8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Эпс измеритель – Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов — Разное

Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов - Разное

Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов 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 15 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

На транзисторах VT1, VT2 и трансформаторе Т1 собран повышающий с 1,5 до 9 В преобразователь напряжения описанный в статье опубликованной в журнале радио за 2005г. №.6 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 измеритель ЭПС оксидных конденсаторов, за исключением микроамперметра и двух кнопок, располагаются на односторонней печатной плате размерами 55×80 мм. Чертеж платы изображен на рис.

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 Т1 изготавливают по описанию с той лишь разницей, что число витков вторичной обмотки увеличено до 90. Это несколько снизило ток потребления. 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-ка-нальный 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.

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.

varikap.ru

Прибор для измерения ЭПС.Интересно тем,кто дружит с электроникой... - Законченные проекты

Привет всем.Вот небольшой проэкт так сказать выходного дня-точнее дня без заказов.Слепленный из подручных средств измеритель ЭПС.Все дальнейшее я думаю будет интересно тем,кто часто чинит электронную аппаратуру.

Для чего мерить ЭПС(Эквивалентное последовательное сопротивление)?На всякий случай вкратце напомню-хотя все наверное давно знают. Электролитик-самая потенциально ненадежная деталь в аппаратуре. Когда начинает накрываться электролитический конденсатор-то у него уменьшается емкость и кроме того начинает увеличиваться внутреннее сопротивление,чаще всего из за ухудшения контакта обкладок с выводами.Если такой конденсатор будет например в импульсном блоке питания,инверторе или даже в усилителе-то ничего хорошего точно не будет.Скорее всего будут симптомы непонятной неисправности.А уж если это древние блоки промышленной электроники,которые часто приходится ремонтировать-то тут конденсаторы дохнут пачками.

На всякий случай-просьба не кидать тапки за теорию-попытался рассказать максимально упрощенно...

Кроме того при выпаивании,от нагрева конденсатор часто реанимируется.Само собой ненадолго.Что еще больше усложняет задачу.И измеритель емкости здесь мало поможет .Как правило емкость еще в нормальных пределах-а внутреннее сопротивление уже большое.

У меня давно был сделан измеритель ЭПС ,но второпях и на изоленте...И вот почти целый день без заказов.Да еще в руки попало вот это:

 

 

 

Прихватил на какой то заброске-а оказалось ,какие то плохиши уже клеммы склевали.Но зато есть все что надо.И место под батарейки и для переменного резистора установки нуля.

Со схемой решил не экспериментировать-собранный на соплях предидущий вариант неплохо себя показал.

Вот его схема-максимально простая...

Эта схема нравится мне по нескольким причинам:

-измерение ЭПС без выпайки из схемы конденсатора

-питание от 1.5вольта

-максимальная простота

-возможность использовать любой стрелочный прибор от 200мкА до 10 ма.

-в дежурном режиме потребляемый ток около 0.5ма,при измерении-не более тока милиамперметра (при замкнутых щупах)

-возможность собрать из разного хлама

На транзисторе VT1собран генератор на частоту около 15кГц.На VT2 детектор-усилитель

Если поставить более современные транзисторы (например КТ3102)-то придется увеличить до 1мОм резистор установки нуля.

Печатную плату делать не стал -деталей тут немного

Наматываем контурную катушку

Взял кусочек макетной платы в пару квадратных сантиметров и на нем собрал всю электронную начинку

Разобрал древний омметр и выкинул все лишнее

Разистор установки нуля ставим на штатное место.На место где были клеммы делаем пластмассовую накладку.Ставим на нее две клеммы и выключатель питания-микротумблер

Небольшая засада-батарейный отсек под древние батарейки ФБС.Но зато по диагонали отлично входит мизинчиковая батарейка.Делаем под нее гнездо из контактов от батарейного отсека какого то плеера,кусочка стеклотекстолита и жесткого толи поролона-то ли пенопласта

Закрепляем плату с деталями термопистолетом и соединяем все проводами.

Временно ставим старую шкалу и проводим градуировку.Замыкаем клеммы и выставляем на ноль .Затем подключаем резисторы и замечаем какое деление старой шкалы соответствует какому сопротивлению.Для градуировки я использовал резисторы 1ом пару штук и пять резисторов 0.1Ом и соединял их в разных комбинациях.

Потом суем старую шкалу в сканер ,сканируем и обрабатываем графическим редактором.Распечатываем и наклеиваем

Собираем все и наслаждаемся результатом.

 

 

И пару слов по применению.Провода со щупами не надо делать слишком длинными и тонкими.Перед началом работы замыкаем щупы и устанавливаем на ноль.В процессе работы ноль может уйти немного-но это не важно,так как прибор индикаторный.

Если например конденсатор 1000Мкф покажет нам сопротивление 2ома-то он однозначно не свежий,а если в районе 0.5Ом то он вполне нормален.Рекомендую тому кто соберет прибор потренироваться с несколькими новыми конденсаторами -все сразу станет понятно при разбраковке.

Часто весь ремонт древних блоков управления заключается у меня в поочередном тыканье измерителем ЭПС во все конденсаторы и замене подозрительных.В большинстве случаев после этого все работает.

И напоследок-плата в которой мы меряем ЭПС должна быть обесточена и конденсаторы большой емкости разряжены.Иначе могут сгореть в приборе защитные диоды-те что на схеме четыре штуки.Их недолго поменять.Сам прибор не страдает .Но я так пока не подрывался...

Изменено пользователем 676

www.chipmaker.ru

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭПС КОНДЕНСАТОРОВ

   Представляю вашему вниманию, как просто сделать измеритель ЭПС конденсаторов, который собирается всего за пару часов буквально "На коленке". Сразу предупреждаю, что не являюсь автором этой идеи, данную схему уже сотню раз повторили разные люди. В схеме всего десять деталей, и любой цифровой мультиметр, с ним ничего колдовать не нужно, просто подпаиваемся к точкам и все.

   О деталях измерителя ЭПС. Трансформатор с соотношением витков 11\1. Первичную обмотку нужно мотать виток к витку на кольце М2000 К10х6х3, на всей окружности кольца (изолированного), вторичку желательно распределить равномерно, с небольшим натягом. Диод D1 может быть любой, на частоту более 100 КГц и напряжение более 40 В, но лучше Шоттки. Диод D2 - супресор на 26 - 36 В. Транзистор - типа КТ3107, КТ361 и аналогичные. 

   Измерения ЭПС проводить на измерительном пределе 20 В. При подключении разъёма измерительной выносной "головки" прибор "автоматически" переходит в режим измерения ЭПС, об этом свидетельствует показание примерно 36 В прибора на пределе 200 В и 1000 В (зависит от применённого супрессора), а на пределе 20 В - показание "выход за предел измерения".

   При отключении разъёма измерительной выносной "головки" прибор автоматически переходит штатный режим мультиметра.

   Итого: включаем адаптер - автоматом включается измеритель, выключили - штатный мультиметр. Теперь калибровка, ничего заумного, обычный резистор (не проволочный) подгоняем шкалу. Вот примерно как это выглядело:

   Если закоротить щупы, на индикаторе 0.00-0.01, вот одна сотая и есть погрешность в интервале измерения до 1 Ом, значения ЭПС конденсаторов сравнивал с заводским измерителем. Устройство испытал: -igRoman-

   Форум по измерительным устройствам

   Схемы измерительных приборов

elwo.ru

Измеритель ЭПС оксидных конденсаторов

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR) конденсатора является его важнейшим параметром и в значительной мере определяет его фильтрующие и сглаживающие свойства. Нередко причиной неработоспособности различных устройств является повышенное значение ЭПС примененных в них конденсаторов. Особенно нестабилен этот параметр у оксидных конденсаторов. Он может существенно изменяться в сторону увеличения с течением времени или с изменением температуры. В предлагаемой статье приводится описание еще одного измерителя ЭПС.

 Особенность устройства в том, что собрано оно на основе малогабаритного стрелочного мультиметра Sanwa YX-1000A (рис. 1). От него использованы корпус, стрелочный прибор, а также шкала омметра этого прибора, что упрощает изготовление всей конструкции. Интервал измерения составляет от 0 до 100 Ом. Источник питания — гальванический элемент напряжением 1,5 В типоразмера АА, потребляемый ток — 5...7 мА, работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 1,3 В. Переменное напряжение на щупах составляет 130...150мВ (в зависимости от напряжения питания), поэтому измеритель позволяет проводить проверку оксидных конденсаторов, не выпаивая их из ремонтируемого устройства.

Схема устройства показана на рис. 2. На трансформаторе Т1 и транзисторах VT1, VT2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования около 116 кГц. Обмотка II обеспечивает положительную обратную связь. Подстроечным резистором R2 можно изменять скважность импульсов, добиваясь их симметричности. Это важно, поскольку скважность влияет на потребляемый устройством ток. С обмотки III прямоугольные импульсы поступают в измерительную цепь, состоящую из щупов ХР1, ХР2, которые подключают к измеряемому конденсатору, и резистора R4, который выполняет функции датчика тока. На транзисторной сборке VT3 собран синхронный выпрямитель, управляющие импульсы на него поступают с коллекторов транзисторов VT1 и VT2, резисторы R5—R7 — токоограничивающие, конденсаторы СЗ, С4 сглаживают выпрямленное напряжение. Благодаря применению синхронного выпрямителя удалось получить высокую чувствительность и малые потери выпрямляемого напряжения, что, в свою очередь, позволило использовать в качестве источника питания один гальванический элемент. К выходу выпрямителя подключен стрелочный прибор РА1, переменный резистор R8 — калибровочный.

Рис.2 Схема ЭПС

При подключении щупов к проверяемому конденсатору напряжение на резисторе R4 зависит от ЭПС конденсатора — чем больше ЭПС, тем меньше напряжение и тем меньшее отклонение стрелки прибора РА1. Если проверяемый конденсатор был заряжен, ток разрядки ограничит резистор R4, а диоды VD1 и VD2 защитят транзисторную сборку VT3. Поскольку сопротивление рамки микроамперметра в несколько раз больше введенного сопротивления резистора R8, а намотана она медным проводом, при изменении температуры окружающей среды ток через нее даже при постоянном напряжении изменяется. Поэтому в устройство введен калибровочный резистор R8, с помощью которого при замкнутых щупах стрелку прибора устанавливают на "О" шкалы. Калибровка необходима также по мере разрядки батареи питания.

В качестве основы для конструкции измерителя применен стрелочный мультиметр SanwaYX-1000А. Использованы корпус и стрелочный прибор — микроамперметр, который имеет сопротивление рамки 876 Ом, ток максимального отклонения стрелки — 146 мкА, а напряжение на нем при максимальном токе — 130 мВ. Остальные детали смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 3. Она изготовлена из односторонне фольгирован-ного стеклотекстолита.
Применены постоянные резисторы С2-23, подстроечный — СПЗ-3, переменный — СП4-1, конденсатор С2 — КТ-2 с ТКЕ не хуже М75, поскольку этот конденсатор влияет на стабильность генерируемой частоты, остальные — К10-17. Транзисторы KSA539 можно заменить на транзисторы серии КТ3107 с индексами Б, Г и Е, их желательно подобрать с близкими коэффициентами передачи тока h21Э. Транзисторную сборку заменять отдельными транзисторами не рекомендуется, поскольку это потребует их тщательной подборки.
Трансформатор намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе проницаемостью 1000 с внешним диаметром 10, внутренним 6 и толщиной 5 мм. Перед намоткой края сглаживают наждачной бумагой или надфилем. Обмотки I и II наматывают одновременно тремя свитыми вместе обмоточными проводами ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Намотав 50 витков, два провода соединяют в соответствии со схемой — так образуется обмотка I. Обмотку III наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,3...0,4 мм и содержит она 5 витков. Фазировка этой обмотки может быть любой и повлияет только на полярность подключения микроамперметра РА1 (полярность на схеме показана условно). Все обмотки надо распределить на магнитопроводе равномерно.
В отверстие трансформатора плотно вставлен отрезок трубки из ПХВ, длиной немного больше толщины намотанного трансформатора. Из толстой (1 мм) мягкой пластмассы вырезаны две шайбы диаметром 10...12 мм, между которыми трансформатор с небольшим усилием крепят на плате с помощью винта МЗ, а гайку фиксируют термоклеем.
С платы мультиметра удалили все детали, после чего она была использована как трафарет для изготовления новой печатной платы. Резистор R8 и выключатель питания SA1 закреплены на боковых стенках корпуса с помощью термоклея (рис. 1). Выключатель применен импортный малогабаритный движковый и установлен в прорезь в корпусе, предназначенную для движка подстроечного резистора установки нуля омметра. Для движка резистора R8 сделано отверстие. Переключатель пределов измерения мультиметра удален, а образовавшееся отверстие заклеено прямоугольной пластиной из тонкого стеклотекстолита. Провода для щупов применены от компьютерного блока питания, к их концам припаяны две длинные булавки с головками, а несколько миллиметров изоляции проводов закреплены на булавках нитками и пропитаны универсальным клеем. Как показала практика, такая конструкция щупов оказалась достаточно удобной.
Налаживание начинают с установки минимального потребляемого тока по цепи питания. Для этого последовательно с элементом питания включают амперметр (щупы ХР1 и ХР2 при этом должны быть разомкнуты) и подстроенным резистором R2 устанавливают минимальный потребляемый ток. Затем при замкнутых щупах переменным резистором R8 устанавливают стрелку прибора на "О" шкалы (крайнее правое положение). Подключая к щупам резисторы с известным сопротивлением (от единиц до десятков ом), проверяют соответствие показаний прибора и сопротивления резисторов. При необходимости подбирают резистор R4. Если показания прибора больше, устанавливают резистор с большим сопротивлением, и наоборот. В связи с тем что использована штатная шкала мультиметра, точность на различных ее участках будет разной, поэтому необходимо выбрать, какое из показаний должно быть наиболее точным. Исходя из этого, к щупам подключают резистор с таким сопротивлением и подборкой резистора R4 устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую этому сопротивлению. По мнению автора, такое сопротивление может быть 5...6 Ом.
В процессе эксплуатации устройства проявился один эффект, связанный с конструкцией стрелочного прибора. На его защитном стекле скапливается заряд статического электричества, способный остановить стрелку в произвольном месте, сделав тем самым дальнейшую работу устройства практически невозможной. Для устранения этого эффекта была проведена доработка. Если шкала закреплена неровно и имеются выпуклости, ее снимают, распрямляют и плотно приклеивают на свое место минимальным количеством клея. Стрелку аккуратно подгибают так, чтобы она перемещалась на минимальном расстоянии от шкалы и, следовательно, на максимальном от защитного стекла. Полезно также установить ограничители хода стрелки, изготовленные из эмалированного медного провода толщиной 0,2...0,4 мм, которые закрепляют с двух сторон под винты крепления шкалы.При измерении ЭПС конденсаторов следует соблюдать определенную осторожность, поскольку существует вероятность поражения электрическим током заряженного конденсатора!

shemu.ru

Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру

В восьмом выпуске журнала «Радио» за 2011 год была опубликованна статья «Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру» и многие читатели столкнулись со сложностью в приобретении микросхемы 74АС132 или её аналогов.

Действительно, эта микросхема, состоящая из четырёх двухвходовых триггеров Шмитта, оказалась не только сравнительно дефицитной, но и дороже по сравнению с другими, имеющими в своём составе шесть одновходовых инвертирующих триггеров Шмитта, например 74AC14N. Измеритель ЭПС был доработан под эту микросхему и её аналоги различных производителей.

Схема измерителя ЭПС

Доработанная схема измерителя ЭПС приведена на рис. 1, а чертёж печатной платы с расположением элементов — на рис. 2. Изменениям подверглись только узлы измерителя, связанные с применением микросхемы, содержащей инвертирующие триггеры Шмитта. Так, изменена полярность включения диода VD1 для инвертирования импульсов генератора длительностью tr. На выходах триггеров DD1.2—DD1.4, выполняющих функцию буфера, импульсы принимают прежний вид. В цепи R3C2 для формирования импульсов измерения длительностью tизм на выходе триггера DD1.6 из-за отсутствия у него второго входа параллельно резистору R3 подключён дополнительный диод VD2. Нижний по схеме вывод конденсатора С2 соединён с плюсовой линией питания для упрощения разводки печатной платы.

Триггеры DD1.2—DD1.4, нагруженные резистором R4 (270 Ом) в положении «х0,1″ переключателя SA1, включены параллельно, что позволяет применить микросхему DD1 из серии 74НС с меньшей, чем у серии 74АС, нагрузочной способностью. Поэтому вместо указанной на схеме можно применить не только 74АС14РС, SN74AC14N, MC74AC14N, но и 74HC14N, MM74HC14N, SN74HC14N, а также отечественную КР1554ТЛ2.

Резисторы R6 и R7 теперь включены параллельно, что, по справедливому мнению читателей, облегчает налаживание, поскольку для этого не требуются резисторы с сопротивлением в единицы ом, не всегда имеющиеся под рукой. При распайке транзистор IRLML6346 (VT1) для поверхностного монтажа следует установить верхней стороной корпуса (на которой указан его тип) к плате.

Источник: Радио 8 2013  Автор: С. Глибин, г. Москва

Похожие радиосхемы и статьи:

eschemo.ru

Измеритель ёмкости и ЭПС оксидных конденсаторов — приставка к мультиметру

Автор продолжает тему измерения параметров оксидных кон­денсаторов с помощью приставки к популярным мультиметрам серии 83х. Как и в предыдущих разработках, приставка питается от внутреннего стабилизатора АЦП мультиметра. Измерение ЭПС (ESR) и ёмкости оксидных конденсаторов можно проводить без их выпаивания из платы.

В статьях [1, 2] рассказано о пристав­ке, измеряющей ЭПС оксидных конденсаторов. Было бы значительно удобнее, если бы она измеряла ещё и их ёмкость. Схема такой приставки при­ведена на рис. 1.

Рис. 1

Основные технические характеристики

Интервал измерения ЭПС и сопротивления резисто­ров, Ом 0,01…19,99
Пределы измерения ёмкости 200, 2000, 20000
Погрешность измерения от 0,1 предельного значения и выше, % 2…5
Максимальный потребляв мый ток, мА, не более 3
Время установления показа­ний, с, не более 4

Приставка состоит из двух измери­телей: ЭПС и ёмкости. Вид измерения выбирают переключателем SA2. В по­ложении «ESR» измеряют ЭПС конден­сатора, подключённого к гнёздам «С,» (XS1, XS2), а в положении «С» — ём­кость.

Схемное решение измерителя ЭПС, как уже упомянуто выше, взято из [1, 2], там же приведено описание работы и налаживания. Добавлен переключатель SА2 (секция SА2.2) для отключения гнезда ХS2 от общего провода при из­мерении ёмкости и изменено подклю­чение выводов стока и истока транзис­тора VТЗ для исключения шунтирующего влияния его внутреннего диода на томность её измерения. Уменьшение ёмкости конденсатора С6 до 0,22 мк сократило время установления показа­ний до 4 с. Влияние напряжения на кон­денсаторе С9 на точность измерения ЭПС исключено уменьшением сопротив­ления резистора R3.

Измеритель ёмкости собран по из­вестной схеме, опубликованной ещё в 1983 г. британским журналом «Wireless World», а в русском переводе — в 1984 г. журналом «Радио» [3].

Низкое выходное напряжение (3 В) и малая нагрузочная способность стаби­лизатора АЦП мультиметра потребова­ли применения в измерителе ёмкости низковольтных ОУ DA1—DA3 Rail-to-Rail и током потребления не более 45 мкА [4]. Напряжение питания -3 В, необхо­димое для работы измерителя, получе­но от преобразователя напряжения с высоким КПД на микросхеме DA4, включённой по типовой схеме.

Функциональный генератор, со­бранный на ОУ DA1.1, DA1.2, DA2.1, вы­рабатывает двуполярные импульсные сигналы прямоугольной формы на вы­ходе компаратора на ОУ DA1.1 и тре­угольной — на выходе интегратора на ОУ DA2.1, показанные соответственно на рис. 2, а и б. Узел на DA1.2 — инвер­тор, обеспечивающий положительную обратную связь. Предел измерения ёмкости, зависящий от частоты генера­тора (50, 5 или 0,5 Гц), выбирают пере­ключателем SA1. Амплитуда сигналов треугольной формы на выходе интегра­тора задана соотношением сопротивлений резисторов R1 и R4 компаратора. Она равна 2 В.

Рис. 2

Эти сигналы, амплитуда которых уменьшена резистивным делителем на­пряжения R10R11 до 50 мВ, поступают на буферный усилитель с единичным коэффициентом передачи по напряже­нию, собранный на ОУ DA2.2. Сигнал с его выхода и подают на измеряемый конденсатор Сx один вывод которого подключают к гнезду XS1. При такой амплитуде этого сигнала измерения в большинстве случаев удаётся прово­дить без выпаивания конденсатора из платы.

Гнездо XS2, к которому подключают другой вывод измеряемого конденса­тора, соединено через резистор R17 с инвертирующим входом ОУ DA3.2. При подключении конденсатора этот ОУ и резистор R18 образуют дифференциа­тор, на выходе которого появляются разнополярные импульсы трапецеи­дальной формы (рис. 2, в). Максималь­ный входной ток дифференциатора, равный выходному току буферного уси­лителя, ограничен тем же резистором R18 (R17<<R18, см. рис. 1) и не превы­шает 3 мА (З В/1 кОм = 3 мА), что мень­ше максимально допустимого [4]. Низкоомный резистор R17 устраняет влия­ющее на точность измерения самовоз­буждение дифференциатора при сигна­лах на его выходе, больших 0,1 напря­жения питания.

На полевом транзисторе VT4 с изо­лированным затвором собран синхрон­ный детектор. Применение здесь поле­вого транзистора с р-п переходом, как в [3], невозможно из-за низкого питаю­щего напряжения. Компаратор на ОУ DA3.1 и полевой транзистор VT1 управ­ляют состоянием синхронного детек­тора. Рассмотрим его работу с момента подключения конденсатора Сx.

С появлением прямоугольного им­пульса отрицательной полярности на выходе компаратора на ОУ DA1.1 (рис. 2, а) транзистор VT1 открывается и напряжение питания +3 В поступает на неинвертирующий вход компарато­ра, собранного на ОУ DA3.1. На его выходе появляется и удерживается напряжение около +3 В (рис. 2, г), по­этому транзистор VT4 закрыт. Такое состояние компаратора и транзистора VT4 сохраняется и при положительной полярности импульса треугольной формы, поступающего с выхода функ­ционального генератора на неинвертирующий вход DA3.1 через резистор R12.

При смене полярности импульса треугольной формы, когда напряжение начинает линейно изменяться от 0 до -2 В (рис. 2, б), транзистор VT1 уже за­крыт (напряжение на его затворе + 3 В) и на выходе компаратора от входного отрицательного импульса устанавлива­ется и удерживается на время tизм напряжение около -З В (рис. 2,г). Тран­зистор VT4 синхронного детектора от­крывается. К этому моменту трапецеи­дальный импульс положительной по­лярности на выходе дифференциатора уже имеет максимально плоскую вер­шину, а значение его амплитуды, как из­вестно, пропорционально измеряемой ёмкости Сx. С появлением следующего прямоугольного импульса отрицатель­ной полярности на выходе ОУ DA 1.1 процесс повторяется.

Продетектированные части трапе­цеидальных импульсов с выхода детек­тора (рис. 2, в, д) через резистор R19 поступают на конденсатор С9, который быстро заряжается до их амплитудного значения (рис. 2, е). Резистор ограни­чивает ток зарядки. С конденсатора С9 постоянное напряжение, пропорцио­нальное ёмкости Сx через делитель.

образованный сопротивлением резис­тора R16 и входным сопротивлением мультиметра (1 МОм), поступает на вход «VΩmА» для измерения.

Приставка собрана на плате из фольгированного с двух сторон стекло­текстолита. Чертёж печатной платы показан на рис. 3, а расположение на ней элементов — на рис. 4. Фотосним­ки собранной приставки представлены на рис. 5. Одинарный штырь ХР1 «NPNс» — подходящий от разъёма. Штыри ХР2 «VΩmА» и ХРЗ «СОМ» — от вышедших из строя измерительных щупов для мультиметра. Входные гнёзда ХS1, ХS2 — клеммник винтовой 350-02-021 -12 серии 350 фирмы DINKLE. Переключатели SА1, SА2 — движко­вые серий МSS, МS, IS, например, MSS-23D19 (MS-23D18) и MSS-22D18 (МS-22D16) соответственно. Конденса­торы С2, СЗ — импортные плёночные выводные на напряжение 63 В. Все остальные конденсаторы — для поверх­ностного монтажа. Конденсаторы С1, С4—С7 — керамические типоразмера 1206, С8 — 0808, С9-С11 — танталовые В. Все резисторы — типоразмера 1206. Транзисторы BSS84 заменимы на IRLML6302, а IRLML2402 — на FDV303N. При иной замене следует учесть, что пороговое напряжение, сопротивление открытого канала и входная ёмкость (СISS) транзисторов должны быть такимиже, как у заменяемых. О транзисторе IRLML6346 сказано в статье [1]. ОУ AD8442АВ заменим, например, на LMV358IDR. В случае такой замены ёмкость конденсаторов С2—С4 необхо­димо увеличить в несколько раз (напри­мер, 1, 0,1 и 0,01 мкФ соответственно), а сопротивление резистора умень­шить во столько же раз. Возможно применение и отечественных ОУ КФ1446УД4А, но потребляемый при­ставкой ток возрастёт на 1 мА.

Выводы защитных диодов VDЗ, VD4, микросхемы DA4 и переключателя SA2 в местах, где для них с обеих сторон печатной платы имеются контактные площадки, пропаивают с двух сторон. Аналогично пропаивают штыри ХР1 — ХРЗ , причём ХР2, ХРЗ закрепляют пай­кой в первую очередь, а затем уже «по месту» сверлят отверстие и впаивают штырь ХР1. В отверстие около нижнего

по плате вывода резистора R11 встав­ляют отрезок лужёного провода и про­паивают его с двух сторон. Перед мон­тажом вывод 7 микросхемы DA4 следует отогнуть или укоротить.

Рис. 3

При работе с приставкой переключа­тель рода работ мультиметра устанав­ливают в положение измерения посто­янного напряжения на пределе 200 мВ. Перед калибровкой приставку сначала подключают к автономному источнику питания напряжением 3 В и измеряют потребляемый ток, который не должен превышать 3 мА, а затем подключают к мультиметру. Далее устанавливают переключатель SA2 в положение «С» (нижнее по схеме на рис. 1) и подклю­чают к гнёздам XS1, XS2 оксидный кон­денсатор с заведомо измеренной ём­костью. Переключатель SA1 устанавливают на соответствующий предел и резистором R5 добиваются нужных пока­заний на индикаторе. Если переключатель нахо­дится в среднем положе­нии, показания следует умножить на 10, в верхнемпо схеме — на 100. Для уменьше­ния погрешности измерений ёмкость конденсаторов С2—С4 необходимо подобрать на каж­дом пределе. На плате преду­смотрены контактные площадки для установки дополнительных керамических конденсаторов ти­поразмера 0805. Обратите вни­мание, что для облегчения нала­живания резистор R5 на плате составлен из двух, соединённых последовательно (на рис. 4 они обозначены R5′ и R5″).

Рис. 4

Калибровка измерителя ЭПС описана в статье [1]. Если рези­сторами R14, R15 не удаётся выставить нулевые показания при замкнутых гнёздах «С,» [5], а это возможно при установке транзистора VT3 с малой проходной ёмкостью и конечного сопротивления замкнутых контактов секции пере­ключателя SA2.2, следует параллельно выводам затвор-сток транзистора подключить керамический конденсатор ёмкостью несколько десятков пикофарад и повторить налаживание. На печатной плате для конденсатора типо­размера 0805 предусмотрены контакт­ные площадки.

Рис. 5

На рис. 6 показана при­ставка с мультиметром при измерении конденсатора номинальной ёмкостью 3300 мкФ.

Рис. 6

При частом использовании пристав­ки контакты переключателя SA2 могут быть подвержены износу. Нестабиль­ность сопротивления замкнутых кон­тактов секции SA2.2 приведёт к уве­личению погрешности измерения ЭПС. В таком случае целесообразно вместо механических контактов SA2.2 приме­нить переключательный полевой тран­зистор, аналогичный IRLML6346 (VT2), с сопротивлением открытого канала не более 0,05 Ома. Вывод истока транзи­стора соединяют с общим проводом, стока — с выводом истока транзистора VT2, затвора — с выводом 14 DD 1.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Глибин С. Измеритель ЭПС — пристав­ка к мультиметру. — Радио, 2011, № 8, с. 19, 20.
  1. Глибин С. Замена микросхемы 74АС132 е измерителе ЭПС. — Радио, 2013, № 8, с. 24.
  2. Преобразователь емкость—напряже­ние. — Радио, 1984, № 10, с. 61.
  3. CMOS Rail-to-Rail General-Purpose Amplifiers AD8541 /AD8542/AD8544. — URL: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8541_8542_8544.pdf (8.10.14).
  4. Технический форум журнала «Радио». Измеритель ЭПС — приставка к мультимет­ру. — URL: http://www.radio-forum.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=1870Sstart=10(8.10.14).

Автор:  С. ГЛИБИН, г. Москва

Источник: Радио №1,  2015

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

Показать содержимое по тегу: измеритель эпс

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR) конденсатора является его важнейшим параметром и в значительной мере определяет его фильтрующие и сглаживающие свойства. Нередко причиной неработоспособности различных устройств является повышенное значение ЭПС примененных в них конденсаторов. Особенно нестабилен этот параметр у оксидных конденсаторов. Он может существенно изменяться в сторону увеличения с течением времени или с изменением температуры. В предлагаемой статье приводится описание еще одного измерителя ЭПС.

 Особенность устройства в том, что собрано оно на основе малогабаритного стрелочного мультиметра Sanwa YX-1000A (рис. 1). От него использованы корпус, стрелочный прибор, а также шкала омметра этого прибора, что упрощает изготовление всей конструкции. Интервал измерения составляет от 0 до 100 Ом. Источник питания — гальванический элемент напряжением 1,5 В типоразмера АА, потребляемый ток — 5...7 мА, работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 1,3 В. Переменное напряжение на щупах составляет 130...150мВ (в зависимости от напряжения питания), поэтому измеритель позволяет проводить проверку оксидных конденсаторов, не выпаивая их из ремонтируемого устройства.

Схема устройства показана на рис. 2. На трансформаторе Т1 и транзисторах VT1, VT2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования около 116 кГц. Обмотка II обеспечивает положительную обратную связь. Подстроечным резистором R2 можно изменять скважность импульсов, добиваясь их симметричности. Это важно, поскольку скважность влияет на потребляемый устройством ток. С обмотки III прямоугольные импульсы поступают в измерительную цепь, состоящую из щупов ХР1, ХР2, которые подключают к измеряемому конденсатору, и резистора R4, который выполняет функции датчика тока. На транзисторной сборке VT3 собран синхронный выпрямитель, управляющие импульсы на него поступают с коллекторов транзисторов VT1 и VT2, резисторы R5—R7 — токоограничивающие, конденсаторы СЗ, С4 сглаживают выпрямленное напряжение. Благодаря применению синхронного выпрямителя удалось получить высокую чувствительность и малые потери выпрямляемого напряжения, что, в свою очередь, позволило использовать в качестве источника питания один гальванический элемент. К выходу выпрямителя подключен стрелочный прибор РА1, переменный резистор R8 — калибровочный.

Рис.2 Схема ЭПС

При подключении щупов к проверяемому конденсатору напряжение на резисторе R4 зависит от ЭПС конденсатора — чем больше ЭПС, тем меньше напряжение и тем меньшее отклонение стрелки прибора РА1. Если проверяемый конденсатор был заряжен, ток разрядки ограничит резистор R4, а диоды VD1 и VD2 защитят транзисторную сборку VT3. Поскольку сопротивление рамки микроамперметра в несколько раз больше введенного сопротивления резистора R8, а намотана она медным проводом, при изменении температуры окружающей среды ток через нее даже при постоянном напряжении изменяется. Поэтому в устройство введен калибровочный резистор R8, с помощью которого при замкнутых щупах стрелку прибора устанавливают на "О" шкалы. Калибровка необходима также по мере разрядки батареи питания.

В качестве основы для конструкции измерителя применен стрелочный мультиметр SanwaYX-1000А. Использованы корпус и стрелочный прибор — микроамперметр, который имеет сопротивление рамки 876 Ом, ток максимального отклонения стрелки — 146 мкА, а напряжение на нем при максимальном токе — 130 мВ. Остальные детали смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 3. Она изготовлена из односторонне фольгирован-ного стеклотекстолита.
Применены постоянные резисторы С2-23, подстроечный — СПЗ-3, переменный — СП4-1, конденсатор С2 — КТ-2 с ТКЕ не хуже М75, поскольку этот конденсатор влияет на стабильность генерируемой частоты, остальные — К10-17. Транзисторы KSA539 можно заменить на транзисторы серии КТ3107 с индексами Б, Г и Е, их желательно подобрать с близкими коэффициентами передачи тока h21Э. Транзисторную сборку заменять отдельными транзисторами не рекомендуется, поскольку это потребует их тщательной подборки.
Трансформатор намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе проницаемостью 1000 с внешним диаметром 10, внутренним 6 и толщиной 5 мм. Перед намоткой края сглаживают наждачной бумагой или надфилем. Обмотки I и II наматывают одновременно тремя свитыми вместе обмоточными проводами ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Намотав 50 витков, два провода соединяют в соответствии со схемой — так образуется обмотка I. Обмотку III наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,3...0,4 мм и содержит она 5 витков. Фазировка этой обмотки может быть любой и повлияет только на полярность подключения микроамперметра РА1 (полярность на схеме показана условно). Все обмотки надо распределить на магнитопроводе равномерно.
В отверстие трансформатора плотно вставлен отрезок трубки из ПХВ, длиной немного больше толщины намотанного трансформатора. Из толстой (1 мм) мягкой пластмассы вырезаны две шайбы диаметром 10...12 мм, между которыми трансформатор с небольшим усилием крепят на плате с помощью винта МЗ, а гайку фиксируют термоклеем.
С платы мультиметра удалили все детали, после чего она была использована как трафарет для изготовления новой печатной платы. Резистор R8 и выключатель питания SA1 закреплены на боковых стенках корпуса с помощью термоклея (рис. 1). Выключатель применен импортный малогабаритный движковый и установлен в прорезь в корпусе, предназначенную для движка подстроечного резистора установки нуля омметра. Для движка резистора R8 сделано отверстие. Переключатель пределов измерения мультиметра удален, а образовавшееся отверстие заклеено прямоугольной пластиной из тонкого стеклотекстолита. Провода для щупов применены от компьютерного блока питания, к их концам припаяны две длинные булавки с головками, а несколько миллиметров изоляции проводов закреплены на булавках нитками и пропитаны универсальным клеем. Как показала практика, такая конструкция щупов оказалась достаточно удобной.
Налаживание начинают с установки минимального потребляемого тока по цепи питания. Для этого последовательно с элементом питания включают амперметр (щупы ХР1 и ХР2 при этом должны быть разомкнуты) и подстроенным резистором R2 устанавливают минимальный потребляемый ток. Затем при замкнутых щупах переменным резистором R8 устанавливают стрелку прибора на "О" шкалы (крайнее правое положение). Подключая к щупам резисторы с известным сопротивлением (от единиц до десятков ом), проверяют соответствие показаний прибора и сопротивления резисторов. При необходимости подбирают резистор R4. Если показания прибора больше, устанавливают резистор с большим сопротивлением, и наоборот. В связи с тем что использована штатная шкала мультиметра, точность на различных ее участках будет разной, поэтому необходимо выбрать, какое из показаний должно быть наиболее точным. Исходя из этого, к щупам подключают резистор с таким сопротивлением и подборкой резистора R4 устанавливают стрелку прибора на отметку, соответствующую этому сопротивлению. По мнению автора, такое сопротивление может быть 5...6 Ом.
В процессе эксплуатации устройства проявился один эффект, связанный с конструкцией стрелочного прибора. На его защитном стекле скапливается заряд статического электричества, способный остановить стрелку в произвольном месте, сделав тем самым дальнейшую работу устройства практически невозможной. Для устранения этого эффекта была проведена доработка. Если шкала закреплена неровно и имеются выпуклости, ее снимают, распрямляют и плотно приклеивают на свое место минимальным количеством клея. Стрелку аккуратно подгибают так, чтобы она перемещалась на минимальном расстоянии от шкалы и, следовательно, на максимальном от защитного стекла. Полезно также установить ограничители хода стрелки, изготовленные из эмалированного медного провода толщиной 0,2...0,4 мм, которые закрепляют с двух сторон под винты крепления шкалы.При измерении ЭПС конденсаторов следует соблюдать определенную осторожность, поскольку существует вероятность поражения электрическим током заряженного конденсатора!

shemu.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о