Главная » Измерения
Призовой фонд
на июль 2017 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Измеритель ЭПС

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.

Схема измерителя ЭПС

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.)

Осциллограмма

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.

Печатная плата

Расположение элементов

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.

Фото собранного ЭПС измерителя

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.

Фото собранного ЭПС измерителя

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 ПримечаниеМагазинМой блокнот
DA1, DA2 Программируемый таймер и осциллятор
NE555
2 Поиск в FivelВ блокнот
DA3 Линейный регулятор
LM7908
1 Поиск в FivelВ блокнот
DA4 Операционный усилитель
AD823
1 TL072/082Поиск в FivelВ блокнот
DA5 Мультиплексор/демультиплексор
CD4066B
1 Поиск в FivelВ блокнот
DA6 ОУAD711JN1 TL071/081Поиск в FivelВ блокнот
DA7 Линейный регулятор
LM317L
1 Поиск в FivelВ блокнот
DD1 МикросхемаHCF4017BE1 Поиск в FivelВ блокнот
VT1 Полевой транзисторКП507А1 Поиск в FivelВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
C945
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT3 Биполярный транзистор
2SA733
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT4 MOSFET-транзистор
IRF3205
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1-VD10 Выпрямительный диод
1N4148
10 Поиск в FivelВ блокнот
VD11, VD12 Диод Шоттки
1N5817
2 Поиск в FivelВ блокнот
С1, С10, С11 Конденсатор0.01 мкФ3 Поиск в FivelВ блокнот
С2 Конденсатор1500 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С3, С4, С8, С9, С21-С28 Конденсатор0.1 мкФ12 Поиск в FivelВ блокнот
С5 Электролитический конденсатор22 мкФ 63 В1 Поиск в FivelВ блокнот
С6, С7, С15-С20 Электролитический конденсатор100 мкФ 35 В8 Поиск в FivelВ блокнот
С12, С13 Конденсатор1000 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С14 Конденсатор0.022 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
5.1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
1.2 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
4.3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор
1.5 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
3.3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Подстроечный резистор33 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R7, R10-R12 Резистор
20 кОм
4 Поиск в FivelВ блокнот
R8 Резистор
33 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R9 Подстроечный резистор15 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R13, R14 Резистор
100 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R15 Резистор
470 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R16, R17 Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R18 Резистор
120 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (7) | Я собрал (0) | Подписаться

+2
Константин #
Собрал Вашу схему, но она оказалась нерабочей. Пришлось заменить два 555-х таймера на одну ИМС К561ЛН2. На двух элементах выполнен генератор для тактирования HCF4017 BE, а на остальных четырёх —генератор для умножителя. Дефицитные AD823 и AD711 пришлось заменить одним счетверённым ОУ. Итого 4 корпуса ИМС плюс два стабилизатора. И вообще, зачем городить столько компонентов, если всё можно сделать по известной схеме всего на одной ИМС КР1554ТЛ2. Схему смотрите во вложении…
Прикрепленный файл: Измеритель ESR.jpg
Ответить
-3

[Автор]
Kampfkatze #
Одинец Александр Леонидович! Зачем Вы скрываетесь за чужим именем? Я ведь могу выложить нашу переписку, в которой Вы признаётесь в авторстве комментария. Кроме того, из Вашего текста станет известно, что Вы ничего не собирали, а стало быть, Ваши рекомендации в комментарии - фикция. Вам не стыдно?
Для модератора: я готов предоставить доказательства. Предлагаю решить дело мирно - оставить всё как было - удалить оба комментария и оценку к статье.
P.S. Некоторые камменты к моим статьям у меня тоже не вызывают восхищения, но это не повод опускаться до вранья - что я их собирал, не получилось, и, тем более - не гадил просто так авторам. Одинец прошёлся по всем статьям - минусовал камменты. Мне-то пофиг, пусть остются, пусть минусует, но врать-то зачем?
Ответить
+2
Константин #
Выражаюсь яснее, почему не работает схема. У вас АССИМЕТРИЧНОЕ двуполярное питание ОУ DA4.1, DA4.2, DA6 – минус 8В (от умножителя) и плюс 15 В – непосредственно от блока питания. Такая схема питания нигде не используется. Поэтому ваша схема полностью НЕработоспособна. Раз уж вы так настаиваете, лучше я выложу переделанный вариант с правильной схемой питания без двух 555-x таймеров и дефицитных AD823 и AD711, заменённых одним счетверенным. Может хоть тогда поймёте, как нехорошо обманывать читателей и дискредитировать схемотехнику!
Ответить
+2
Константин #
Как и обещал, выкладываю исправленный вариант измерителя ЭПС с правильной схемой питания ОУ без двух 555-x таймеров и дефицитных AD823 и AD711, заменённых одним счетверённым ОУ общего применения TL084.
Прикрепленный файл: ESR_Meter.jpg
Ответить
+1
#
Вопрос автору! Какой вариант лучше собирать: оригинальную схему с ассиметричным питанием ОУ или исправленный вариант, предложенный Константином?
Ответить
-1
Григорий Т. #
Претензии к асимметричности питания ОУ - это полный бред. Сам ОУ имеет 2 вывода питания, и ему абсолютно до лампочки, в каком месте будет средняя точка питания. Особенно для rail-to-rail ОУ.
Точность схемы сильно завышена. Это даже по осциллограмме видно, при сопротивлении 1 Ом. При 1 мОм там будет уже не измерение, а сборник помех и переходных процессов. Кроме того, смещение нуля даже таких прецизионных ОУ около 0.25 мВ. При усилении 10, это уже 2.5 мВ смещения на выходе. А TL084 в этом плане в 10 раз хуже. Как там ловить 0.1 мВ - непонятно.
Думаю, что сложность схемы неоправданно завышена для такой сомнительной точности.
Ответить
0
Незнайка #
Спасибо за Ваши разъяснения, но откуда в этой схеме вообще может быть точность на двух 555-х таймерах, да ещё с керамическими конденсаторами?!! Измерительная схема по определению должна быть метрологической, с прецизионными ОУ и формирователями временных интервалов с кварцевой стабилизацией частоты. А эта схема Беляева, даже на «ширпотреб» не тянет, в сравнении со схемой на одной ИМС КР1554ТЛ2, предложенной Константином в первом же комментарии, которая по точностным характеристикам даже превосходит оригинальную авторскую схему.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

LC-измеритель LC100-A
LC-измеритель LC100-A
Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей Сатфайндер
вверх