Измеритель ESR конденсаторов
своими руками.
Оксидные (электролитические) конденсаторы широко используются в самой различной радио-электронной аппараryре (РЭА). Зачастую именно
их отказ приводит к неработоспособности и к заметному ухудшению качества работы РЭА. Поэтому каждому радиолюбителю и
профессиональному ремонтнику важно иметь возможность оперативно контролировать величину, так называемого, эквивалентного
последовательного сопротивления (ESR) таких конденсаторов.
В этой статье рассмотрена конструкция компактного переносного аналогового измерителя ESR оксидных конденсаторов, выполненная на
недорогих и широко распространенных электронных компонентах.
На сегодняшний день в литературе можно найти разные схемы и конструкции аналоговых измерителей ESR. Общей особенностью аналоговых
измерителей ESR является необходимость применения стрелочной измерительной головки. В настоящее время стрелочные измерительные
головки являются дорогими и дефицитными приборами.
Кроме того, изготовление новой шкалы для такого измерителя ESR - дело кропотливое, а полученный результат зачастую не соответствует
затраченным усилиям. А ведь еще необходимо достать или сделать подходящий корпус, источник питания, щупы.
Без этого измеритель, каковы бы ни были его параметры, останется просто игрушкой - клубок проводов и в повседневной работе
использовать нельзя.
В конструкции, которую автор предлагает вниманию читателей, эти проблемы решены выбором карманного мультиметра SUNWA УХ-1000А в
качестве основы для создания прибора. Он содержит стрелочный измеритель, плату с деталями, которая одновременно выполняет функции
переключателя рода работы, батарейку типоразмера АА. На лицевой стороне его корпуса расположен подвижный контакт переключателя рода
работы. Такая конструкция идеально подходит для карманного измерителя. Стоимость мультиметра в пределах 2-5 USD. Для сравнения,
измерительная головка М261 с током полного отклонения 50 мкА (без корпуса и переключателя) стоит вдвое дороже.
Технические характеристики
Прибор позволяет измерять величину ЕSR оксидных конденсаторов на частоте 40 кГц в диапазонах 0,5...2 и 2...10 Ом. Потребление тока в режиме измерения в диапазоне 2...10 Ом около 3 мА, в диапазоне 0,5...2 Ом - 10 мА. Измеритель не выходит из строя при подключении к нему заряженных конденсаторов, что позволяет проводить проверку конденсаторов без их выпаивания. Внешний вид готового измерителя показан на фото.
Работа измерителя
Электрическая схема измерителя ESR показана на рис.1.
Задающий генератор, выполненный на ИМС К561ЛА7, выдает прямоугольный сигнал частотой 40 кГц. Частота генерации задается элементами
R1, С1. Ее можно изменять в пределах 40...80 кГц и более. Однако нужно иметь в виду, что уже на частоте 80...90 кГц у конденсаторов типа К50-
35 и подобных начинает заметно давать знать о себе индуктивное сопротивление обкладок, что значительно снижает точность измерений. С
увеличением сопротивления R1 частота уменьшается, а стабильность частоты возрастает. Колебания генератора, усиленные по мощности
транзисторами VТ1, VТ2, поступают на первичную обмотку трансформатора через конденсатор и резистор выбранного диапазона.
К первичной обмотке трансформатора подключены измерительные щупы, а к вторичной - детектор, нагруженный на измерительную головку. При
измерениях конденсатор, подключенный к щупам, шунтирует первичную обмотку трансформатора, в результате стрелка измерителя отклоняется
на определенный угол.
Чтобы измерять малые величины ЕSR, необходимо увеличить измерительное напряжение. Оно регулируется резисторами R2, R5 и R3, R6,
которые переключаются при переходе с одного предела измерения на другой. Измерительная головка не защищена встречно-параллельно
диодами, хотя ее чувствительность составляет всего 0,2 В, но она легко выдерживает напряжение до 2 В.
Питание осуществляется в переносном режиме от 2 батареек типоразмера ААА, в стационарном режиме от сети с помощью внешнего
нестабилизированного блока питания.
Детали
В измерителе ESD применены:
ИМС:
DD1 - К561ЛА7.
Транзисторы:
VТ1 - КТЗ15,
VТ2 - КТЗ61 с любым буквенным индексов.
Резисторы:
R1 - 1О кОм,
R2 - подстроечный 200 Ом,
R3 - подстроечный 470 Ом,
R4 - 47...100 Ом,
R5 -10 Ом,
R6 - 270 Ом.
Конденсаторы:
С1 - 470 пФ,
С2 -100 мкФ х 6,3 В,
СЗ - 4,7 мкФ х 6,3 В.
Диоды:
VD1 типа Д9, Д18 или Д20;
VD3 -1 N4007.
Стабилитрон:
VD2 - стеклянный КС133.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром 10 мм из феррита 1000НМ. Можно применить любой ферритовой сердечник
подходящих размеров с проницаемостью 400...3000.
Первичная обмотка содержит 20 витков провода ПЭЛ диаметром 0,4...0,5 мм, вторичная - 200 витков провода диаметром 0,1...0,15 мм.
Конструкция.
Перед сборкой измерителя корпус мультиметра следует доработать.
На лицевой половине корпуса приклеивают клеем "Момент"
переключатель рода питания, движок которого выступает в специально проделанный паз. На задней половине делают отверстие, в котором крепят
гнездо блока питания. Чтобы поместились батарейки, необходимо удалить часть (не полностью) пластмассовой стойки, служащей для соединения
половин корпуса между собой. Батарейки свободно помещаются в доработанный корпус, а вот кассеты для них нет - приходится подпаивать к ним
провода. Впрочем, в этом нет особого неудобства, так как батарейки придется менять редко.
Единственное слабое звено такой конструкции - подвижные контакты переключателя рода работы от серийного мультиметра. Если он не работает,
контакты надо аккуратно подогнуть. При покупке мультиметра сразу же следует проверить его работоспособность, что убережет вас от неприятных
неожиданностей.
С платы мультиметра необходимо удалить все детали. Это надо делать очень аккуратно, чтобы не повредить печатные проводники. Для этого
отверстия в ней лучше прочищать зубочисткой или тонкой щепочкой, но не иглой. После этого новые детали можно смонтировать навесным
монтажом, приклеив их на плату клеем «Момент». Компоновка прибора, собранного навесным монтажом, показана на фото.
На рис.2 показана "родная" плата мультиметра,используемая как плата переключателя. Можно изготовить новую печатную плату (рис.3),
размещение деталей на которой показано на рис.4. Новую плату устанавливают поверх старой и соединяют с ней монтажными проводами в
местах, отмеченных цифрами 1 - 3.
Если нет надобности в питании от сети, конструкцию измерителя можно еще больше упростить, избавившись ОТ SA1, R4, VD2, VDЗ (рис.5). При этом переключатель рода работы будет выполнять функцию выключателя питания.
Настройка
Правильно собранный из исправных деталей измеритель ESR начинает работать сразу же. При этом стрелка отклоняется до упора. Для настройки поддиапазонов понадобятся два десятка резисторов сопротивлением 1 Ом. Включая их параллельно или последовательно, можно получить любые сопротивления от 0,5 до 10 Ом. Настройка заключается в том, чтобы, подключив к щупам резисторы сопротивлением 2, а потом 10 Ом, с помощью подстроечных резисторов установить стрелку на правую крайнюю отметку шкалы. После этого необходимо изготовить новую шкалу. Для этого необходимо вырезать из плотной бумаги заготовку по форме старой шкалы, а затем аккуратно установить ее вместо старой и приклеить клеем «Момент». Затем, подключая к щупам резисторы известного сопротивления, градуируют шкалу с точностью 0,1 Ом в диапазоне 0,5...2 и с точностью 1 Ом в диапазоне 2...10 Ом.
Н.Нечипоренко
Радиоаматор 2013/06
| << Предыдущая | Cледующая >> |