки к схеме

1) Для более-менее точных измерений, желательно, чтобы питание нашего ESR-метра было всегда стабильное. Если батарейка разрядится хотя бы на 1 Вольт, то показания ESR также будут уже с погрешностью. Так что лучше постарайтесь давать питание на ESR-метр всегда стабильное. Как я уже сказал, для этого можно использовать внешний блок питания или собрать схемку на 7809 микросхеме. Например, блок питания можно собрать по этой схеме.

2) Показания, которые выдает наша самоделка, не говорят о том, что наш самопальный прибор с великой точностью замеряет ESR. Скорее всего, его можно отнести к пробникам. А что делают пробники? Отвечают в основном на два вопроса: да или нет ;-). В данном случае прибор “говорит”, можно ли использовать такой конденсатор или лучше все-таки поставить его в НЧ (НизкоЧастотную) схему.

Данный пробник может собрать любой, даже начинающий радиолюбитель, если у него вдруг возникнет потребность заняться ремонтами. А вот и видео его работы:

Читайте также:  Выравнивание дачного участка своими руками

Источник

ESR метр-приставка к мультиметру

На моём канале я уже рассказывал о ESR метре на одном транзисторе и о ESR метре из китая но у второго есть минус, он не измеряет прямо на плате, а нужно каждый раз отпаевать. Там были полностью готовый прибор, а в этой статье речь пойдёт о приставке, хотя я бы не назвал её приставкой, скорее доработка цифрового мультиметра, после которой в нём добавляется и эта функция. Для этой доработки нам понадобится один транзистор P-N-P структуры, я взял КТ361, три резистора, два конденсатора, один диод, один супрессор (не обязательно) и ферритовое колечко. Схема приставки:

Схема взята с сайта «monitor.net.ru», была опубликована в 2012 году, вот ссылка на этот материал.

Данную конструкцию можно вмонтировать практически в любой цифровой мультиметр, вам нужно только подключиться к АЦП на той его ножке где есть источник сигнала внутреннего генератора. Он должен быть вот такой амплитуды:

Потом этот сигнал вы подадите через резистор 100кОм на базу транзистора, на эмиттер питание 9 вольт, с коллектора выход сигнала и на резистор R3, которым отвечает за правильность показания ESR метра. На импульсном трансформаторе TR1 создаётся импульсное напряжение (оно у меня 37 вольт, поэтому я не ставил супрессор, диод Шоттки D1 1N5819 свободно выдержит 40 вольт. Это импульное напряжение выпремляется простейшим выпрямителем (диод D1, конденсатор С3 и резистор R4) и подаётся в точку соединения резисторв 90к и 9к (переключатель на измерение постоянного напряжения 20в), как уже писал выше, напряжение должно быть примерно 37 вольт. Как же работает эта схема, при подключении испытуемого конденсатора ко вторичной обмотке трансформатор будет шунтироваться и мультиметр покажет падение напряжения.
Но при наличие сопротивления во вторичной обмотке (в том числе и внутреннего сопротивления в конденсаторе) падение напряжения будет несколько ниже чем при КЗ.
Таким образом с достаточной точностью можно проконтролировать и ESR испытуемого конденсатора. Настраивается данная приставка так же как и любой ESR метр, вместо проверяемого конденсатора запаять резистор (я запаял на 3,3 Ом) и резисторм R3 приставки добиваемся пока на мультиметре будут показания 3,3 вольта. При КЗ должен показать 0 вольт. Это всё у вас получится только при правильно работающем трансформаторе Tr1, у меня с первого раза не вышло, первая попытка была на китайском ферритовом кольце, вообще не заработала, потом я взял советское кольцо К10*6*5 мм , проницаемостью 1000нн, намотал первичную обмотку 70 витков и вторичную 7. Заработало но не так как хотелосьбы, тогда перемотал на первичную 120 витков (провод диаметром 0,2мм)и вторичную 12 (провод диаметром 0,5мм),и всё заработало как нужно.
Если у вас есть такое же колечко то намотаете и всё будет работать и у вас, а если нет то мотайте на том что найдёте, главное что бы была такая же индуктивность. Вот вам ссылка на китайские кольца, опытным путём можете достигнуть желаемого. Если есть в наличии LC метр, то пара пустяков. Не обязательно покупать именно этот размер, можно вообще намотать Ш образном, ещё и проще мотать, у этого продавца, по ссылке имеются различные.
Я измерил свой трансформатор на LC метре. Индуктивность первичной обмотки:

Источник

Приставка на одном транзисторе для измерения ESR цифровым мультиметром

ESR – Equivalent Series Resistance (Эквивалентное Последовательное Сопротивление) – один из важнейших параметров конденсатора. Особенно чувствительно его увеличение в процессе эксплуатации оборудования для импульсных схем источников питания.

Предлагаемая схема приставки-зонда к цифровому мультиметру позволяет проверять конденсаторы на ESR с помощью мультиметра в режиме измерения падения напряжения – без выпаивания из схемы, без собственного питания и, конечно, отображая значение тем же мультиметром. С одним уточнением: мы не обращаем внимания на показания в старшем разряде. Соответственно, следующая цифра (после запятой) – единицы Ом, за ней – десятые доли Ома и сотые, если они кому-нибудь интересны.

Основа схемы – генератор Хартли. При подключении к мультиметру генератор возбуждается на частоте около 80 кГц. При этом потребление тока от мультиметра настолько мало, что на шкале прибора показывает то же, что и при разомкнутых щупах «+» и «-».

Читайте также:  Как можно сделать декор комнаты своими руками

С обмотки III трансформатора снимается синусоидальное напряжение с амплитудой около 120 mV. Малый размах измерительного напряжения (в процессе измерения ещё уменьшается) позволяет проверять конденсаторы без выпаивания из схемы, а разрешение до сотой доли Ома, при определённых навыках, – находить худшие конденсаторы из включенных параллельно за счёт ненулевой индуктивности проводников.

Резистор R1 предназначен для того, чтобы генерация не затухала при нулевом ESR. Подстроечным резистором P2 устанавливается значение «1,000» на шкале мультиметра при замкнутых щупах зонда. Данные трансформатора приводятся для цифрового мультиметра DT890B. Сердечник — ферритовое кольцо из энергосберегающих ламп внешним диаметром 10мм, внутренним 6мм, высотой 3мм. Обмотки равномерно распределены по кольцу, последней наматывается обмотка III. Число витков: I – 8, II – 80, III – 5. Диаметр и марка провода не критичны.

Для других мультиметров возможно придётся подобрать число витков обмотки III для масштабирования шкалы. В опытном образце имитацией ESR резисторами получены следующие результаты (первая цифра – сопротивление резистора, вторая – показания мультиметра):

0 – 1,000 1 – 1,120 2 – 1,260 3 – 1,360 4 – 1,430 5 – 1,480

Линейность измерений невысока, но достаточна для практического применения.

Ввиду простоты схемы печатная плата не приводится. Щупы приставки-зонда — из стальной облуженой пружинящей проволоки диаметром 1 мм, длиной 50-70 мм, припаяны непосредственно к печатной плате. Схема размещена в корпусе от разъёма DB-9 (COM-порт и подобные) с выведенными проводами «+» и «-», которые заканчиваются «крокодилами» для соединения со щупами мультиметра.

Источник

ESR метр своими руками — измеритель емкости конденсаторов. Схема и описание

ESR метр своими руками. Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический конденсатор. Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.

Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.

Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность импульсных источников питания, приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.

Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.

Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать ESR метр конденсаторов своими руками.

Описание ESR метра для конденсаторов

Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.

Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.

Микросхему DD1 — К561ЛН2 можно поменять на К1561ЛН2. Диоды VD1 и VD2 германиевые, возможно использовать Д9, ГД507, Д18.

Источник

Adblock
detector