Главная » Измерения
Призовой фонд
на январь 2022 г.
1. 1000 руб
Сайт Паяльник
2. 50 руб.
От пользователей

Приставка на одном транзисторе для измерения ESR цифровым мультиметром

ESR – Equivalent Series Resistance (Эквивалентное Последовательное Сопротивление) – один из важнейших параметров конденсатора. Особенно чувствительно его увеличение в процессе эксплуатации оборудования для импульсных схем источников питания.

Предлагаемая схема приставки-зонда к цифровому мультиметру позволяет проверять конденсаторы на ESR с помощью мультиметра в режиме измерения падения напряжения – без выпаивания из схемы, без собственного питания и, конечно, отображая значение тем же мультиметром. С одним уточнением: мы не обращаем внимания на показания в старшем разряде. Соответственно, следующая цифра (после запятой) – единицы Ом, за ней – десятые доли Ома и сотые, если они кому-нибудь интересны.

Основа схемы – генератор Хартли. При подключении к мультиметру генератор возбуждается на частоте около 80 кГц. При этом потребление тока от мультиметра настолько мало, что на шкале прибора показывает то же, что и при разомкнутых щупах «+» и «-».

С обмотки III трансформатора снимается синусоидальное напряжение с амплитудой около 120 mV. Малый размах измерительного напряжения (в процессе измерения ещё уменьшается) позволяет проверять конденсаторы без выпаивания из схемы, а разрешение до сотой доли Ома, при определённых навыках, – находить худшие конденсаторы из включенных параллельно за счёт ненулевой индуктивности проводников.

Резистор R1 предназначен для того, чтобы генерация не затухала при нулевом ESR. Подстроечным резистором P2 устанавливается значение «1,000» на шкале мультиметра при замкнутых щупах зонда. Данные трансформатора приводятся для цифрового мультиметра DT890B. Сердечник — ферритовое кольцо из энергосберегающих ламп внешним диаметром 10мм, внутренним 6мм, высотой 3мм. Обмотки равномерно распределены по кольцу, последней наматывается обмотка III. Число витков: I – 8, II – 80, III – 5. Диаметр и марка провода не критичны.

Для других мультиметров возможно придётся подобрать число витков обмотки III для масштабирования шкалы. В опытном образце имитацией ESR резисторами получены следующие результаты (первая цифра – сопротивление резистора, вторая – показания мультиметра):

0 – 1,000   1 – 1,120   2 – 1,260   3 – 1,360   4 – 1,430   5 – 1,480

Линейность измерений невысока, но достаточна для практического применения.

Ввиду простоты схемы печатная плата не приводится. Щупы приставки-зонда — из стальной облуженой пружинящей проволоки диаметром 1 мм, длиной 50-70 мм, припаяны непосредственно к печатной плате. Схема размещена в корпусе от разъёма DB-9 (COM-порт и подобные) с выведенными проводами «+» и «-», которые заканчиваются «крокодилами» для соединения со щупами мультиметра.

Теги:

Опубликована: 0 2
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 (61) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+2
Николай Васильевич Соколов #
Меня еще в школе учили, что без выпаивания элемента с платы нельзя измерить достоверно ни один параметр. Вы будете измерять (оценивать) всю схему одновременно. Может это новое слово в радиотехнике, я чего то пропустил в школе?
Ответить
+1
Анатолий #
Конденсатор с высоким ESR без выпаивания определяется с очень хорошо. Правда, есть риск пропустить пробитый. Подобная приставка выручала десятки раз.
Ответить
0
Александр #
В этих измерениях не критично. Не выпаивая, прямо в схеме находится плохой конденсатор очень хорошо. Малое напряжение этому способствует. Кстати и диодная проверка мультиметром без выпаивания диода с платы работает славно. А так да, для точной диагностики понадобится выпаять подозрительный конденсатор.
Ответить
+1
Мимопроходил #
"я чего то пропустил в школе?" - Да ! Современные цифровые мультиметры меряют сопротивление таким малым напряжением, что не открывает переходы полупроводниковых приборов.
Ответить
0
Plamen Petkov #
Какие PN переходы? Измеряем же эквиваентное серийное сопротивление электролитических конденсаторов. Обратите внимание, что DMM работает в режиме измерения диодов т.е. от источника постоянного тока например 1 mA.
Показание в mV т.е. в Омах при 1 мА
Ответить
0
Боч #
Весь мозг, вся логика говорит об том же. Однако сварганил flgc-метр, замеряю конденсаторы смд на плате до и после выпайки, как ни странно но показания равны, ну бывает почти равны. Сам озадачен.
Ответить
0
Бегемот #
На измеряемом конденсаторе напряжение с амплитудой всего 120 mV, а это значит что не один полупроводник не будет открыт, а сопротивлением обвязки , пр сравнению с ESR можно пренебречь.Так что можно и нужно
Ответить
0
Plamen Petkov #
Тем не менее in circuit testing широко используется в индустрии. Конечно учитывается влияние соседних компонентов. Вы наверное не видели flying probe testing, где два роботизированных щупа перемещаются по контактным площадкам платы и проверяют болшинство компонентов. Конечно если в схеме три резистора по 1 Ом в паралель прибор убдет ожидать 0.33 Ома на каждом. Кстати есть тенденция автоматизированной генерации тест программ на основе схемы (например в Mentor Graphics)
Ответить
0
Юрй #
Интересно в какой школе учат измерению на платах? Внутрисхемные измерения, тесты и даже программирование контроллеров вполне реальные решения.
Ответить
0
Владимир #
Спасибо! Интересное решение.
Low-ESR электролиты позволяет отбраковывать? Или нужно витков в III обмотке поменьше мотать для этого?
Стабильно на этом транзисторе работает? Нет смысла германиевый ставить?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Самые распространённые мультиметры - четырёхразрядные, значит минимальное значение ESR будет одна сотая Ома, вполне себе Low. Генерация на этом транзисторе чёткая, германиевый ставить смысла нет, его ещё и поискать надо в наше время
Ответить
0
Валентин #
Подскажите неграмотному: какой номинал R1?
Ответить
0
AMatroskin #
1 ом, написано же на схеме
Ответить
0
feding #
А есть ли смысл сделать схему симметричной, добавив транзистор во второе плечо, а роль трансформатора поручить ТМС от импортного кинескопного телевизора?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Можно попробовать, но зачем? ТМС по сравнению с колечком великоват будет, больше сердечник - больше потери, больше потребление тока на холостом ходу. А вот поиграться с миниатюрными трансформаторами ШИМов будет интересно: колечки мотать - надо терпение. Удачи!
Ответить
0
andro #
Возможна ли замена транзистора на КТ315?
Ответить
+1

[Автор]
Alex_P #
Не пробовал, но Б, Г, с хорошим коэффициентом усиления должен работать на ура.
Ответить
0
Георгий #
Работает. Сам впаивал.
Ответить
0
Юрий #
Подскажите пожалуйста, а в каком направлении мотать провода обмоток трансформатора?
Ответить
+1
Omen #
В одном направлении. Генератор "индуктивная трёхточка" первые две обмотки – как одна, с отводом.
Ответить
0
Юри #
Т.е. мотать одновременно два провода, только один 8 витков, а второй до 80 витков? Затем 3 обмотку в том же направлении?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Нет, 8 витков - отвод - 80 витков. Третья без разницы, там синусоида
Ответить
0
SiNuS #
Полезный прибор, как родилась идея такой концепции?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Я уже такой старый, что проще придумать схему самому из подручных деталей, чем искать в публикациях подходящую.
Идея использовать простой цифровой мультиметр для отображения ESR не нова, естественно. Осталось только подобрать преобразователь постоянного тока в переменный с минимальными потерями, с заданной частотой. Ну, и немножко математики. Рад, что понравилось, спасибо.
Ответить
0
Илья #
Подойдёт ли для этой схемы советский КТ3102В ?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
По параметрам вполне должен подойти, стоит попробовать.
Ответить
0
Илья #
Сделал. Настроил 1000, с сопротивлением 1 Ом показывает 1014, с 2Ом 1024. Что то пошло не так.
3 обмотку домотать отмотать?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Если при разомкнутых щупах - бесконечность, скорее всего что-то не так с трансформатором, именно он определяет наклон характеристики "сопротивление-показания". С увеличением витков 3-й обмотки по отношению ко 2-й показания занижаются и наоборот. Похоже, перепутаны крайние концы первичной обмотки. Удачи!
Ответить
+1
Илья #
В общем, добился 1Ом 11хх, 2Ом 13хх.
Думаю перемотаю с нуля и по аккуратнее, тогда будет как нужно.
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Отлично! Виток-другой добавить к 3-й обмотке и будет ОК. Для большей точности можно поиграть с равномерным-кучным распределением витков 3-ей.
Ответить
0
Marchello #
А как использовать сиё устройство при проверке конденсаторов не выпаивая их из схемы? Какие будут показатели и как их читать?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Фишка в том, что на щупах пробника очень малое напряжение (не более 150 миливольт). При таком напряжении не открываются p-n переходы и даже диоды Шоттки. Случай, когда конденсатор шунтируется низкоомным резистором или индуктивностью теоретически представить, конечно, можно, но на практике очень маловероятен. С показаниями: на единицу в старшем разряде не обращаем внимания, следующая цифра - Омы, потом десятые и сотые доли Ома.
Ответить
0
Aron El #
Доброго времени суток! Заинтересовало, соберу попробую. Один вопрос - критерии выбора транзистора? Из моего понимания схемы и коментариев под статьей понял, что нужен коэффициент усиления не меньше сотни/другой, правильно? А что еще важно? Не охота идти в лобаз когда у меня на работе в свободном доступе развал старых отечественных транзюков...
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Сотня- другая хорошо конечно. Но и семьдесят- девяносто будут работать. Чуть повлияет на линейность измерения, но трансформатор тоже не идеален, так что нормально. В конце концов важна не точность измерения, важно быстренько найти неисправный конденсатор, не выпаивая из платы. Спасибо за отзыв, удачи!
Ответить
0
focks01 #
Не было под рукой BC546, собрал схему на транзисторе C945, R2=100K. Заведомо дефектные конденсаторы приборчик определил без ошибок. Автору спасибо за идею!
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Рад, значит, не зря старался. Благодарю.
Ответить
0
Igor #
Собрал приставку на КТ3102Б. Кольцо почти такое же +- 1мм. I обмотку мотал виток к витку, сделал отвод, и продолжил II обмотку виток к витку.III обмотку распределил по кольцу. Прибор - Fluke177 TrueRMS.Подключил схему к мультиметру в режиме проверки диодов.
при разомкнутых щупах приставки: 2,141 мВ
замкнул щупы приставки и настроил: 1,000 мВ
подключил:
1 Ом - показания 0,988 мВ
2 Ом - показания 0,971 мВ
3 Ом - показания 0,964 мВ
Что сделал не так?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Что-то странное: от одного ома до трёх идёт падение показаний, а от трёх до бесконечности — рост?
Хорошо бы осциллографом глянуть на размах и частоту колебаний на выходе. На холостом ходу и при измерениях частота не должна изменяться.
Может быть, обмотки 1 и 2 трансформатора перепутаны? От эмиттера к "минусу" должно быть 80 витков.
Ответить
0
Igor #
Осциллограф показывает снижение размаха колебаний.
Частота почти не меняется
1 картинка
положение переключателя шкалы времени 1 µs
С разомкнутыми щупами 160 мВ
2 картинка
положение переключателя шкалы времени 2 µs
С сопротивлением 1 Ом 15 мВ. Схему проверил - собрана правильно. Может ошибся с количеством витков? Не домотал до 80?
Прикрепленный файл: IMG145248.jpg
Прикрепленный файл: IMG145821.jpg
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Получается, частота генерации 800 кГц, в 10 раз выше. Под нагрузкой снижается до 200 кГц. Явно выше нужной. Это либо материал кольца не тот, либо конденсатор С1 в обрыве. Или (бывает по словам бывалого товарища) некоторые КТ3102 имеют "неправильную" цоколёвку (разные производители).
Удачи!
Ответить
+1
Igor #
Спасибо. Кольцо было от дросселя - металлопорошок. Перемотал на феррит.
при разомкнутых щупах приставки: 2,141 мВ (при увеличени сопротивления Р2 стремится к бесконечности)
1 картинка:
С разомкнутыми щупами напряжение - 360 мВ (измерялось Флюкой), частота примерно 70 кГц
положение переключателя шкалы времени 5 µs
2 картинка:
замкнул щупы приставки и настроил: 1,000 мВ
3 картинка:
1 Ом - показания 1,061 мВ
4 картинка:
2 Ом - показания 1,187 мВ
5 картинка:
3 Ом - показания 1,335 мВ
6 картинка:
4 Ом - показания 1,481 мВ
7 картинка:
Измерение на вздутой ёмкости - 1,328 мВ
Прикрепленный файл: 1.jpg
Прикрепленный файл: 2.jpg
Прикрепленный файл: 3.jpg
Прикрепленный файл: 4.jpg
Прикрепленный файл: 5.jpg
Прикрепленный файл: 6.jpg
Прикрепленный файл: 7.jpg
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Всегда пожалуйста. Для диагностики по-быстрому само то.
Ответить
+1
ruby #
Спасибо большое за такую простую и легко собираемую схему.
Починил с её помощью БП монитора.
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Спасибо за отзыв.
Ответить
0
victor #
При потере емкости прибор определит как исправный?
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
victor, представьте: вскрываем конденсатор, смотрим. И как он может потерять ёмкость? Не, ну бывало всякое. Загляните, статья Сергея, мы работали пару-тройку лет бок обок http://the-mostly.ru/misc/meter_of_lc.html
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Хороший вопрос. Да, покажет только паразитное сопротивление, если ёмкость не упала совсем до малых значений, около 1 мкФ. Такие случаи редки, но встречаются.
Что ж, простая схема работает просто)
Ответить
0
Макс #
Спасибо автору! Собрал, получилось с первого раза. Для отбраковки кондёров самое то! Большой плюс что приставка не требует отдельного питания. Транзистор применил 3102. Подстроечник из имеющихся у меня на 220к. Постоянный резистор на 1 кОм. Теперь вот печаточку к нему придумать
Ответить
+1

[Автор]
Alex_P #
Пожалуйста. Печаточку рисовал для вставки в корпус разъёма от СОМ-порта, вот:
Прикрепленный файл: 4_bottom_.png
Ответить
0
Макс #
Спасибо за печатку и за быстрый ответ!
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Не за что. Да, на печатке вместо резистора 1 Ом указан полярный конденсатор: по началу мыслилось так. Удачи!
Ответить
+1
avi50 #
Я использую приставку не только с цифровым мультиметром, но и с Ц4313 на пределе «ом*100». Шкала «ом» совпадает со шкалой авометра от 0 до 5 ом – то есть самое нужное. Полярность подключения приставки к Ц4313 следует изменить на противоположную. Хорошая, простая схема без дополнительного источника, спасибо автору. Ток потребления приставки на холостом ходу 150 мка, при замкнутых щупах – 1 ма. Ферритовое кольцо нужно брать с магнитной проницаемостью не менее 1000 (одна белая риска на кольце). Материал кольца с такой проницаемостью обычно проводит постоянный ток и имеет сопротивление 20-30 ком. Поэтому острые кромки перед намоткой следует притупить мелкой шкуркой. Иначе материал кольца будет шунтировать обмотку в случае повреждения изоляции провода на острых кромках, ухудшая добротность. С приставкой можно использовать любой авометр, имеющий измерительный механизм порядка 50 мка. Например Ц4315, Ц4317, Ц4353, Ц43101 на соответствующем пределе измерения омметра.
Отредактирован 27.11.2021 20:06
Ответить
0
Владимир_совок #
Будет у меня несколько то ли вопросов, то ли советов. В общем собрал я эту простенькую схему. Тестер у меня только один: Aneng AN82. Настроить 1.000 удалось при 1.460 на холостом ходу. До этого пробовал различные вариации с 3-й обмоткой и подстроечным резистором. На холостом ходу ближе к 2.8 тестер уходит в бесконечность, при этом было не более 80кОм. Что-то похожего удалось добиться при 3-х витках третьей обмотки и сопротивление менее 20кОм. В общем с последними данными при 1.000 коректировке, 1460 - это максимум на холостом ходу. При этом проверяя 1 и 2 Ом - значения получаются 1,065 и 1,130 - т.е. почти в два раза меньше 1,100. Витки убавлять думаю дальше некуда. Собственно пара вопросов: Такое поведение как-то связано с тестером? Или дело может быть в катушке? Намотано всё правильно, размеры как и в схеме, взята из спиральной энергосберегайки - катушка зелёного цвета. Транзистор кт315Б, конденсаторы все проверены, на малую ёмкость стоят слюдяные - в общем всё времён СССР кроме электролита и колечка. 1 Ом из константана. В общем из всего написанного если подозрение в катушке, её можно заменить на катушку большего диаметра(материал нынешней я не знаю)? Осциллографа не имею,
Ответить
+1
avi50 #
Хорошо-бы знать частоту генератора. Ваш мультиметр ее измеряет. Выше 100 кгц – это будет много. Придется наматывать кольцо с большим количеством витков. Проверьте потребляемый ток. При базовом резисторе 20 ком получается слишком надежный запуск генератора, а он должен работать практически на пороге срыва генерации – так выше чувствительность. А ее у Вас и не хватает: 1,065 вместо 1,100. Этот резистор должен быть ближе к 80 – 100 ком. Третья обмотка у меня шесть витков и 2,2 ома. Длинных щупов приставка не терпит – не более 15 см. Один из выводов третьей обмотки можно подсоединить к минусу питания – тогда он может быть длиннее.
Ответить
+1
Владимир_совок #
Ок, Спасибо за полезные советы и рекомендации.
Что-то попробую укоротить -сейчас от обмотки до конца щупа 10 см. С катушкой видимо придётся по возиться (Провод на глаз был 0,3-0,2 мм и 80 витков заполняли половину в 2-3 слоя, остальные 2 обмотки распределены поровну на оставшемся месте)- до вашего ответа кидал на питание зонда 1,5 в от батарейки и на щупах получил 214кГц, при закорачивании на 1Ом частота поднялась до 240 с хвостиком. Так что из ваших советов и параметров, а также моих проверок, ток проверять смысла видимо нет - только перемотать с нуля. Материал скорее всего феррит т.к даже в мегаОмах сопротивление постоянному току бесконечность. Ещё раз СПАСИБО!
Ответить
+1
Владимир_совок #
В последнем предложении я видимо проявил некомпетентность - материал всё же проводит постоянный ток с сопротивлением около 32кОм, просто краска давала бесконечность. Думаю материал 90% вероятности феррит, т.к. имеет цвет между тёмносерым и чёрным. Это я к слову себя поправил, заново только собираюсь наматывать.
Ответить
+1
avi50 #
240 кгц – это много. На Вашем кольце надо попробовать намотать 15+150 витков провода 0,1-0,14мм. А токи проверить нужно. И конечно необходимо иметь под рукой еще один многопредельный прибор (можно самый простенький) и лучше стрелочный – он нагляднее и оперативней. Напряжение питания генератора на холостом ходу на клеммах мультиметра (плюс и минус по схеме) должно быть порядка 2,5 вольт, а при замкнутых щупах (то есть при максимальной нагрузке) – примерно 1 вольт. Ориентируйтесь на это. При настройке удобнее пользоваться стрелочным прибором, а цифровой применять в качестве дополнительного или когда он незаменим, например, при необходимости точных измерений. Кроме того, по стрелке удобнее наблюдать плавно изменяющиеся величины. Желаю удачи.
Ответить
0

[Автор]
Alex_P #
Прошу извинить, давненько не заглядывал. Благодарю, avi50. Вряд ли у меня получилось бы лучше осветить вопросы.
Ответить
0
avi50 #
Спасибо за добрые слова в адрес старого радиолюбителя. Для повторения конструкций, особенно капризных, необходимо больше давать измеренных при настройке значений. Наличие даже самодельных измерительных приборов – авометр, частотомер, измерители L, С, ESR, генератор НЧ и ВЧ – залог успеха. Важно завершить настройку изготовлением законченной конструкции прибора, ведь именно слесарные работы занимают большую часть времени. Я собрал приставку в корпусе старого четырехвольтового аккумулятора (от китайского фонарика) размерами 45*30*20 мм. Еще раз спасибо.
Ответить
0
Юрий #
У меня получилась шкала с множителем 2:1–1,192; 2-1,474; 3-1,739. Транзистор 3102 (h 290), кольцо 2500 (по измерениям), остальное по схеме. Что подкрутить?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

USB осциллограф DSO-2090
USB осциллограф DSO-2090
Discovery V8 Квадрокоптер Syma X11
вверх