Щупы для измерителя эпс своими руками. Пробник для измерения эпс оксидных конденсаторов

В настоящее время всё большее число бытовых и промышленных приборов оснащаются импульсными источниками питания, надёжная и долговечная работа которых напрямую связана с качеством применяемых электролитических конденсаторов, главным показателем которых является эквивалентное последовательное сопротивление. Предлагаемое устройство позволит с большой точностью определить значение ЭПС конденсатора, что поможет не только ускорить ремонт радиоаппаратуры, но и выбрать конденсаторы с подходящими параметрами для самодельных конструкций.

Измеритель представляет собой приставку к вольтметру. Измеряемое сопротивление в 0,001 Ом преобразуется на выходе устройства в напряжение 0,1 мВ. Ёмкость проверяемого конденсатора – от 10 мкф, при меньших значениях ёмкости ухудшается точность измерения. Максимальное измеряемое значение ЭПС – 10 Ом. Ниже изображена схема измерителя.

Процессом измерения управляет счётчик-дешифратор DD1. На таймере DA2 собран генератор, номиналы элементов которого R3, R4, C2 рассчитаны таким образом, чтобы на выходах «0»…«9» DD1 формировались импульсы (такты) длительностью около 10 мкс. Полный цикл измерения составляет 100 мкс и изображён на рисунке ниже. (На осциллограмме представлен процесс измерения ЭПС конденсатора ёмкостью в 22 мкф, для наглядности последовательно с ним соединён резистор 1 Ом. Развёртка 10 мкс, 10 мВ, осциллограф С1-73.)

Выводы «9», «0», «1», «2», «3» DD1 объединены через диоды VD3, VD7, VD4, VD8, VD6 по схеме логического «или» и управляют работой ключа VT2…VT4. Ключ необходим для разряда проверяемого конденсатора. На четвёртом такте транзистор VT4 закрывается, и проверяемый конденсатор начинает заряжаться от источника стабильного тока 10 мА, который формирует стабилизатор DA7. Точное значение тока принципиального значения не имеет – его отклонение в пределах +-0,5 от 10 мА будет скомпенсировано при регулировке устройства. В момент отключения ключа происходит скачкообразное увеличение напряжения на конденсаторе (на графике – «ЭПС»), величина которого определяется как Rэпс*Iзар. После скачка, напряжение на конденсаторе плавно растёт, и к концу пятого такта достигает значения Ucap=(Iзар*t)/C+ Rэпс*Iзар, где t- время заряда конденсатора (20 мкс), С - его ёмкость. На пятом такте ключ DA5.2 открывается высоким логическим уровнем, поступаемого с выв. 1 DD1, и напряжение на исследуемом конденсаторе, равное Rэпс*Iзар + (Iзар*t)/C, запоминается на конденсаторе С11. Следующие 3 такта, поступающие с выв. 5,6,9 DD1 через диоды VD10, VD5, VD9 на ключ VT1 отключают источник стабильного тока. В этот момент времени напряжение на проверяемом конденсаторе соответствует значению Ucap=(Iзар*t)/C. Седьмой такт DD1 открывает ключ DA5.1, сохраняя это значение на конденсаторе С10. На ОУ DA4, DA6 собран дифференциальный усилитель. Он вычитает напряжение, сохранённое на конденсаторе С10 из напряжения, сохранённого на конденсаторе С11, выделяя тем самым напряжение, падающее на ЭПС проверяемого конденсатора: (Rэпс*Iзар + (Iзар*t)/C) - (Iзар*t)/C = Rэпс*Iзар. Разность напряжений умножается дифференциальным усилителем на 10, и для значения зарядного тока 10 мА ЭПС проверяемого конденсатора будет определяться Rэпс = (Uэпс/0,01 А)*10, т.е. 0,1 мВ на выходе DA6 будет соответствовать сопротивлению в 0,001 Ом.

Отрицательное напряжение для питания ОУ DA4, DA6 формируют элементы DA1, DA3. Диоды VD11, VD12 ограничивают напряжение холостого хода на щупах, а также защищают измерительные цепи от предварительно заряженных конденсатор. Для компенсации конечного сопротивления проводов измерительных щупов применяется четырёхпроводная схема измерения.

На рисунках ниже приведены чертежи печатной платы («под утюг») и схемы расположения элементов на ней.

Регулировку устройства начинают с установки нулевого напряжения на выходе DA6 (выв.6) подстройкой сопротивления резистора R6 при закороченных измерительных щупах. Далее, к измерительным щупам устройства подключается эталонное сопротивление. Его значение может лежать в пределах от 10ти до 1го ома. Подстройкой резистором R9 необходимо добиться показаний, соответствующих эталонному сопротивлению. Например, вольтметр на пределе 200 мВ для сопротивления в 1 ом должен показывать значение 100,0 мВ. На этом настройка заканчивается. Фото собранного измерителя приведено ниже.

Применяемые ОУ DA4 AD823 и DA6 AD711 недёшевы – но такова плата за точность и стабильность измерений. Тем не менее, их можно заменить на более доступные TL072/082 и TL071/081 соответственно. Разумеется в ущерб точности измерения. Конденсаторы C1, C2, C10…C14 – плёночные

Напряжение при проверке исправных конденсаторах даже небольшой ёмкости и больших значений ЭПС существенно меньше падения напряжения на переходах полупроводников, что позволяет, в большинстве случаев проверять ёмкости не выпаивая их из плат.

Помимо измерения ЭПС конденсаторов устройство можно применять в качестве миллиомметра. В этом случае измеренное значение сопротивления в 0,001 также будет соответствовать напряжению на выходе 0,1 мВ.

P.S. Если добавить к измерителю ЭПС преобразователь напряжения и вольтметр, то в итоге получится автономное и компактное устройство, которое поможет, к примеру, выбрать электролитические конденсаторы непосредственно в магазине.

Эта возможность оказалась особенно актуальной при сравнении конденсаторов, выпаянных из материнских плат и источников питания ATX в сравнении с новыми, приобретёнными в магазине. ЭПС купленных конденсаторов (Jamicon, возможно подделка, но других в продаже не было) часто оказывался хуже проработавших на 10-20%...

Ниже вы можете скачать печатную плату в формате Autocad

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DA1, DA2	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	2			В блокнот
DA3	Линейный регулятор	LM7908	1			В блокнот
DA4	Операционный усилитель	AD823	1	TL072/082		В блокнот
DA5	Мультиплексор/демультиплексор	CD4066B	1			В блокнот
DA6	ОУ	AD711JN	1	TL071/081		В блокнот
DA7	Линейный регулятор	LM317L	1			В блокнот
DD1	Микросхема	HCF4017BE	1			В блокнот
VT1	Полевой транзистор	КП507А	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	C945	1			В блокнот
VT3	Биполярный транзистор	2SA733	1			В блокнот
VT4	MOSFET-транзистор	IRF3205	1			В блокнот
VD1-VD10	Выпрямительный диод	1N4148	10			В блокнот
VD11, VD12	Диод Шоттки	1N5817	2			В блокнот
С1, С10, С11	Конденсатор	0.01 мкФ	3			В блокнот
С2	Конденсатор	1500 пФ	1			В блокнот
С3, С4, С8, С9, С21-С28	Конденсатор	0.1 мкФ	12			В блокнот
С5		22 мкФ 63 В	1			В блокнот
С6, С7, С15-С20	Электролитический конденсатор	100 мкФ 35 В	8			В блокнот
С12, С13	Конденсатор	1000 пФ	2			В блокнот
С14	Конденсатор	0.022 мкФ	1			В блокнот
R1	Резистор	5.1 кОм	1			В блокнот
R2	Резистор	1.2 кОм	1			В блокнот
R3	Резистор	4.3 кОм	1			В блокнот
R4	Резистор	1.5 кОм	1			В блокнот
R5	Резистор

В последнее время в радиолюбительской и профессиональной литературе очень много внимания уделяется таким устройствам как электролитические конденсаторы. И не удивительно, ведь частоты и мощности растут «на глазах», и на эти конденсаторы ложится огромная ответственность за работоспособность как отдельных узлов, так и схемы в целом.

Хочу сразу предупредить, что большинство узлов и схемных решений было почерпнуто из форумов и журналов, поэтому я никакого авторства со своей стороны не заявляю, напротив, хочу помочь начинающим ремонтникам определиться в бесконечных схемах и вариациях измерителей и пробников. Все предоставленные здесь схемы были не однократно собраны и проверены в работе, и сделаны соответствующие выводы по работе той или иной конструкции.

Итак, первая схема, ставшая чуть ли не классикой для начинающих ESR Метростроителей «Манфред» - так ее любезно называют форумчане, по имени ее созидателя, Манфреда Луденса ludens.cl/Electron/esr/esr.html

Её повторили сотни, а может и тысячи радиолюбителей, и остались в основном довольны результатом. Основное его достоинство, это последовательная схема измерения, благодаря чему, минимальному ESR соответствует максимальное напряжение на шунтовом резисторе R6, что, в свою очередь полезно сказывается на работе диодов детектора.

Эту схему я сам не повторял, но пришел к аналогичной путем проб и ошибок. Из недостатков можно отметить «гуляние» нуля от температуры, и зависимость шкалы от параметров диодов и ОУ. Повышенное напряжение питания, требуемое для работы прибора. Чувствительность прибора можно легко повысить, уменьшив резисторы R5 и R6 до 1-2 ома и, соответственно увеличив усиление ОУ, возможно придется его заменить на 2 более скоростных.

Мой первый пробник ЕПС, исправно работающий по сегодняшний день.

Схемы не сохранилось, да ее и можно сказать и не было, собрал со всего миру по нитке, то что меня устраивало схемотехнически, правда, за основу была взята такая вот схема из журнала радио:

Были произведены следующие изменения:

1. Питание от литиевого аккумулятора мобильника
2. исключен стабилизатор, так как пределы рабочих напряжений Литиевого Аккумулятора довольно узкие
3. трансформаторы TV1 TV2 шунтированы резисторами 10 и 100 Ом, для уменьшения выбросов при измерении малых ескостей
4. Выход 561лн2 был буферизирован 2мя комплементарными транзисторами.

В общем получился такой вот девайс:

После сборки и калибровки данного девайса были тут-же отремонтированы 5 цифровых телефонных аппаратов «Мередиан», которые уже лет 6 лежали в коробке с надписью «безнадежные». Все в отделе начали делать себе аналогичные пробнички:).

Для большей универсализации, мною были добавлены дополнительный функции:

1. приемник инфрокрасного излучения, для визуальной и слуховой проверки пультов ДУ, (очень востребованная функция для ремонтов телеков)
2. подсветка места касания щупами конденсаторов
3. «вибрик» от мобилки, помогает локализовать плохие пайки и микрофонный эффект в деталях.

Видео проверки пульта

А недавно на форуме «radiokot.ru» господин Simurg выложил статью посвященную аналогичному прибору. В нем он применил низковольтное питание, мостовую схему измерения, что позволило измерять конденсаторы со сверхнизким уровнем ESR.

Его коллега RL55 взяв схему Simurg за основу, предельно упростил приборчик, по его заявлениям не ухудшив параметры. Его схема выглядит вот так:

Прибор ниже, мне пришлось собирать на скорую руку, как говорится «по нужде». Был в гостях у родственников,так там телевизор сломался, никто не мог его отремонтировать. Вернее ремонтировать удавалось, но не более чем на неделю, все время горел транзистор строчной развертки, схемы телевизора не было. Тут вспомнил, что видел на форумах простенький пробничек, схему помнил наизусть, родственник тоже немного занимался радиолюбительством, аудио усилители «клепал», поэтому все детали быстро нашлись. Пару часов пыхтения паяльником, и родился вот такой приборчик:

Были в 5 минут локализованы и заменены 4 подсохших електролитика, которые мультиметром определялись как нормальные, выпито за успех некоторое количество благородного напитка. Телек после ремонта уже 4 года работает исправно.

Прибор этого типа стал как панацея в трудные минуты, когда нет с собою нормального тестера. Собирается быстро, производится ремонт, и напоследок торжественно дарится хозяину на память, и, «на случай чего». После такой церемонии душа платящего как правило раскрывается вдвое, а то и втрое шире:)

Захотелось чего-то синхронного, начал думать над схемой реализации, и вот в журнале «Радио 1 2011», как по мановению вошебнлй палочки опубликована статья, даже думать не пришлось. Решил проверить, что за зверь. Собрал, получилось вот так:

Особого восторга изделие не вызвало, работает практически как и все предыдущие, есть, конечно разница в показаниях в 1-2 деления, в определенных случаях. Может его показания и более достоверны, но пробник есть пробник, на качестве дефектации это почти никак не отражается. Тоже снабдил светодиодом, чтобы смотреть «куда суешь?».

В общем, для души и ремонтов делать можно. А для точных измерений надо поискать схему измерителя ESR посолиднее.

Ну, и на последок на сайте monitor.net, участник buratino выложил простейший проект, как из обычного дешевого цифрового мультиметра можно сделать пробник ESR. Проект так меня заинтриговал, что решил попробовать, и вот что у меня из этого вышло.

Корпус приспособил от маркера

То, что такой измеритель необходим радиолюбителю не только узнал от других, но и сам прочувствовал, когда взялся ремонтировать старинный усилитель - тут нужно достоверно проверить каждый электролит стоящий на плате и найти пришедший в негодность или произвести 100% их замену. Выбрал проверку. И чуть не купил через интернет разрекламированный приборчик под названием «ESR - mikro». Остановило то, что уж больно здорово хвалили - «через край». В общем, решился на самостоятельные действия. Так как на замахиваться не хотелось - выбрал самую простую, если не сказать примитивную схему, но с очень хорошим (тщательным) описанием. Вник в информацию и имея некоторую склонность к рисованию принялся разводить свой вариант печатной платы. Чтобы помещалась в корпус от толстого фломастера. Не получилось - не все детали входили в планируемый объём. Одумался, нарисовал печатку по образу и подобию авторской, протравил и собрал. Собрать получилось. Всё вышло очень продумано и аккуратно.

Вот только работать пробник не захотел, сколько с ним не бился. А мне не захотелось отступать. Для лучшего восприятия схемы перечертил её на «свой лад». И так «родная» (за две недели мытарств), стала она и более понятной визуально.

Схема ESR метра

А печатную плату доделал по-хитрому. Стала она «двухсторонней» - со второй стороны расположил детали, не уместившиеся на первой. Для простоты решения, возникшего затруднения, разместил их «навесом». Тут не до изящества - пробник нужен.

Протравил печатную плату и запаял детали. Микросхему в этот раз поставил на панельку, для подачи питания приспособил разъем, который можно надёжно укрепить на плате при помощи пайки и корпус в дальнейшем уже можно «вешать» на него. А вот подстроечный резистор, с которым пробник заработал лучше всего, нашёл у себя только такой - далеко не миниатюрный.

Обратная сторона - плод прагматичности и вершина аскетизма. Что-то сказать здесь можно только про щупы, несмотря элементарность исполнения они вполне удобны, а функциональность так вообще выше всяческих похвал - способны на контакт с электролитическим конденсатором любого размера.

Всё поместил в импровизированный корпус, место крепления - резьбовое соединение разъёма питания. На корпус, соответственно пошёл минус питания. То есть он заземлён. Какая ни есть, а защита от наводок и помех. Подстроечник не вошёл, зато всегда «под рукой», будет теперь потенциометром. Вилка от радиотрансляционного динамика, раз и навсегда, позволит избежать путаницы с гнёздами мультиметра. Питание от лабораторного БП, но при помощи персонального провода с вилкой от ёлочной гирлянды.

И оно, это чудо неказистое, взяло и заработало, причём сразу и как надо. И с регулировкой никаких проблем - соответствующий одному ому, один милливольт выставляется легко, примерно в среднем положении регулятора.

А 10 Ом соответствует 49 мВ.

Исправный конденсатор, соответствует примерно 0,1 Ом.

Неисправный конденсатор, соответствует более 10 Ом. С поставленной задачей пробник справился, неисправные электролитические конденсаторы на плате ремонтируемого устройства были найдены. Все подробности относительно этой схемы найдёте в архиве. Максимально допустимые значения ESR для новых электролитических конденсаторов указаны в таблице:

А некоторое время спустя захотелось придать приставке более презентабельный вид, однако усвоенный постулат «лучшее - враг хорошего» трогать его не позволил - сделаю другой, более изящный и совершенный. Дополнительная информация, в том числе и схема исходного прибора, имеется в приложении . Про свои хлопоты и радости поведал Babay .

Обсудить статью ПРИСТАВКА К МУЛЬТИМЕТРУ ESR МЕТР

ПРОБНИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

"ЭКВИВАЛЕНТНОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ"

ОКСИДНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

Описание устройства

В последнее время возрос интерес к такому параметру оксидных конденсаторов как эквивалент­ное последовательное сопротивление (ЭПС). Практика показывает, что оценка ЭПС конденсатора, при ремонте радиоаппаратуры, во многих случаях более информативна, чем измерение ёмкости или "про­звонка" стрелочным омметром. Поскольку величины ЭПС исправных конденсаторов составляют макси­мум единицы Ом, то измерение данного параметра вполне допустимо производить непосредственно в устройстве, без демонтажа конденсаторов, что, несомненно, является большим плюсом.

Принцип работы большинства конструкций основан на измерении падения напряжения доста­точно большой частоты на проверяемом конденсаторе. Условно считают, что в этом случае ёмкостное сопротивление конденсатора значительно меньше ЭПС и, стало быть, падение напряжения пропорцио­нально ЭПС. Однако, как хорошо показано в , процедура измерения действительного значения ЭПС с заданной погрешностью, несколько сложнее простого измерения напряжения на конденсаторе. Статья настоятельно рекомендуется к прочтению, для ясного представления о трудностях, возникающих при измерении ЭПС. Весьма интересен метод измерения ЭПС, предложенный в .

С другой стороны, в ремонтной практике важно не столько точное определение "абсолютного" зна­чения ЭПС, сколько примерное значение "ЭПС" данного конденсатора в сравнении с образцовым. В пользу данного соображения можно отнести тот факт, что значения ЭПС исправных конденсаторов на­ходятся в пределах единиц Ом для конденсаторов малой ёмкости (1-10 мкФ) и долей Ома для конденса­торов большей ёмкости. Поэтому, ограничив предел измерения ЭПС на уровне, скажем, 20 Ом, можно условно разбить шкалу на три сектора: "плохой - сомнительный - хороший". При этом явно высохшие или оборванные конденсаторы будут всегда попадать в "плохой сектор". Границы секторов определя­ются пробными измерениями некоторого количества "образцовых" конденсаторов.

Поскольку не требуется высокая точность измерений ("одночастотный" метод не может обеспе­чить её в принципе), то на первый план выходят такие показатели измерителя как простота конструк­ции, малый потребляемый ток, хорошая повторяемость. Здесь нужно отметить статью . Соображения, изложенные в ней, представляются весьма разумными. Индикатор ЭПС, описываемый в статье , по­слу­жил прототипом проб­ника для измерения "ЭПС":

Основные характеристики :

Верхний предел измеряемого сопротивления - 20 Ом;

Нижний предел измеряемой ёмкости - 1 мкФ;

Потребляемый ток при разомкнутых щупах - не более 200 мкА;

Потребляемый ток при замкнутых щупах - не более 6 мА;

Частота генерации - 10...15 кГц.

Потребляемый ток при замкнутых щупах определяется, главным образом, током полного отклоне­ния миллиамперметра PA 1. Относительно низкая частота генерации позволяет реализовать "классиче­ский" вариант компоновки прибора, когда вся схема размещается в отдельном корпусе, а щупы "Cx " при­соединяются к ней проводами стандартной длины. При более высокой частоте , длина проводов ста­новится критичной, а работать со "щупом" внушительных размеров не представляется удобным.

Работа с прибором проста. Замкнув щупы " Cx ", резистором R 2 устанавливают стрелку миллиампер­метра на конечное деление шкалы. Поскольку в авторском варианте потенциометр R 2 со­вмещён с выключателем S 1, то включение прибора и установка нуля выполняется за одно движение. После этого можно приступать к измерениям.

Для того чтобы оценить величины ЭПС различных конденсаторов, нужно сделать серию измере­ний новых "образцовых" конденсаторов различных номиналов ёмкостей. Электролитические конденса­торы 1-10 мкФ полезно сравнить с такими же (по ёмкости) но неэлектролитами - К73, МБГЧ и т.д. По­сле этого оценка состояния конденсаторов не будет представлять никаких трудностей.

Детали и конструкция

Отправной точкой при сборке пробника является выбор миллиамперметра (или микроампер­метра) PA 1. Если будет использоваться микроамперметр с током полного отклонения порядка 50 мкА, то транзистор VT 2 вполне можно исключить, используя в качестве детектора диод типа КД522Б. В автор­ском варианте использован миллиамперметр М325 с достаточно большим током полного отклонения - 5 мА (R внут ~ 95 Ом):

Данный миллиамперметр выбран из-за внушительных размеров корпуса, боль­шого угла отклонения стрелки и необычного внешнего вида. Внутри корпуса свободно размести­лись:

Элемент питания типоразмера " D " (отечественный "373");

Потенциометр с выключателем СП3-10 (как в старой радиоаппаратуре);

Плата с элементами схемы.

Поскольку со свободным местом в корпусе миллиамперметра трудностей не возникало, то использо­ваны "крупногабаритные" конденсаторы:

C2, C3, C4, C5 - К73;

C1 - К71.

Катушка L 1 намотана на кольце К10х4х2 из феррита марки М2000НМ и содержит 50-60 витков про­вода ПЭВ-2 диаметром 0,3...0,5 мм.

Транзисторы VT 1, VT 2 можно заменить другими, с аналогичными параметрами.

Наладка прибора

Так как параметры применяемого миллиамперметра, скорее всего, будут отличаться от описывае­мого в статье, то ёмкость конденсатора C 4 придётся подобрать опытным путём. При пер­вых запусках пробника его рекомендуется отключить.

Для начала необходимо убедиться в том, что генератор на транзисторе VT 1 работает устойчиво при различных положениях движка R 1 и активном сопротивлении между выводами "Cx " - 0...20 Ом.

Для этого замыкают накоротко выводы " Cx " , устанавливают движок R 1 в левое по схеме положение и включают питание. Плавно вращая движок R 1, наблюдают осциллографом возникновение и увеличение амплитуды колебаний на эмиттере VT 1. Максимальная амплитуда колебаний должна составлять 600-700 мВ. При дальнейшем вращении R 1 амплитуда колебаний уменьшается. Частота колебаний должна быть порядка 10-15 кГц.

Установив резистором R 1 максимальную амплитуду колебаний, подключают к выводам "Cx " рези­сторы величиной от 1 до 20 Ом (удобнее всего, использовать магазин сопротивлений) и наблюдают уменьшение амплитуды колебаний. Колебания при любом значении резистора должны быть устойчи­выми. Если это не так (маловероятный случай), то следует заменить транзистор VT 1.

Далее размыкают выводы " Cx " и устанавливают движок резистора в левое по схеме положение. К выводу базы VT 2 подключают вольтметр (относительно "земли"). Плавно вращая R 1, наблюдают уве­личение постоянного напряжения. При величине напряжения порядка 400 мВ начнёт открываться тран­зистор VT 2, что обнаруживается по отклонению стрелки миллиамперметра PA 1. Положение резистора R 1 соответствующее началу отклонения стрелки PA 1 назовём граничным - "R гр". Диапазон изменения R 1 при работе с прибором - от левого по схеме до R гр.

При отключенном конденсаторе С4 и замкнутых выводах " Cx " эпюра напряжения на выводе эмит­тера VT 2 будет иметь вид однополупериодного выпрямления. При вращении R 1 должна меняется ам­плитуда колебаний и угол отсечки тока.

Теперь нужно определиться с отклонением стрелки PA 1. Идеально, если при максимальной ампли­туде колебаний на эмиттере VT 1 ток через PA 1 на 30 % больше тока полного отклонения стрелки, для компенсации разряда источника питания. Если стрелка "не дотягивает" до конечного деления шкалы, следует сгладить пульсации подключением конденсатора C 4. Если же наоборот, чувствительность слишком высока, то последовательно с PA 1 нужно включить гасящий резистор.

Последним этапом является оцифровка шкалы пробника. Процедура очень простая. Подключая к выводам " Cx " резисторы известных номиналов, отмечают положение стрелки. После чего изготавли­вают шкалу в любом графическом редакторе.

Можно поступить иначе. Подбирать значение резистора до совпадения стрелки с имеющимися на шкале делениями. Плюс этого метода в том, что "родную" шкалу миллиамперметра можно отсканиро­вать, а подставить необходимые значения в полученный рисунок гораздо проще. Ми­нус метода - зна­чения на шкале, скорее всего, будут дробными.

Файлы к статье

1) ЭПС и не только... (Esr 1.rar, 42 кБ)

2) Оценка ЭПС с помощью осциллографа (Esr

В последние годы специалисты и радиолюбители находят полезность оценки эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) оксидных конденсаторов, особенно в ремонтной практике импульсных БП, высококачественных УМЗЧ и другой современной аппаратуры. В этой статье предлагается измеритель, отличающийся рядом преимуществ.

В последние годы специалисты и радиолюбители находят полезность оценки эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС) оксидных конденсаторов, особенно в ремонтной практике импульсных БП, высококачественных УМЗЧ и другой современной аппаратуры. В этой статье предлагается измеритель, отличающийся рядом преимуществ.

Удобная для прибора со стрелочным индикатором шкала, близкая к логарифмической, позволяет определять значения ЭПС примерно в диапазоне от долей ома до 50 Ом, при этом значение 1 Ом оказывается на участке шкалы, соответствующем 35...50 % тока полного отклонения. Это дает возможность с приемлемой точностью оценивать значения ЭПС в интервале 0,1...1 Ом, что, например, необходимо для оксидных конденсаторов емкостью более 1000 мкФ, а с меньшей точностью — вплоть до 50 Ом.

Полная гальваническая развязка цепи измерения максимально защищает прибор от выхода из строя при проверке случайно заряженного конденсатора — нередкой в практике ситуации. Низкое напряжение на измерительных щупах (менее 70 мВ) позволяет производить измерения в большинстве случаев без выпаивания конденсаторов. Питание прибора от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В принято как наиболее оптимальный вариант (низкая стоимость и малые габариты). Нет необходимости калибровать прибор и следить за напряжением элемента, так как предусмотрены встроенный стабилизатор и автоматический выключатель при напряжении питания менее допустимого предела с блокировкой включения. И наконец, квазисенсорное включение и отключение прибора двумя миниатюрными кнопками.

Основные технические характеристики
Интервал измеряемого сопротивления, Ом..........0,1...50
Частота измерительных импульсов, кГц.................120
Амплитуда импульсов на щупах измерителя, мВ........50...70
Напряжение питания, В
номинальное.................1,5
допустимое...............0,9...3
Ток потребления, мА, не более.........................20

Принципиальная электрическая схема прибора приведена на рис. 1

На транзисторах VT1, VT2 и трансформаторе Т1 собран повышающий с 1,5 до 9 В преобразователь напряжения. Конденсатор С1 — фильтрующий.

Выходное напряжение преобразователя подается через электронный выключатель на тринисторе VS1, который, кроме ручного включения и отключения прибора, автоматически выключает его при пониженном напряжении питания, поступает на микромощный стабилизатор, собранный на микросхеме DA1 и резисторах R3, R4. Стабилизированное напряжение 4 В питает генератор импульсов, собранный по типовой схеме на шести элементах И-НЕ микросхемы DD1. Цепь R6C2 задает частоту испытательных импульсов примерно 100...120 кГц. Светодиод HL1 — индикатор включения прибора.

Через разделительный конденсатор СЗ импульсы подаются на трансформатор Т2. Напряжение с его вторичной обмотки приложено к проверяемому конденсатору и к первичной обмотке измерительного трансформатора тока ТЗ. С вторичной обмотки ТЗ сигнал поступает через однополупериодный выпрямитель на диоде VD3 и конденсаторе С4 на стрелочный микроамперметр РА1. Чем больше ЭПС конденсатора, тем меньше отклонение стрелки измерителя.

Тринисторный выключатель действует следующим образом. В исходном состоянии на затворе полевого транзистора VT3 низкое напряжение, так как тринистор VS1 закрыт, вследствие чего цепь питания прибора разъединена по минусовому проводу. При этом сопротивление нагрузки повышающего преобразователя практически бесконечно и он в таком режиме не работает. В этом состоянии ток потребления от элемента питания G1 практически равен нулю.

При замыкании контактов кнопки SB2 преобразователь напряжения получает нагрузку, образованную сопротивлением перехода управляющий электрод—катод тринистора и резистором R1. Преобразователь запускается и его напряжение открывает тринистор VS1. Открывается полевой транзистор VT3, и минусовая цепь питания стабилизатора и генератора через очень малое сопротивление канала полевого транзистора VT3 подключается к преобразователю. Кнопка выключения SB1 при нажатии шунтирует анод и катод тринистора VS1, в результате закрывается и транзистор VT3, выключая прибор. Автоматическое выключение при понижении напряжения батареи происходит, когда ток через тринистор станет меньше тока удержания в открытом состоянии. Напряжение на выходе повышающего преобразователя, при котором это происходит, подбирают таким, чтобы его было достаточно для нормальной работы стабилизатора, т. е. чтобы всегда выдерживалась минимально допустимая разность значений напряжения на входе и выходе микросхемы DA1.

Конструкция и детали

Все детали прибора, за исключением микроамперметра и двух кнопок, располагаются на односторонней печатной плате размерами 55x80 мм. Чертеж платы изображен на рис. 2. Корпус прибора изготовлен из фольгированного гетинакса. Под микроамперметром установлены миниатюрные кнопки от телевизора.

Все трансформаторы намотаны на кольцах из феррита 2000НМ типоразмера К10x6x4,5, но эти размеры не критичны. Трансформатор Т2 имеет две обмотки: первичная — 100 витков, вторичная — один виток. В трансформаторе ТЗ первичная обмотка состоит их четырех витков, а вторичная — из 200 витков. Диаметр проводов обмоток трансформаторов Т2 и ТЗ не критичен, но желательно те, которые входят в измерительную цепь, наматывать более толстым проводом — примерно 0,8 мм, другие обмотки этих трансформаторов намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0.09 мм.

Транзисторы VT1 и VT2 — любые из серии КТ209. желательно подобрать их с одинаковым коэффициентом передачи тока базы. Конденсаторы можно использовать любые, подходящие по размеру: резисторы — МЛТ мощностью 0.125 или 0.25 Вт. Диоды VD1 и VD2 — любые средней мощности. Диод VD3 — Д311 или любой из серии Д9. Полевой транзистор VT3 — практически любой п-канальный с малым сопротивлением открытого канала и малым пороговым напряжением затвор—исток, для компактности монтажа у транзистора IRF740A удалена часть основания.

Светодиод подойдет любой повышенной яркости, свечение которого видно уже при токе 1 мА.

Микроамперметр РА1 — М4761 от старого катушечного магнитофона, с током полного отклонения стрелки 500 мкА. В качестве щупа использован отрезок экранированного провода длиной 20 см. На него надевают подходящий корпус шариковой авторучки, а к концу центральной жилы и к экранной оплетке провода припаивают тонкие стальные иголки. Иглы временно фиксируют на расстоянии 5 мм друг от друга, на них слегка надвигают корпус щупа и место стыка заливают термоклеем; стык формуют в виде шарика диаметром чуть меньше сантиметра. Такой щуп, на мой взгляд, наиболее оптимален для подобных измерителей. Его легко подсоединять к конденсатору, устанавливая одну иглу на один вывод конденсатора, а другой касаться второго вывода, аналогично работе циркулем.

О налаживании прибора.

Прежде всего проверяют работу повышающего преобразователя. В качестве нагрузки можно временно подключить к выходу преобразователя резистор сопротивлением 1 кОм. Затем временно соединяют перемычкой анод и катод тринистора и выставляют резистором R3 на выходе стабилизатора DA1 напряжение примерно 4 В. Частота генератора должна быть в пределах 100... 120 кГц.

Далее замыкают проводником иголки щупов и регулировкой подстроечным резистором R3 выставляют стрелку микроамперметра чуть ниже максимального положения, затем, пробуя изменить фазировку одной из обмоток измерения, добиваются максимальных показаний прибора и оставляют обмотки в таком подключении. Регулируя резистором R3, устанавливают стрелку на максимум. Подключением к щупам непроволочного резистора сопротивлением 1 Ом проверяют положение стрелки (она должна быть примерно в середине шкалы) и при необходимости, меняя число витков в первичной обмотке трансформатора ТЗ, изменяют растяжение шкалы. При этом всякий раз выставляя на максимум стрелку микроамперметра регулировкой R3.

Наиболее оптимальной представляется шкала, на которой показания ЭПС не более 1 Ом занимают примерно 0,3...0,5 всей ее длины, т. е. свободно различимы показания от 0,1 до 1 Ом через каждые 0,1 Ом. В приборе можно использовать любые другие микроамперметры с током полного отклонения не более 500 мкА: для более чувствительных потребуется уменьшить число витков вторичной обмотки трансформатора ТЗ.

Далее налаживают узел отключения, подбирая резистор R1, вместо него временно можно впаять подстроечный резистор сопротивлением 6,8 кОм. После подачи на вход DA1 питания от внешнего регулируемого источника вольтметром контролируют напряжение на выходе DA1. Следует найти наименьшее входное напряжение стабилизатора, при котором выходное еще не начинает падать — это минимальное рабочее входное напряжение. Нужно иметь в виду, что чем меньше минимальное рабочее напряжение, тем полнее будет использован ресурс элемента питания.

Далее подбором резистора R1 добиваются скачкообразного закрывания тринистора при напряжении питания чуть выше минимально допустимого. Это наглядно видно по отклонению стрелки прибора. Она должна при замкнутых щупах с максимума резко падать до нуля, при этом гаснет светодиод. Тринистор должен закрыться раньше, чем полевой транзистор VT3; в противном случае не будет резкого переключения. Далее повторно проверяют ручное включение и выключение кнопками SB1 и SB2.

В заключение градуируют шкалу измерителя, используя непроволочные резисторы соответствующих номиналов. Использование прибора в практике ремонта показало его большую эффективность и удобство по сравнению с другими подобными приборами. Им также можно с успехом проверять переходное сопротивление контактов различных кнопок, герконов и реле.

Статья взята с сайта www.radio-lubitel.ru