LC - метр, вимірювач ESR

  • Час 29-09-2015, 16:21
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Нескладна схема приладу для вимірювання ємності конденсаторів, котушок індуктивності та перевірки електролітичних конденсаторів на еквівалентний послідовний опір (ЕПС/ESR). Крім того прилад генерує ряд фіксованих частот (100 Гц, 1кГц, 10 кГц, 100 кГц і 1 Мгц) з регулюванням вихідної напруги, що також можна використовувати для перевірки та настроювання різної радіоапаратури. Точність вимірювань, правда, обмежена 5-10% і залежить від точності настройки і розмірів застосовуваного стрілочного індикатора. Тим не менш, така точність цілком достатня для перевірки елементів в радіоаматорський практиці.

LC - метр, вимірювач ESR

Схема складається з генератора сигналів цифрової мікросхеми К561ЛА7, формувача синусоїдальних імпульсів на транзисторі VT1, блоку вимірювання «ESR» і стабілізатора напруги на транзисторі VT2.

LC - метр, вимірювач ESR

У показаному на схемі положенні перемикача S3 схема вимірює «ESR» електролітів (сигнал з генератора іде на трансформатор Т1 і далі на вимірювальний прилад). Причому вимірювання можна проводити не выпаивая конденсатори з плати, що зручно при пошуку несправностей. Прийнятні значення цього параметра для різних номіналів електролітів надані в таблиці:

Ємність, мкФ

Нормальне значення ESR, Ом

1 ... 100

не більше 5

100 ... 1 000

не більше 2,5

1 000 ... 10 000

не більше 1

При перемиканні S3 схема працює на вимірювання інших величин ємності та індуктивності. У показаному на схемі положенні перемикача S2 проводиться вимірювання індуктивності котушок, а в іншому положенні - вимірюється ємність конденсаторів і сигнал з генератора подається також на вихід «F» через змінний резистор R9, яким можна регулювати рівень вихідного сигналу. На транзисторі VT2 зібраний малопотужний стабілізатор напруги живлення. Його вихідну стабілізовану напругу залежить від номіналу стабілітрона VS1 і може бути в межах 5 ... 7 Ст. схема Харчується від батареї «Крона» або будь-якого малопотужного адаптера з вихідним напругою 9 ...12 Ст.

Деталі

Замість зазначеної можна застосувати мікросхеми К176ЛА7, К564ЛА7, К561ЛЕ5 та аналогічні. Частота генерації визначається резисторами R1 - R5 і конденсаторами С1, С2. Підстроювальні резистори можуть бути будь-якого типу, бажано з закритим і навіть герметичним корпусом, так як від їх якості залежить точність налаштування пристрою.

За допомогою перемикача S1 проводиться послідовне з'єднання резисторів і конденсаторів частотозадающей ланцюга. В якості S1 можна застосувати перемикачі типу П2К (з 5 кнопок) з залежною фіксацією або відповідний галетный перемикач з двома групами контактів на 5 або більше положень. Перемикачі S2 і S3 також можуть бути П2К, відповідно з трьома і двома групами контактів, але вже на два положення. Транзистор КТ361 можна замінити на КТ 502, а КТ315 на КТ503, КТ 342. Стабілітрон VS1 може бути типу КС156, КС162. Діоди VD1. VD2 і VD5 повинні бути германієві, крім зазначених на схемі можна поставити Д2, Д18, Д310, Д311 ГД507. VD3, VD4 захищають стрілочний прилад від перевантаження і можуть бути будь-які малопотужні. Змінний резистор R9 (регулятор вихідного рівня) може бути опором до 1,5 кОм. В якості індикатора можна використовувати будь-який відповідний стрілочний прилад, наприклад індикатор рівня запису від магнітофона. Приклад застосування такого індикатора і корпусу від китайського тестера показано на фото.

LC - метр, вимірювач ESR

В залежності від розмірів корпусу можна застосувати перемикачі різних типів:

LC - метр, вимірювач ESR

Можна застосувати малогабаритні перемикачі від різних китайських магнітол і т. д., головне щоб вони були з потрібною кількістю груп перемикання (контактів), в хорошому стані і забезпечували надійний контакт.

Під цей корпус розроблялася і друкована плата. Для мінімізації розмірів вона двостороння і зроблена без свердління отворів. Деталі паяються до друкованих провідникам з обох сторін, тому друковані доріжки зроблені широкими. В місцях з'єднань з «загальним» проводом («-» живлення) просвердлюються наскрізні отвори і через них здійснюється з'єднання з фольгою-екраном. Плата малювалася цапон-лаком, який продається в будь-якому радіомагазині за допомогою порожнього стрижня від кулькової ручки (для цього в стержні видаляється кульку з пишучого вузла за допомогою тонкої голки).

LC - метр, вимірювач ESR

LC - метр, вимірювач ESR

Друга сторона

Трансформатор T1 блоку вимірювання «ESR» мотається на феритовому кільці з материнської плати комп'ютера. Типорозмір кільця не критичний. Обмотка I містить 150 витків дроту ПЕЛ 0,15, обмотка II - 15 витків дроту ПЭЛ0,5. Обмотки мотаються по всій довжині кільця. В залежності від чутливості застосовуваного стрілочного приладу число витків обмотки II можна збільшити до 30.

LC - метр, вимірювач ESR

Налагодження вимірювача

Спочатку перевіряють роботу генератора сигналів за допомогою осцилографа або частотомера . контролюючи сигнал на виході генератора (висновок 11 D1), потім на виході формувача синусоїди (колектор VT1). Форму сигналу, тривалість імпульсів можна підлаштувати в невеликих межах підбором резистора R7. Слід мати на увазі, що сигнал на виході генератора всього пристрою (клема «F») буде присутній при перемиканні S2 в положення «С» (на схемі він в даному випадку стоїть в положенні «L»), а S3 - в положення «C/L». При вимірі «ESR» сигнал з генератора подається тільки на цей блок, до нього ж підключається і стрілочний прилад!  Це добре видно зі схеми. Потім перемикач S2 ставимо в положення «С» і підключаємо частотомір до клеми «F»(«Частота»). Перемикач S1 ставимо в положення частоти 100 Гц» та подстроечником R5 виставляємо, відповідно, частоту 100 Гц. Потім перемикаємо S1 у положення «1кГц» і подстроечником R4 виставляємо 1 кГц, і так далі. Потім підключаємо зразковий конденсатор ємністю 1 мкФ до клем «Сх» (як показано на схемі) і подстроечником R11 виставляємо стрілку індикаторного приладу в крайнє праве положення. Потім підключаються зразкові конденсатори з об'ємом 0,9 ... 0,1 мкФ і проводиться градуювання індикатора відповідними мітками на шкалі. На інших діапазонах точність показань буде вже залежати тільки від точності виставлених до цього значень частот. Перемикаємо S2 в положення «L» , підключаємо зразкову котушку індуктивністю 1 Гн до гнізд «Lx» і подстроечником R10 також виставляємо стрілку приладу в кінець шкали. Потім налаштовуємо блок вимірювання ESR. Перемикач S3 - в положення «ESR» (при цьому S2 може бути в будь-якому положенні ) і S1 у положення «100 кГц» (на цій частоті проводяться вимірювання ESR !). Подстроечником R12 також виставляємо стрілку в кінець шкали. Потім підключаємо до клем «ESR» резистори опором 0, 5; 1; 2; 5 і 10 Ом і робимо відповідні відмітки на шкалі приладу. На цьому налаштування закінчена.

LC - метр, вимірювач ESR

Розташування деталей на друкованій платі:

LC - метр, вимірювач ESR

Примітки

Настроювання та експлуатація вимірювача повинні проводитися з одними і тими ж вимірювальними проводами і роз'ємами, щоб враховувалися опору і ємності всіх з'єднань! Після остаточної установки всі підстроювальні резистори бажано замінити на постійні, для цього подстроечніком акуратно выпаиваются, вимірюється їх опір цифровим тестером і потім підбираються постійні резистори точно таких або максимально близьких номіналів. Це дозволить виключити в подальшому збій налаштувань при випадкових ударах або при окисленні рухомих контактів з часом. В залежності від якості монтажу і конкретного екземпляра мікросхеми D1 рівень сигналу на діапазоні 1 МГц може бути значно занижений. Це призведе до неможливості вимірювання ємностей менше 100 пФ і індуктивностей менше 100 мкГн. У всьому ж іншому прилад буде працювати нормально.

Слід мати на увазі, що при вимірюванні ESR електролітів прилад покаже «норму» (нульовий опір) і при короткому замиканні в конденсаторі! Тому такі конденсатори з зовсім вже «нульовим» опором корисно перевірити ще й звичайним тестером (справний конденсатор не повинен проводити постійний струм).

Замість стрілочного індикатора можна використати звичайний цифровий тестер, включений в режимі вимірювання постійного струму , наприклад, 20 - 200 мА. Але в цьому випадку показання тестера не будуть точно відповідати вимірюваним величинам, потрібно буде складати таблицю відповідностей показань тестера і дійсного номіналу вимірюваного елемента.

Список радіоелементів

Позначення Тип Номінал Кількість D1 VT1 VT2 VD1, VD2 VD3, VD4 VD5 VS1 С1 С2 С3 С4, С6 С5 С7 R1, R4 R2, R5 R3 R6-R8 R9 R10, R12 R11 T1 S1 S2
ІСК561ЛА71 К176ЛА7, К564ЛА7, К561ЛЕ5
Біполярний транзисторКТ361Г1 КТ502
Біполярний транзисторКТ315Г1 КТ503, КТ342
ДіодД9Б2 Д2, Д18, Д310, Д311 ГД507
ДіодКД521А2
ДіодД3101
СтабілітронД814А1 КС156, КС162
Конденсатор100 пФ1
Конденсатор0.01 мкФ1
Конденсатор1000 пФ1
Електролітичний конденсатор100 мкФ 102
Конденсатор1 мкФ1
Електролітичний конденсатор10 мкФ 101
Підлаштування резистор47 кОм2
Підлаштування резистор470 кОм2
Підлаштування резистор4.7 кОм1
Резистор470 Ом3
Змінний резистор470 Ом1
Підлаштування резистор1 кОм2
Підлаштування резистор3.3 кОм1
Трансформатор1
Галетный перемикач1
Перемикач1
Мікроамперметр1
Tags

Коментарі до новини