ESR: понятие, способы измерения, информация, ссылки.

#1 от 26/11/2002 20:17

Тема измерения ESR оксидных конденсаторов достаточно актуальна в практике ремонта и получает развитие. Благодаря интернету появилась первые публикации и разработки на эту тему в русскоязычном интернете. К сожалению, способы контроля и приборы по измерению ESR малодоступны для широкого круга даже специалистов. Дороговизна и непродуманная сложность массовых приборов, мешает широкому внедрению измерителей ESR в практике ремонта, создавая многочисленные трудности с поиском «сухих» конденсаторов. Надеюсь, что поднятая тема будет интересна широкому кругу специалистов в области ремонта электроники.

- Наиболее массовый измеритель, одна из первых моделей применяемых за рубежом. http://albany.net/~gwoods/esr_meter/esr_meter_index.html
- Схема и первая публикация на эту тему в русской технической литературе, из журнала РЭТ :
http://master-tv.com/article/esr/esr.shtml

- http://masterkit.ru/info/magshow.php?num=49
- Ссылка от viat : http://belza.cz/measure/ctst.htm
- Ссылка от AlexMM,
http://qsl.net/iz7ath/web/02_brew/15_lab/06_esr/fig03.gif
- http://iiclabium.narod.ru/projects.html
- http://members.ozemail.com.au/~bobpar/esrmeter.htm
Обзор современных измерителей импеданса.
http://prist.ru/info.php/articles/lcr-meters/0.htm

Добавлено мной(ILYA), так как все мои сообщения были удалены в своё время недоумком с того форума.
http://master-tv.com/article/esr2/
http://master-tv.com/article/esr3/
http://master-tv.com/article/esr4/

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- Предлагаю провести эксперимент: Электролитический конденсатор аккуратно извлекается из корпуса. Пакет фиксируется проволокой, что бы не развернулся. Выводы подключаются к измерителю емкости. Затем его постепенно «засушивают на пламени зажигалки. Цель эксперимента в целесообразности применения термина «СУХОЙ» конденсатор. Выводы сделайте сами.
--------------------------------------------------------------------------------
И еще один эксперимент - подтверждающий нецелесообразность применения измерителя емкости для проверки конденсаторов, в том числе и оксидных.

#2 от 29/11/2002 08:53

По поводу прибора Rottora ( http://master-tv.com/article/esr/esr.shtml ),
толково и просто. Насчет трансформатора - я намотал в первичке 15, во вторичке 45 (было лень наматывать 150 во вторичке). Мерит довольно сносно.Единственно- стрелка отклоняется не сильно ( использовал индикатор от магнитофона),но неисправные кондеры выявляютсяуспешно. Увеличил коэфициент трансформации до 4, стрелка стала отклоняться сильнее. Насчет генератора - я использую ГНРЧ-2. Соответственно выкинул из схемы подстроечник для установки нуля . Калибрую размахом сигнала с генератора.
Владимир.

#3 от 29/11/2002 22:57

CD74HCT04E, выбрана специально из соображений получения максимальной выходной мощности при низкоомной нагрузке. Отдельные экземпляры работают при снижении напряжения менее 2 вольт. Я применяю три батареи по 1, 5 вольта с простейшим таймером на полевике. Конденсатор 47 мкф заряжается на затвор и резистор 3,3 мОм на минус. Ввыдержка около 3 - 5 минут. батареи обеспечивают работу 1,5 - 2 года. Для снижения габаритов можно применять дисковые батареи на 3 В, работают минимум 6 месяцев. Примерный аналог этой микросхемы - 155 серия (ЛА 3). Крону можно применять, но генератор лучше сделать на таймере (555). Как и на чем собран генератор никакого значения не имеет. Питание можно использовать 1,5 вольта, но генератор нужно собрать на блокинге, или мультивибраторе. Стабилизатор тут совсем не нужен имеется ручка калибровки измерителя с учетом напряжения питания. У микросхем КМОП проблемы с работой на низкоомную нагрузку, поэтому на мой взгляд их применение не целесообразно. К тому же они менее надежны при попадании прибора под напряжение.

#4 от 02/12/2002 01:01

for Rottor

Цитата:

при измерении необходимо пользоваться дополнительной таблицей:

Алекс, а при работе с Вашим прибором разве нет необходимости хотябы поначалу заглядывать в таблицу?
Спрашиваю потому, что мой вариант, как я писал Вам, несколько отличается от Вашего.

#5 от 02/12/2002 01:46

У меня пробник как и все остальные. а там достаточно точный измеритель на ином принципе. Но в практике измерений приборами ESR, достаточно знать что небольшие емкости (ниже 4,7 на повышенные напряжения) имееют ESR выше 1- 3 Ом. К тому же эти емкости стоят в слаботочных цепях. что не так критично в работе РЭО. Не думаю что это разумно, применять точные и сложные измерители с дополнительными таблицами в практике ремонта. Я ним пользовался (аналог выпускаемый в USA). Мне показалось это не очень практичным, к тому же часто вылетает по причине попадания под напряжение.
Я потому и применяю трансформаторы, это резко повышает надежность, и позволяет использовать простые детекторы без усиления. К тому же дополнительное качество - ток измерения повыше, что дает более достоверные результаты на минимальных ESR..

#6 от 02/12/2002 12:52

Привет Всем.
По поводу питания - понял.
При сборке и настройке у меня четко сработало старое правило - "делаешь усилитель -генерит, делаешь генератор - не запускается". Запускался при касании щупом тестера, пришлось повесить резистор 10к с плюса питания на первую ногу мс. Частота 70 кГц. Второе - индикатор оказался не на 50, а на 5мкА, пришлось выбирать, зашунторовать "голову" или трансформатор, выбрал второе. Поставил аж 0.22 Ома паралельно первичной обмотке трансформатора, тогда стрелка стала приемлимо показывать ( на 1 Ом примерно 5мм шкалы).
Однако при измерении в схеме иногда показания чуть больше, чем на "голом" конденсаторе (приблизительно на 0.15-0.2 Ома), думаю, что какой прогрешностью можно принебречь.
Удачи всем.
Viat.

#7 от 03/12/2002 00:00

Нужно обратить внимание что независимо от структуры CD74HCT04E, ее входное сопротивление НИЗКОЕ и совместимо с ТТЛ. Это наглядно видно на схеме где в генераторе применяются Омные резисторы. В аналогичном генераторе на К561ЛН1 входное сопротивление ВЫСОКОЕ, там потребуются резисторы сотни кОм. Выход генератора подключен к низкоомной измеряемой цепи непосредственно (через емкость) что не стандартно с точки зрения схемотехники, но проверенно и считается (мною) целесообразным. При искрении под напряжением, несмотря на защитные диоды, с другими микросхемами возникали пробои. С указанной нет, что и позволило предложить хорошо отработанный вариант. Любые другие изменения для достижении нужных авторам результатов - прецедент создания СВОЕЙ схемы. Соответственно это уже не мой прибор, а Ваш, и если возникают какие либо недоумения и проблемы то Вам их и решать.

viat
Попробуй поступить так: соедини выход генератора с входом измерительной части. А проверяемый конденсатор подключай к точке соединения и на «землю». Шкалу прибора сменится на обратную. Калибровка (максимум ESR) будет в конце шкалы а область малых сопротивлений в начале. За счет нелинейности диода участок с малыми значениями растянется. Это значительно удобнее и настроить легче.

#8 от 03/12/2002 00:26

Мое видение проблемы: http://alexlands.chat.ru/esr_kondor.pdf
Монтаж трансформаторов такой.

- полная гальваническая развязка;
- изменение большим током и малым напряжением 75-100 мВ (никакой полупроводник не откроется);
- логарифмическая (сжатая) шкала.

Ни на что не претендую. Считаю что такое схемное решение лучше (чисто мое мнение). Пробовал разряжать через него сетевой кондюк: измерительные иглы полетели - схема цела (не считая слегка подгнутой стрелки).

Удачи
Кондор.

#9 от 03/12/2002 01:08

Схемами мы обменялись, надеюсь в почте получена.
Я то же приходил к такому решению. У меня другая схема генератора. а защита при таком же решении работает несколько иначе. Ее так же, испытывал на сетевом электролите.
Особенность заключалась в том что применял сердечники трансформаторов с минимальным сечением, и шунтирующий электролит большой емкости паралельно прибору. При попадании на напряжение маломощные трансформаторы быстро насыщаются, а переходные процессы заряжали электролит, такая "задержка" позволяет стрелке оставатся невредимой.
Такая конструкция обладает еще одним качеством подключая к вторичке (выводы 5 - 8), намоточные изделия можно легко производить проверку на "витковое" Только обмотки ( выводы 5 и 1) лучше соеденить а емкость подключать паралельно обмоткам. Это то что я выше советовал viat.
Такого типа конструкции приборов для проверки ESR я считаю наиболее надежными, практичными и доступными для повторения.

#10 от 03/12/2002 17:14

Вариант измерителя ESR с трансформаторами

R3 680 Om.* R2 12 Om. C1 0.22. C2 680 pF. С3 47 mF. IC 155ЛА3. D1 Д9. Д20.

Транс генератора: I - 100 вит 0, 09. II - 1,5 вит 0,56.
Транс измерителя: I - 10вит 0,56. II - (к прибору) 100вит. 0,09.
Намотка на ферритовых кольцах 10 - 12 мм. размеры не критичны.

#11 от 03/12/2002 17:32

Один из первых измерителей ESR. Используется в составе импульсного источника питания - "Генератора".
Можно использовать любой источник импульсов произвольной формы. Подгонка по параметрам и имеющимся комплектующим заключается в подборе резисторов диода, чувствительности измерительной головки. Трансформатор можно применять любой с ферритовым сердечником в соотношении витков (например 1 к 150 –200. Желательно измерительную обмотку 2- 4 витка мотать первой, это позволит при калибровке установить стрелку ближе к делению «0» измерительного прибора. Если с калибровкой нуля возникают сложности то сначала калибруется «нуль» как отметка на шкале, затем сама шкала с помощью резисторов 0,5. 1. 2. 3. 5 10…

#12 от 03/12/2002 21:19

я давно пользуюсь измерителем с использованием генератора (частота 100кГц),милливольтметра.2ух резисторов .включенных делителем (U на щупах - 100мВ и 2ух встречновключенныхдиодов (защита входа)-по невнимательности несколько раз щупал конденсаторы в работающем устройстве - один раз диоды пришлось менять
автономный прибор не собирал
в выходные провёл сравнительные испытания (на резисторах-в схемах на реальных С не было времени проверить)3х дивайсов:
-своего
-Rottor(a)-собран знакомым телемастером,схема и методика наладки из статьи в РЭТе,в качестве доработки через кнопку введён калибровочный 1R резистор)
-slap(a) - авторский вариант

резюме с точки зрения пользователя:
мой и Rottora дивайсы примерно одинаковы и имеют общий недостаток - значения меньше одного Ом трудно измерить(cчитать)-стрелка измерителя от нулевого значения отклоняется незначительно
в приборе slap(a) диапазон от нуля до единицы растянут (при шкале в 50 делений )
0R1 - 2
0R22 -4
0R27 -4,5
0R33 - 5
1R - 15делений
и т.д.
измерение ёмкости(тумблер) разбито на диапазоны (малогабаритный галетник -1,5,10,50,100,500мкФ)

удобно это или нет - решать пользователю,про схемотехнику говорить не хочу во избежание дальнейшего накала страстей улыбка

сегодня увидел в магазине дешёвый китайский стрелочный тестер-купил-буду делать в его корпусе

#13 от 03/12/2002 23:45

Реплика по выбору напряжения измерения и шкал.

Прибор по схеме http://albany.net/~gwoods/esr_meter/esr_meter_index.html измеряет ESR при напряжении на выводах 50 мВ. Это обуславливает необходимость применения усилителей и электронных детекторов. Шкала там нелинейна из практических соображений - не требуется переключатель. В приборе slap(a) головка включена в цепь обратной связи и нужно полагать что шкала линейна. Линейные Омметры строются по такому же принципу.
В работе достаточно предела 0 - 5 Ом, но для комфорта нужно по крайней мере до 50 что бы видеть реакцию на измерение. В практике ремонта, с учетом реальных требований удобно пользоватся шкалами где значения ESR? 0 - 3 Ом занимает по меньшей мере треть шкалы. А максимум 12 - 20 Ом. В этом случае предложенные приборы по параметрам шкалы примерно идентичны "китайским" В варианте когда емкость шунтирует измерительную цепь это получается проще, за счет нелинейности диода выпрямителя шкала резко нелинейна. То есть в предложенной схеме 1 Ом можно получить на 1/3 шкалы. И еще одно наблюдение, если сигнал генератора ограничивать на диодах защиты до 0,7 В и измерять ESR непосредствено на монтаже то влияния ПП переходов в диаппазоне 0 - 3 Ом практически нет. А поскольку в практике ремонта значения выше 0,5 Ом не приемлимы то измерители можно строить по упрощенным схемам генераторов и без измерительных трансформаторов. Но об этом потом.

#14 от 04/12/2002 00:59

fig vam

#15 от 24/12/2002 01:23

Наиболее совершенный и простой измеритель из этой серии. Прибор измеряет ESR, а так-же витковые замыкания в намоточных изделиях.

#16 от 25/12/2002 22:53

Алекс, мне кажется, что это уже перебор. Называется привет ЛАшке если кондер будет заряжен.
Я думаю, что измеритель индуктивности лучше отдельным прибором делать!!! Задачи разные. Твой измеритель на трансах - это корманный приборчик для быстрого анализа в схеме. Пусть таким и остается.

Удачи
Кондор.

#17 от 25/12/2002 23:21

Вопрос уместный, прибор на трансах это предшественник этой версии. Там такая же защита. Но и ЭТО предусмотрено, изменена схема включения емкости, напряжение замыкается обмоткой трансформатора. Несколько витков провода ПЭВ 0,56 паралельно выводам, это и есть защита. Проверка на "витковое" получается очено просто, поэтому целесообразно за счет введения переключателя получить дополнительную функцию. В первые экземпляры устанавливал панельку для ЛАшки, но проблем не возникало.
Предидущие схемы более "древние" по разработке и публиковались с целью привлечения внимания к измерителю, и сбора критической информации.
В то время я применял доступную 155 серию так и публикую, но многие делают генератор на других сериях. У измерителя "нуль" слева и шкала за счет нелинейности диода больше растянута в начале. Удобнее калибровка и отсчет.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Еще одна оригинальная разработка прибора для проверки емкостей:

"Принцип работы прибора основан на зарядке измеряемого конденсатора от источника сигнала переменного тока стабильной формы, амплитуды и частоты с последующим дифференцированием, выделением постоянной составляющей на синхронном детекторе и фиксацией ее измерительными системами."

http://anklab.pirit.sibtel.ru/Press/Paguo/1993/06/art-21__.html

#18 от 27/12/2002 16:46

Rottor.
Просвети на счет проверки на КЗ, это межвитковое, при этом надо знать номинальную индуктианость?
Удачи.
Vait.

#19 от 27/12/2002 17:16

Способ очень простой. На трансе все время напряжение от генератора стрелка в конце шкалы. Подключаешь индуктивность с витковым и вторичка шунтируется, перемещение стрелки влево показатель виткового. Нужно учитывать, что индуктивности основных намоточных изделий телевизоров и мониторов превышают индуктивность обмотки измерителя. Следовательно их влияние (без виткового), на измерение напряжения минимально. Но для отработки навыков проверь несколько исправных деталей: дросель EW, обмоткии отклонялки, трансформатор ИИП, транс драйвера... Определьсь реакцией исправных деталей, а потом то же самое, но с иммитацией виткового. Шкалы как таковой нет но, после нескольких измерений все станет понятно.
Можно расширить возможности устройства, поставить переключатель снижающий частоту до 1- 2 кГц и использовать как генератор для проверки звука и прохождения видео, очень удобно, и всегда под рукой.

#20 от 08/01/2003 17:54

Rottor

Спасибо за схемку.
Дешево и Сердито!!

В том, что у меня получилось:
1. Головка от Маяка120 - 0.5мА - Зашунтирована 2 мя диодами 1N4007-встречно паралельно .
2. Подстроечника в цепи вторички (200 витков на К17,5 *10 *непомню 2000НМ)
и головки нет вообще.
3. Диод - Д310. Замечено, что чем меньше падение на диоде - тем более чувствительна головка к малым (до 1 Ома) сопротивлениям (растянутость).
С Д9 - тяжко при сопротивлениях до 1 Ома.

4.На Условный Max выставляю при помощи подстроечника 1к от Лашки к первичке (10 витков проводом в 0.5 квадрата в черном фторопласте.).

Диапазон Индицируемых Сопротивлений (по калибровочным резисторам) 0.1 ... 24 Ома.

При первом тесте на живучесть - 180мкФ при 300В - погнуло стрелку на головке - после чего были поставлены диоды. Лашка - жива.
Щупы - нет.

А провода на щупы и в правду нужно ставить толстые.

На 500-600 мВ не настраивал.
Просто брал Д310 и мерял его. Стрелка не шевелится - значит ОК!

С Уважением.

ESR: понятие, способы измерения, информация, ссылки.

Интересное от ESpec

Другие темы раздела Измерительные приборы