Главная » Измерения
Призовой фонд
на сентябрь 2017 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Тестер компонентов MG328
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Цифровой измеритель емкости электролитических конденсаторов (без выпаивания из схемы)

Данный прибор  уже 8 лет используется для ремонта телевизоров и показал себя с самой лучшей стороны. В приборе использованы микросхемы КМОП, которые еще у многих пылятся в старых запасах. Это, а также применение ЖК - индикатора ИЖЦ5-4/8 позволило довести потребляемый ток до 10 мА и питать прибор от батареи типа "Крона". Размеры прибора позволяют разместить его в корпусе от мультиметра типа D-830 и т.п.  Несмотря на относительно большое количество микросхем, общая стоимость деталей (по прайсам известных Интернет-магазинов) не превышает стоимости только одного современного LCD индикатора типа 8x2 или 16x1 и т.п.

Преобразователь Емкость-Время

На микросхемах DA1 и DA2 собран преобразователь Емкость-Время (рис.1) - разновидность известного мультивибратора на ОУ, далее будем его называть ПЕВ. На ОУ DA1.1 реализована искусственная “земля” (средняя точка) для аналоговой части. На ОУ DA2 и DA1.2 собран собственно преобразователь.  Период следования импульсов определяется выражением T=2*R7*Cx*(1+ln(2*R3/R5)). Из формулы видно, что период мало зависит от дестабилизирующих факторов, таких как напряжение питания, температура (резисторы лучше выбрать термостабильные) и т.д. и может быть достаточно высоким. Амплитуда напряжения на измеряемой емкости составляет Uc=Ud*(R3/(R3+R5)), (где Ud-прямое напряжение на диоде) и не превышает 0.1 Вольт, что позволяет измерять емкость не выпаивая ее из схемы, так как при таком напряжении все полупроводниковые переходы закрыты. Применение в качестве DA2 микросхемы КР544УД2 позволило уменьшить погрешность прибора при измерении малых емкостей. Для защиты DA2 при подключении заряженного конденсатора введены элементы VD3, VD4, R4, причем, диоды выбраны со значительным допустимым однократным импульсным током, а резистор мощностью не менее 0.5 Вт. С вывода 6 DA2 импульсы с периодом, пропорциональным емкости измеряемого конденсатора, поступают на блок управления.

Блок управления реализован на микросхемах DD1 – DD4. Импульсы от ПЕВ, через инвертор на DD3.1, поступают на счетный вход С D-триггера DD2.2. На вход С другого триггера микросхемы поступают секундные импульсы. Логика работы и соединение триггеров между собой таково, что на инверсном выходе DD2.2 присутствует низкий уровень длительностью равной периоду ПЕВ(время счета) и высокий – длительностью, равной примерно 1 сек (время индикации). С прямого же выхода (вывод 1) через элементы C10, R15 короткий импульс сбрасывает счетчики в 0 в начале каждого измерительного периода. Элемент 2ИЛИ-НЕ DD3.4 пропускает импульсы образцовой частоты 32768 Гц на вход счетчика только в течении времени счета. На микросхеме DD1 собран кварцевый генератор образцовой частоты, которая поступает на вывод 6 DD3.4 с выходного буфера (вывод 12). С нее же секундные импульсы поступают с вывода 5 на счетный вход триггера DD2.1, а также снимаются импульсы частотой 63 Гц (рабочая частота индикатора). ЖК индикатор не допускает подачи на него постоянного напряжения, поэтому в данном устройстве на индикатор подается переменное напряжение частотой 63 Гц, а включение сегментов осуществляется фазовым методом (если на сегмент подается сигнал такой же фазы, что и на общий вывод индикатора, то сегмент погашен, если же в противофазе – сегмент включен). Для управления запятыми применены элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ микросхемы DD4. На один из входов элементов DD4.2, DD4.3, DD4.4 подается сигнал 63 Гц (в противофазе к общему индикатора). Каждый элемент, при подаче на другой вход логического 0, повторяет на выходе импульсы (запятая индицируется), а при подаче логического 1 – инвертирует (запятая погашена). DD4.2 управляет запятой 3-го (от старшего к младшему) разряда, которая нормально включена.  На элементе DD4.1 реализован RS-триггер, на выходе которого устанавливается  лог.1 путем подачи на вывод 5 короткого положительного импульса через элементы C8, R10, VD5 в начале каждого интервала измерения. При переполнении счетчика, отрицательный перепад с выхода старшего разряда счетчика, через инвертор DD3.2 и дифференцирующую цепочку C9, R12 , воздействует на вывод 6 DD4.1 и переводит его выход в 0. Если на месте DD4 будет использоваться микросхема более быстродействующей серии, возможно, для правильной работы DD4.1 придется уменьшить номинал R12 для укорачивания импульса на выводе 6. В случае установления на выводе 6 DD4.1 логического 0, через элемент DD4.4 включается запятая младшего разряда, индицируя переполнение.

На элементах DD4.4, VD6, R14 выполнен индикатор разряда батареи. При уменьшении напряжения ниже 7В, на выводе 12 DD4.4 устанавливается низкий уровень и “зажигаются” запятые 1-го и 2-го разрядов, тем самым сигнализируя о разряде батареи. Элемент DD3.3 играет роль буфера-инвертора.

На микросхемах DD5-DD8 выполнен счетчик импульсов с выводом на ЖК-индикатор. При подаче на вывод 6 счетчика импульсов 63 Гц той же фазы, что и на индикатор, на выходах присутствуют импульсы с фазой, зависящей от включения сегмента и на индикаторе видно соответствующую цифру.

В приборе не предусмотрено переключения пределов измерения, однако, при необходимости измерения емкостей до 10000 мкф, можно навесным монтажом ввести еще один счетчик и переключатель по схеме, изображенной на рис.6. Для этого необходимо удалить перемычку, соединяющую вывод 4 элемента DD3.4 и 4-й же вывод микросхемы DD5 и соответственно между этими точками переключателем S2 подключается счетчик DD9. Вторая группа контактов подачей логического 1 на вывод 9 DD4.2 отключает индикацию запятой 3-го разряда (на печатной плате для этого предусмотрен контакт, обозначенный “х”). Следует отметить, что при измерении емкостей свыше 1000 мкФ, считывание показаний становится не совсем удобным из-за заметности “бега” показаний в период счета. Однако, при этом, показания вполне можно прочесть безошибочно.

 

Ниже привожу еще один способ увеличения верхнего предела до 10000 мкФ, который, пожалуй, самый простой, какой может быть. Параллельно резистору R7 подключается дополнительный с сопротивлением 85.3 Ома, снижая его сопротивление до 76.7 Ома, то есть в 10 раз. У этого способа свои преимущества и недостатки. Преимущества: простота, минимальные затраты, не меняется максимальное время измерения (0.3 сек). Недостаток один - при таком увеличении предела, становится гораздо заметнее зависимость результата от ESR конденсатора (правда этот недостаток может стать достоинством, если прибор используется для поиска неисправных конденсаторов). Уже ESR, равный 0.5-1 Ом, приводит к серьезному снижению показаний. В данном случае, возможно придется отказаться от защитного резистора R4, что повысит опасность порчи DA2 при подключении к прибору заряженного конденсатора. Выбор способа остается за читателем.

Способ увеличения верхнего предела до 10000 мкФ

Практически все детали устройства размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1мм размерами 60х95 мм, которая представлена во вложенном файле (также в формате Sprint Layout). Индикатор установлен поверх микросхем К176ИЕ4 на колодках, которые изготовляются из розетки для микросхем с 40 выводами и шагом 2.5 мм.  Розетка делится вдоль на 2 части (получаются две узкие однорядные колодки) и каждая укорачивается до 17 контактов. Выводы индикатора формуются в виде буквы “Г” с расстоянием межу загибами, равным 35 мм.

Сначала следует впаять перемычки и дискретные элементы, а потом уже микросхемы и колодки для индикатора. Перемычки изготовляются из луженого провода диаметром 0.3-0.5 мм. Все резисторы, кроме R4, применены типа МЛТ-0.125. Конденсаторы, керамические и электролитические, применены малогабаритные. Стабилитрон  можно применить импортный на 3.3 В. Диоды VD1, VD2, VD5 любые из серий КД521, КД522. Диоды VD3,VD4 можно применить любые серий HER10x – HER20x. Из отечественных подойдут КД212, но могут быть сложности с установкой из-за больших габаритов и толщины выводов. Кварцевый резонатор можно применить от неисправных настольных и даже наручных часов. Микросхему DA1, в случае ее отсутствия, можно заменить почти любым сдвоенным ОУ импортного производства, но с изменением рисунка платы (или установить навесным монтажом), например, LM358.  DA2 можно заменить на КР544УД1, КР140УД6 с небольшим увеличением погрешности на малых значениях. DD1 вполне можно заменить на К176ИЕ12 с изменением рисунка платы, в крайнем случае три раздельных генератора на 1, 63 и 32768 можно собрать на микросхеме К561ЛН2 по известным схемам на двух инверторах, причем стабильным должен быть только генератор на 32768 Гц, остальные можно применить на RC. К176ТМ2 меняется без изменения рисунка на К176ТМ1 или соответствующие 561 серии. Также К176ЛП2 и К176ЛЕ5 меняются на К561ЛП2 и К561ЛЕ5.  Индикатор можно заменить на ИЖЦ21-4/7. 

При правильном монтаже, прибор не нуждается в наладке и калибровке. Только необходимо подобрать резисторы R3, R5, R7 с точностью, как минимум, 1 % (R7 можно составить из резисторов 1 кОм и 3.3 кОм, включенных параллельно).

Как говорилось выше, прибор можно разместить в корпусе от мультиметра типа D-830 - D-838, но у маня на тот момент такового не оказалось и корпус был сделан самостоятельно: передняя панель - из 3мм-оргстекла и оклеена самоклейкой, остальной корпус - футляр из латуни толщиной 0.4 мм. Передняя панель вставляется в футляр и фиксируется с боков тонкими "саморезами", вкрученными в предварительно просверленные отверстия.  Щуп сделан из двух булавок и представляет собой две пружинистые иголки, припаянные к плате из фольгированного стеклотекстолита. 

В заключении, отмечу, что прибор предназначен для измерения емкости, а не ЭПС (ESR), однако, при возрастании эквивалентного последовательного сопротивления, показания прибора резко снижаются (примерно в два раза при сопротивлении 10-15 Ом). Данное свойство прибора позволяет успешно применять его для ремонта радиоаппаратуры – просто бракуем конденсаторы, емкость которых по показаниям прибора более чем в 2 раза ниже номинала, независимо от истинной причины низких показаний.  

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Блок управления
DD1 МикросхемаК176ИЕ51 Поиск в LCSCВ блокнот
DD2 МикросхемаК176ТМ21 Поиск в LCSCВ блокнот
DD3 МикросхемаК176ЛЕ51 Поиск в LCSCВ блокнот
DD4 МикросхемаК176ЛП21 Поиск в LCSCВ блокнот
VD5 Диод
КД522Б
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD6 Стабилитрон
КС133А
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Z1 Кварцевый резонатор32768 Гц1 Поиск в LCSCВ блокнот
R8, R15 Резистор100 кОм2 Поиск в LCSCВ блокнот
R9 Резистор10 МОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R10 Резистор27 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R11 Резистор22 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R12, R13 Резистор30 кОм2 Поиск в LCSCВ блокнот
R14 Резистор1 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
C6 Конденсатор51 пФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C7 Конденсатор220 пФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C8 Конденсатор1000 пФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C9 Конденсатор100 пФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C10 Конденсатор22 пФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C11 Электролитический конденсатор100мкФ x 16В1 Поиск в LCSCВ блокнот
 
Счетчик импульсов
DD5-DD8 МикросхемаК176ИЕ44 Поиск в LCSCВ блокнот
HL1 ИндикаторИЖЦ 5-4/81 Поиск в LCSCВ блокнот
 
Преобразователь Емкость-Период
DA1 МикросхемаК157УД21 Поиск в LCSCВ блокнот
DA2 МикросхемаК544УД21 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1, VD2 Диод
КД522Б
2 Поиск в LCSCВ блокнот
VD3, VD4 Выпрямительный диод
HER201
2 Поиск в LCSCВ блокнот
C1, C5 Конденсатор22 пФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
C2, C3 Электролитический конденсатор220мкФ x 10В2 Поиск в LCSCВ блокнот
C4 Конденсатор22 нФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1, R2, R5 Резисторы100 кОм3 Поиск в LCSCВ блокнот
R3 Резистор11 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R4 Резистор 2 Ватт0.33 Ом1 Поиск в LCSCВ блокнот
R6 Резистор10 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R7 Резистор767 Ом1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 17.01.2014 0 0
Я собрал 0 3
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 3 чел.

Комментарии (19) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Ivan #
Спросите любого именно ТЕЛЕМАСТЕРА - что важнее - измерить ёмкость электролита или его ЭПС?
Ответить
0
hasl #
ЭПС. Да и кстати - мерить емкость в схеме без выпаивания - бред. Все очень зависит от схемы
Ответить
0
Алевтин #
Я собрал несколько измерителей ЭПС и пользуюсь ими при измерении качества эл. конденсаторов,основного параметра конденсатора.Я рекомендую измерять ЭПС.
Ответить
0
JC #
Сейчас в век ИИП емкость ушла на второй план по сравнению с ЭПС.
Ответить
0

[Автор]
diogen_b #
Прибор использовался именно для ремонта телевизоров много лет. В старых кинескопных телевизорах выявляет 99% неисправных конденсаторов в БП, КР и т.д.. Другое дело ЖК и Плазмы - здесь даже небольшое (менее 1 Ома) увеличение ЭПС выходных конденсаторов ИИП приводит к отказу - тут без измерителя ЭПС не обойтись.
hasl, это не бред. Любые полупроводники (P-N переходы), подключенные к конденсатору практически не влияют на результат. Данный прибор дает существенную погрешность только при наличии резистора менее 300 Ома, подключенного по схеме НЕПОСРЕДСТВЕННО к выводам измеряемого конденсатора. Часто ли такое бывает? Однозначно, нет!
Ответить
+1
hasl #
Мы всегда ошибаемся - и всегда учимся. Спасибо
Ответить
0
Алевтин #
Согласен на 100 процентов.
Ответить
0
nikolsum #
Какой нижний и верхний предел измерения?
Ответить
+1

[Автор]
diogen_b #
Нижний предел (при приемлемой погрешности) - 1 мкФ. Верхний - 1000 мкФ, с возможностью повышения до 10000 мкФ
Ответить
0
jhon-kot #
хм. hasl прав. Мой многолетний опыт и высшее радиотехническое образование, говорят о том, что емкость можно проверить лишь относительно, если не выпаивать. Не факт, что если стоит резистор менее 300 Ом. Однозначно, выпаиваем. Ибо есть схемы, где даже изменение емкости кондера на пару десяткой мкФ, уже влияют на работу устройства.
Ответить
+1

[Автор]
diogen_b #
На выводах прибора амплитуда сигнала около 60 мВ. При таком напряжении все p-n-переходы (даже в германиевых приборах) закрыты и не влияют на результат совсем - это входы-выходы микросхем, транзисторы, диоды и т.д. Влиянием НЕПОСРЕДСТВЕННО соединенных с измеряемым конденсатором резисторов более 1 кОм можно пренебречь. При снижении этого сопротивления до 100-200 ом погрешность может достигнуть 50-100 %. ПОВТОРЯЮ , вероятность непосредственного соединения с электролитическим конденсатором относительно низкоомного резистора достаточно низка. По опыту, выпаивать приходится, в основном, конденсаторы, соединенные параллельно через дроссель, которые встречаются на выходах ИИП. Если речь идет о прецизионных измерениях - тогда, конечно, выпаивать.
P.S. Тоже не ПТУ заканчивал!
Ответить
0
nikolsum #
Если вместо ЖК поставить led индикатор, конечно используя транзисторные ключи. Например с общим анодом, вывод 6 на плюс, транзисторы pnp коллектор к минусу база к 176ие4 выход с эмиттера через резистор на соответствующий сегмент индикатора. Меня интересует подходит моя идея или есть недостатки типа: мерцание,слабое свечение сегментов (потребление меня не интересует) на индикаторе или нет. Просто нет такого ЖК индикатора в наших магазинах.
Ответить
0

[Автор]
diogen_b #
Данное подключение, думаю будет вполне работоспособно (ток индикатора задается резистором на эмиттере). Причем по похожей схеме, но с транзисторами npn можно подключить и индикаторы с ОК соединив вывод 6 с "-" питания (разумеется, речь идет о 4-х отдельных одноразрядных индикаторах). Блок индикаторов, в данном случае, можно собрать на отдельной плате, припаяв с обратной стороны штыревые разъемы для подключения к колодкам на плате. Вот только сложно это ...
P.S. Если применить индикаторы типа ULTRA-RED, думаю можно попробовать подключить индикатор непосредственно через резисторы 10 кОм (max ток выхода микросхем если не изменяет память 0.5 мА) - для помещения яркости вполне может хватить, но я не пробовал.
Ответить
0
nikolsum #
Ну почему сложно. У меня есть индикаторы двухзначные Kingbrigt DA56-11EWA у них раздельные сегменты т.е a1 a2 b1 b2 и так далее, там даже разные общие точки dig1 dig2. Транзисторы думаю применить smd bc807 установив их на вашей плате изменив рисунок. Отдельно плату с индикаторами на ней будут установлены токоограничивающие резисторы также smd.
Еще как быть насчет точек, как их подключать (напрямую или через транзисторы)?
Ответить
0

[Автор]
diogen_b #
30 резисторов и 30 транзисторов это сложновато...
Точек всего 2 используется, на них экономить смысла не вижу. Я бы все таки попробовал непосредственно через резисторы 10 ком. У меня в другом приборе при среднем токе через сегмент 0.3 мА (там динамическая индикация на FIQ-3641B-SR) в помещении видно неплохо, вот в статике не пробовал.
P.S. В Платане есть аналог ИЖКЦ, вот ссылка: http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=423688468&group=21101
Цоколевка другая, но переходник из макетки сделать все же легче...
Ответить
0
nikolsum #
Вы правы. Именно поэтому я не собрал ни одного измерителя на К176ИЕ4, а их 3 схемы из старых журналов. Собирать на ИВ-3, не вдохновляет совсем. Буду искать ЖК-индикатор.
Ответить
0
Александр #
Подскажите, пожалуйста, каким образом повысить верхний предел измерений, желательно "малой кровью"?
Ответить
0

[Автор]
diogen_b #
Повысить верхний предел, как раз малой кровью, хоть и не очень изящно, можно с помощью еще одного счетчика К176ИЕ4 и одной кнопки П2К на два переключения. В статье об этом сказано в части описания счетчика импульсов, только, как оказалось, нет схемы подключения. Во вложенном файле эта схемка (для увеличения верхнего предела до 10000 мкФ) присутствует
Ответить
0

[Автор]
diogen_b #
Александр (и все, кому интересно), я дополнил статью еще одним, самым простым, способом повышения предела. Там же рассмотрены его преимущества и недостатки.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Мультиметр DT9205A
Мультиметр DT9205A
USB осциллограф DSO-2090 Мультиметр Mastech MS8268
вверх